Проектирование реляционных баз данных с использованием семантических моделей: ER-диаграммы

Представление в реляционной схеме взаимно исключающих связей

Существуют два способа формирования схемы реляционной БД при наличии взаимно исключающих связей (имеются в виду связи "один ко многим", причем конец связи "многие" находится на стороне сущности, для которой связи являются взаимно исключающими ):

• (a) общее хранение внешних ключей;
• (b) раздельное хранение внешних ключей.

Понятно, что если имеются взаимно исключающие связи упомянутой категории, то в таблице, соответствующей сущности, для которой связи являются взаимно исключающими, необходимо хранить внешние ключи. Если внешние ключи всех потенциально связанных таблиц имеют общий формат, то можно применить способ (a), т. е. создать два столбца: идентификатор связи и идентификатор сущности (возможно, составной). Столбец идентификатора связи используется для различения связей, покрываемых дугой исключения. В столбце (столбцах) идентификатора сущности хранятся значения уникального идентификатора сущности на дальнем конце соответствующей связи.

Если результирующие внешние ключи не относятся к одному домену, то приходится прибегать к использованию способа (b), т. е. создавать для каждой связи, покрываемой дугой исключения, явные столбцы внешних ключей; все эти столбцы могут содержать неопределенные значения.

Преимущество подхода (a) состоит в том, что в таблице, соответствующей сущности, появляется всего два дополнительных столбца. Очевидным недостатком является усложнение выполнения операции соединения: чтобы воспользоваться для соединения одной из альтернативных связей, нужно сначала произвести ограничение таблицы в соответствии с нужным значением столбца, содержащего идентификаторы связей.

При использовании подхода (b) соединения являются явными (и естественными). Недостаток состоит в том, что требуется иметь столько столбцов, сколько имеется альтернативных связей. Кроме того, в каждом из таких столбцов будет содержаться много неопределенных значений, хранение которых потенциально может привести к серьезным накладным расходам внешней памяти.

Рис. 9.14. Возможные модификации ER-диаграмм, позволяющие избежать взаимно исключающих связей

Модификация, показанная на рис. 9.14 (b), основана на том наблюдении, что коль скоро связи являются альтернативными, то они разделяют множество экземпляров сущности   A на два или более непересекающихся подмножества, которые могут лежать в основе определения подтипов   A1 и A2. Это хороший вариант, если такие подтипы могут пригодиться еще для чего-нибудь. Например, в случае взаимно исключающей связи, представленной на рис. 9.12, у исправных и неисправных самолетов могут имется несовпадающие множества атрибутов (скажем, у типа сущности   ИСПРАВНЫЕ САМОЛЕТЫ может иметься атрибут   дата завершения гарантийного срока, а у типа сущности   НЕИСПРАВНЫЕ САМОЛЕТЫ – атрибут   тип неисправности ). С другой стороны, как отмечалось в предыдущем разделе, для использования этого подхода требуется возможность динамического изменения типа существующего экземпляра.

Модификация, показанная на рис. 9.14 (с), основана на том наблюдении, что коль скоро типы сущности   B и C участвуют в альтернативной связи, то, по всей видимости, у этих сущностей имеется что-то общее. Возможно, их было бы правильнее определять как подтипы некоторого общего типа сущности. Заметим, что пример с рис. 9.12 явно демонстрирует, что далеко не всегда типы сущности, участвующие в альтернативной связи, обладают общими чертами. Создание общего супертипа для типов сущности   ПИЛОТ и АВИАРЕМОНТНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ представляется весьма странной идеей.

На этом мы заканчиваем краткую экскурсию в семантическое моделирование с использованием ER-диаграмм.

Заключение

Основной целью данной лекции было ознакомление с семантическими моделями данных на примере упрощенного варианта ER-модели. Представленный вариант ER-модели, с одной стороны, является достаточно развитым, чтобы можно было почувствовать общую специфику семантических моделей данных, а с другой стороны, не перегружен деталями и излишними понятиями, затрудняющими общее понимание подхода.

С практической точки зрения наибольшую пользу могут принести рассмотренные приемы перехода от ER-диаграмм к схеме реляционной базы данных. Особенно могут пригодиться рекомендации по представлению в реляционной схеме связей "многие ко многим", подтипов и супертипов сущности и взаимно исключающих связей.