colloquium 2 Flashcards
1 В чем отличие сущностей и связей ER-модели от предметов ПрО и отношений между ними?
Отличие сущностей и связей ER-модели от предметов ПрО и отношений между ними заключается в том, что предмет и отношение – это интуитивные понятия, а сущность и связь – формальные со своими определениями и свойствами.
- Какого типа отношение существует между предметами и их сущностями?
1:М. Например: объект Василий Пупкин. Его можно представить сущностью во множестве сущностей “Работник”, “Посетитель”, “Человек” и т.д.
- Какими по структуре могут быть множества связей?
1:1, 1:M, M:1, M:N
Унарные: только один набор сущностей участвует в наборе отношений
например: Брак(Человек, Человек)
Бинарные: в наборе отношений участвуют два набора сущностей [например: например:
Экзамен (Преподаватель, Студент)
Тернарные: в наборе отношений участвуют три набора сущностей
N-арные: и т.д.
- Как соотносится определение атрибута, данное Ченом, с определением этого же термина во второй главе учебного пособия?
Во второй главе атрибут рассматривался как именованыый домен и был представлен семантически значимыми знаками. Атрибуты являются интерпретацией объектов реального мира и их характеристик.
А у Чена – отображение, ставящее в соответствие сущностям или связям некоторого множества одиночные значения или кортежи значений.
- Чем отличается представление в БД связей ER-модели и реляционной модели?
В ER-модели для связи сущностей используются специальные уникальные указатели, а в реляционной используются значения атрибутов.
- Из каких элементов состоит ER-диаграмма Чена?
Из вершин - различные множества (сущностей, связей, значений).
Из ребер - ориентированных (атрибутные отображения) и неориентированных (роли).
- По каким правилам строится ER-диаграмма Чена?
Эта ER-диаграмма включает все пять основных понятий структур данных этой модели:
* множества сущностей представлены в виде множества сущностей,
* множества связей представлены в виде множества сущностей,
* множества значений представлены в виде множества сущностей,
* роли представлены в виде множества сущностей,
* атрибуты множеств сущностей и множеств связей представлены в виде множеств связей.
- Как правильно определять степень множества связей?
Множество связей можно рассматривать как математическое отношение, определенное в общем случае на n множествах сущностей, а связь – как кортеж этого отношения с n элементами-сущностями. Степень связи – это количество сущностей, которые входят в связь
Например: степень множества связей УПРАВЛЕНИЕ равна 2 т.к. оно отображено на двух
множествах сущностей (в данном случае - одном и том же: СЛУЖАЩИЙ)
УПРАВЛЕНИЕ = {<e1,e2> | e1 ∈ СЛУЖАЩИЙ e2 ∈ СЛУЖАЩИЙ}
- В каких различных формах может быть представлено в ER-модели некоторое явление ПрО?
- Атрибут - отображение, ставящее в соответствие сущностям или связям некоторого множества одиночные значения или кортежи значений.
- Множество связей - математическое отношение, определенное в общем случае на n множествах сущностей,
- Множество сущностей - множество абстрактных представлений единичного объекта
- Как осуществлять выбор подходящей формы для представления в ER-модели некоторое явление ПрО?
- Если достаточно информации о значении сущности (состоит человек в браке или нет), можно
рассмотреть это явление как атрибут множества сущностей (ЧЕЛОВЕК). - Если вас к тому же интересует, с кем/чем конкретно связана сущность (с кем заключен брак),
необходимо трактовать явление (БРАК) как множество связей между сущностями множества
(ЧЕЛОВЕК). Даже если вы захотите описать это явление с помощью тех или иных характеристик,
вам не придется менять форму множества связей (в ER-модели Чена множества связей могут
иметь характеристики). - А вот если вам понадобится представлять связи явления (браков) с другими явлениями, вам не
обойтись без множества сущностей (БРАК).
- Какие формы предложил Чен для представления экстенсионала БД в своей модели? Опишите их.
1) Экстенсионал БД в форме графа
- Вершинами графа являются сущности, связи и значения (это есть типы).
- Элементы одного множества принято объединять, ну а сами множества помечаются именами.
(сами множества обводят пунктирной линией). - Однотипные множества располагаются в соответствующих этому типу столбце.
- Неориентированные ребра - это роли сущностей в связях.
- Ориентированные дуги - атрибутные отображения.
2) Экстенсионал БД в форме таблиц
- Каждому множеству сущностей и связей соответствует собственная таблица
- Шапка таблицы связей трехуровневая
- Шапка таблицы сущностей двустворчатая (сущность/атрибут) и двухуровневая
- Что является данными когда рассматривается метасхема?
Приставка “мета” по сути указывает на то, что раньше являлось типом - становится знаком. Таким образом типы из ER-схемы становятся данными в метасхеме.
- Представьте метасхему ER-модели Чена.
Метасхема ER-модели Чена – ER-диаграмма, предметной областью которой является идеальный мир ER-модели. Именно по этой схеме строится репозиторий – специализированная БД CASE-инструмента, в которой хранятся проектируемые ER-схемы приложений технологии БД.
Эта ER-диаграмма включает все пять основных понятий структур данных этой модели:
● множества сущностей представлены в виде множества сущностей,
● множества связей представлены в виде множества сущностей,
● множества значений представлены в виде множества сущностей,
● роли представлены в виде множества сущностей,
● атрибуты множеств сущностей и множеств связей представлены в виде множеств связей
- В чем особенности синтаксиса ограничений целостности на значения атрибутов в ER-модели?
Ограничений целостности на значения атрибутов в ER-модели достаточно традиционно и осуществляется в текстовой нотации. При этом для атрибутных отображений используется функциональная форма. Для декларации ОЦ на значения атрибутов предлагается использовать язык исчисления предикатов первого порядка с переменными, пробегающими по множествам сущностей или связей и принимающими значения, соответственно, сущностей или связей.
- Поясните особенности понятия ключ в ER-модели.
Ключ сущности – это группа атрибутов, такая, что отношение между множеством сущностей и Декартовым произведением соответствующих множеств значений есть отношение типа 1:1 или 1:M (для многозначных атрибутов).
Множества связей также могут иметь ключи связей. Возможны три способа уникальной идентификации связей:
1) только по сущностям, в ней участвующим (одной, нескольким или всем);
2) по сущностям, в ней участвующим, и значениям одного или нескольких атрибутов множества связей;
3) только по значениям одного или нескольких атрибутов множества связей.
- Почему в ER-модели неуместно использование первичных ключей?
Наличие у сущностей уникальных указателей, с помощью которых происходит идентификация сущностей в БД, уже выполняют работу первичного ключа, по идентификации объектов в БД.
- Объясните и приведите примеры всех способов идентификации связей.
Возможны три способа уникальной идентификации связей:
1) только по сущностям, в ней участвующим (одной, нескольким или всем);
2) по сущностям, в ней участвующим, и значениям одного или нескольких атрибутов множества связей;
3) только по значениям одного или нескольких атрибутов множества связей.
//Первая ситуация показана на примере множества связей ВРАЧ-ПАЦИЕНТ (для идентификации связи требуется указать сущности обоих множеств сущностей) и множества связей АНАЛИЗ ПАЦИЕНТА (для идентификации связи достаточно сущности типа АНАЛИЗ). Как вы, наверное, догадываетесь, последнюю возможность обеспечивает функциональность отображения из множества сущностей АНАЛИЗ во множество сущностей ПАЦИЕНТ в контексте множества связей АНАЛИЗ ПАЦИЕНТА. Для множеств связей степени больше двух возможна ситуация, при которой для уникальной идентификации связи достаточно указать несколько, но не все сущности.
В ситуации с множеством связей РАЗМЕЩЕНИЕ можно в качестве ключа использовать сущность типа ПАЦИЕНТ. Другим ключом этого множества связей будет комбинация сущности типа ПАЛАТА и значения атрибута множества связей Номер койки (второй способ идентификации связей).
- Что представляют собой E-зависимость и ID-зависимость?
- E-зависимость - ограничение по существованию сущностей.
- ID-зависимость - Сущности одного (зависимого) множества сущностей обязаны иметь связи с сущностями другого множества сущностей и не могут быть идентифицированы без них. (частный случай E-зависимости.)
- Чем отличаются множество слабых сущностей и множество регулярных сущностей?
Множество слабых сущностей - зависимое множество сущностей.
Множество регулярных сущностей - те кто не принадлежат к виду слабых сущностей.
- Поясните, как расставлять пометки на ребрах ролей ER-диаграммы в случае множества связей степени больше 2-х. Приведите примеры.
Для множеств связей степени 3 и больше можно делать по две пометки на ребре: одна (возле множества связей) для отображения, определяемого ролью, другая (ближе к множеству сущностей) – для отображения, определяющего роль.
Пример на роли Врач множества связей НАПРАВЛЕНИЕ НА АНАЛИЗ. Отображение АНАЛИЗ x ПАЦИЕНТ -> ВРАЧ функционально, поэтому на ребре ставим «1». Обратное отображение ВРАЧ -> АНАЛИЗ x ПАЦИЕНТ нефункционально, поэтому на ребре ставим «M».
- Укажите особенности навигационного манипулирования данными в ER-модели. Приведите набор необходимых для этого команд.
Значения в в ER-модели самостоятельной ценности не имеют и используются исключительно в контексте сущностей и связей. Поэтому в языке предусмотрены понятия только указателей текущих сущностей и связей, пробегающих по соответствующим множествам. Причем предоставлена возможность неоднократного одновременного их определения для обеспечения параллельных независимых сканирований одних и тех же множеств.
Операции:
- Создание и удаление элементов (создание, изменение, удаление сущностей и связей)
- Установка указателей текущих для основных элементов данных (селекция сущности, связи по указателю текущей, по указателю текущей и данным, по указателю текущей и связи, по указателю текущей, данным и по связи)
- Выборка значений атрибутов для текущей сущности или связи
- Какие формы может принимать подграф запроса на языке CABLE?
- Линейный маршрут от исходного множества к целевому - при переходе от одной точки маршрута к следующей осуществляется селекция элементов очередного множества, имеющих связи с элементами, селектированными на предыдущем шаге (селекция по связям).
- Дерево - листья задают исходные множества, а корень дерева – целевое множество. В вершинах, в которых происходит слияние двух и более путей, осуществляются теоретико-множественные операции объединения, пересечения или разности подмножеств, полученных при прохождении по каждому из соединяющихся маршрутов.
- Граф, состоящий из 1 вершины- исходное множество является и целевым
- В каких случаях можно явно задавать в запросе теоретико-множественные операции? Приведите примеры запросов на этом языке.
В том случае, если в запросе специфицирован не только линейный маршрут, но и дерево. В вершинах, в которых происходит слияние двух и более путей, осуществляются теоретико-множественные операции объединения, пересечения или разности подмножеств, полученных при прохождении по каждому из соединяющихся маршрутов.
Примеры запросов:
- OUTPUT ВРАЧ.Фамилия SELECT ВРАЧ.Специальность = ‘окулист’ (Получить фамилии врачей-окулистов)
- OUTPUT ПАЦИЕНТ.Фамилия SELECT БОЛЬНИЦА.Название = ‘Святая Елена’ / ПАЛАТА (Получить фамилии пациентов, лежащих в больнице Святой Елены)
- OUTPUT ВРАЧ.Фамилия, Специальность (SELECT БОЛЬНИЦА.Название = ‘Святая Елена’ / ПАЛАТА / ПАЦИЕНТ) (SELECT ЛАБОРАТОРИЯ.Название = ‘Друг желудка’ / АНАЛИЗ / ПАЦИЕНТ)(Получить фамилии и специальности врачей, у которых есть пациенты больницы Святой Елены, выполнявшие анализы в лаборатории «Друг желудка».)
- Поясните критерии качества семантических моделей.
- Модель должна обладать достаточной общностью и ясностью для того, чтобы в ней можно было легко представить любые явления и законы моделируемого мира.
- Разрыв между этой моделью и моделями, реализуемыми в СУБД, не должен быть большим, желательно, чтобы можно было воспользоваться максимально формальными правилами преобразования структур и ограничений целостности из одной модели в другую.
- Нарисуйте общую схему модификаций ER-модели Чена. Какие концепции добавлялись или удалялись на каждом из этапов этих модификаций?
- ER-модель была пополнена понятиями «специализация» и «категоризация» (для представления отношений обобщения между множествами сущностей, и, таким образом, образована расширенная ER-модель (Enhanced Entity-Relationship Model – EER-модель)).
- В ER-модели Баркера удалились такие формы как:
● множества связей степени больше двух,
● атрибуты множеств связей,
● многозначные атрибуты,
● атрибутные отображения в Декартово произведение множеств значений. - В нотация IDEF1X удалились такие формы как:
● бинарные множества связей типа M:N (Их надо представлять в виде дополнительного множества сущностей и пары множеств связей типа 1:M).
● внутрисистемные указатели сущностей (Теперь надо было в явной форме оперировать первичными и внешними ключами Теперь сам проектировщик должен заботиться о создании суррогатных ключей).
- В каких случаях используются специализации и категоризации?
С помощью специализации и категоризации задаются отношения типа «подкласс-суперкласс» между множествами сущностей.
Суперклассы и подклассы используются с целью исключения дублирования определения общих атрибутов и типов связей нескольких «родственных» типов сущностей.
- Какие ограничения целостности касаются специализаций и категоризаций?
Ограничение непересечения (подклассы специализации не пересекаются => каждый объект может быть представлен сущностью только одного из подклассов), ограничение участия (полного (каждый объект суперкласса представлен сущностью хотя бы одного подкласса) или частичного (не обязательно представлен)).
