Преобразование бинарных связей

Каждая сущность преобразуется в определенное отношение, а значит, связь между сущностями преобразуется в связь между отношениями. Напомним, что связи между отношениями в реляционной модели данных реализуются посредством механизма первичных и внешних ключей. Чтобы этот механизм действовал, необходимо в первую очередь определиться с тем, которое из двух отношений является родительским, а которое — дочерним. Родительским считается такое отношение, которое передает копию набора значений своего первичного ключа другому отношению, где этот набор значений будет представлять внешний ключ. Последнее отношение в этом случае будет являться дочерним отношением. Рассмотрим бинарную связь ЧИТАЕТ между сущностями ПРЕПОДАВАТЕЛЬ и КУРС (рис. 6.1).

Как известно, эта связь может быть изображена с помощью диаграммы, которая содержит всю информацию, необходимую для генерации соответствующих отношений РБД.

Сущности ПРЕПОДАВАТЕЛЬ и КУРС однозначно идентифицируются с помощью ТН — табельного номера преподавателя и НК — номера курса. 77

Напомним, что, если все элементы данной сущности должны участвовать в связи, то такое участие называется обязательным. Например, если каждый преподаватель должен читать один какой-либо курс, то класс принадлежности такой сущности — обязательный. Класс принадлежности сущностей, а также мощность связи между сущностями являются факторами, определяющими структуру проектируемой БД.

6.2.3. Предварительные отношения для бинарных связей типа 1: 1

Предварительные отношения для бинарных связей с показателем кардинальности, равным 1: 1 (рис. 6.2) могут быть получены вследствие просмотра нескольких логических альтернатив и выбора из них наиболее подходящей.

Пусть в проектируемой БД должна храниться следующая информация:

ТН — номер преподавателя;

Ф_И_О — фамилия, имя, отчество преподавателя;

Тел_П — телефон преподавателя;

НК — номер курса;

Назв_К — название курса.

Считая, что класс принадлежности является обязательным для обеих сущностей, получаем отношение:

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (ТН, Ф_И_О, Тел_П, НК, Назв_К).

Первичным ключом этого отношения может быть ключ любой из двух сущностей. Ситуация будет другая, если класс принадлежности одной из сущностей (ПРЕПОДАВАТЕЛЬ) — обязательный, второго (КУРС) — нет.

В такой ситуации требуется построение двух отношений: по одному под каждую сущность. При этом ключ каждой сущности должен служить первичным ключом для соответствующего отношения. Сущность, для которой класс принадлежности является необязательным, преобразуется в родительское отношение, а сущность, участвующая в связи с обязательным классом принадлежности, преобразуется в дочернее отношение.

Для связи полученных отношений ключ родительского отношения добавляется в качестве атрибута (внешнего ключа) в дочернее отношение.

В результате получаем следующую реляционную схему:

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (ТН, Ф_И_О, Тел_П, НК);

КУРС (НК, Назв_К).

Если класс принадлежности для обеих сущностей — необязательный, то лучшим решением является определение трех отношений — по одному для каждой сущности и одного для связи:

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (ТН, Ф_И_O, Тел_П);

КУРС (НК, Назв_К);

ЧИТАЕТ (ТН, НК)

Отношение ПРЕПОДАВАТЕЛЬ содержит сведения обо всех преподавателях, а отношение КУРС — обо всех курсах.

Отношение для связи должно иметь среди своих атрибутов по одному ключу от каждой сущности.

6.2.4. Предварительные отношения для бинарных связей типа 1: N

Пусть в рассмотренной выше концептуальной модели существует бинарная связь типа 1: N (рис. 6.3).

Для таких связей существует только два правила. Вариант определяется классом принадлежности N-связной сущности, класс принадлежности 1-связной сущности не влияет на конечный результат в обоих случаях.

Первый вариант. ПРЕПОДАВАТЕЛЬ — класс принадлежности необязательный, КУРС — обязательный.

Решение задачи становится возможным, если использовать два отношения, по одному на каждую сущность, при условии, что ключ 79 каждой сущности служит в качестве первичного ключа для соответствующего отношения. В качестве родительского назначается отношение, соответствующее " единичной" стороне связи, а в качестве дочернего назначается отношение, представляющее " множественную" сторону связи. Для представления этой связи необходимо скопировать первичный ключ родительского отношения в дочернее отношение, где данный ключ должен быть описан как внешний.

Окончательно в БД войдут два отношения:

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (ТН, Ф_И_О, Тел_П);

КУРС (НК, Назв_К, НП).

Второй вариант. Класс принадлежности для обеих сущностей — необязательный. Решение — в формировании трех отношений: по одному на каждую сущность (причем ключ каждой сущности служит первичным ключом соответствующего отношения) и одного отношении для связи. Отношение для связи должно иметь среди своих атрибутов ключ каждой сущности:

КУРС (НК, Назв_К);

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (ТН, Ф_И_О, Тел_П);

ЧИТАЕТ (ТН, НК)

6.2.5. Преобразование связи типа " суперкласс/подкласс"

Для каждой присутствующей в логической модели данных связи типа " супертип/подтип" сущность супертипа необходимо определить как родительскую, а сущность подтипа — как дочернюю. Существуют различные варианты представления подобных связей в виде одного или нескольких отношений. Выбор наиболее подходящего варианта зависит от ограничений участия и пересечения, наложенных на участников связи типа " суперкласс/подкласс".

Если суперкласс с его подклассами имеет тотальные и непересекающиеся связи, где каждый экземпляр суперкласса обязательно должен быть членом одного и только одного подкласса, то самым целесообразным решением является представление каждого из подклассов в виде отдельного отношения, содержащего копию первичного ключа суперкласса.

Рассмотрим подклассы АССИСТЕНТ, СТАРШИЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, ДОЦЕНТ, ПРОФЕССОР, которые являются членами суперкласса ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (рис. 6.4). Это означает, что каждый экземпляр подкласса является в то же время и экземпляром суперкласса. Причем каждый преподаватель обязательно принадлежит одному и только одному подклассу.

Подобная диаграмма преобразуется в следующую реляционную схему отношений:

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (Табельный_номер. Ф_И_О, Адрес, Педагог_стаж).

ПРОФЕССОР (Табельный_номер, Номер_Диплома_профессора);

ДОЦЕНТ (Табельный_номер. Номер_диплома_доцента);

СТАРШИЙ_ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (Табельный_номер):

АССИСТЕНТ (Табельный_номер).

6.2.6. Предварительные отношения для бинарных связей типа М: N

При такой степени связи требуется три отношения вне зависимости от класса принадлежности обеих сущностей: по одному для каждой сущности, причем ключ каждой сущности используется в качестве первичного ключа соответствующего отношения, и одного отношения для связи. Последнее должно иметь в числе своих атрибутов ключ каждой сущности. Единственно допустимый вариант в сложившейся ситуации — представить БД тремя отношениями:

КУРС (НК, Назв_К);

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (ТН, Ф_И_О, Тел_П);

ЧИТАЕТ (ТН, НК).

Вся информация о курсе будет содержаться в отношении КУРС, информация о преподавателе — в отношении ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, а отношение ЧИТАЕТ будет содержать только экземпляры связи, имеющиеся в модели.

Использование прямого преобразования концептуальных связей в логические структуры оказывается очень полезным при моделировании составных сущностей.