Концептуальная схема данных: определение и создание
Концептуальная схема данных является инструментом метода Меризе, разработанного в 1970-х годах в контексте компьютеризации бизнес-систем. Концептуальная схема представляет собой аналитический этап в процессе разработки компьютерного проекта типа построения базы данных.
Концептуальная схема моделирует проблему, которую необходимо решить при реализации информационной системы (ИС). Конкретно, концептуальная схема данных, также называемая CDM (conceptual data model) для концептуальной модели данных, является четким представлением данных разрабатываемой информационной системы. Это представление также показывает отношения между этими данными.
Концептуальная схема данных, как схематическое представление, достаточно понятна. Воспринимаемый неспециалистом, MCD не использует компьютерный язык. В данных условиях, это по сути ценный инструмент при предварительной проработке ИТ-проекта. Заинтересованные стороны, независимо от их уровня технических навыков, на самом деле могут общаться без затруднений, информация передается внутри проектной команды недвусмысленно. И поскольку каждый заинтересованный человек понимает концептуальную схему, основа проекта прочно сохраняется: каждый со своим опытом может убедиться, что проблема решена правильно, каждый добавляет любые детали, полезные для успеха проекта.
На этапе концептуальной схемы данных речь идет об анализе инвариантов, на основе которых должно создаваться приложение. Инварианты анализируются независимо от последующего технического выбора, необходимого для разработки приложения.
Как работает концептуальная карта?
Концептуальная диаграмма изображает несколько концепций, отдельных, но взаимозависимых блоков данных:
- Блоки данных могут быть представлены прямоугольниками.
- Прямоугольники при этом могут быть связаны между собой линиями со стрелками с упоминанием характера отношения функциональной зависимости, которое существует между блоками данных.
Скажем, что: компания "Ромашка" хочет разработать информационную систему для управления выставлением счетов клиентам. На схеме следует показывать следующие элементы:
- Прямоугольный блок данных «СЧЕТА».
- Прямоугольный блок данных «КЛИЕНТЫ».
- Линия со стрелкой с упоминанием «Эмиссия».
Как можно представить, концептуальная схема данных представляет счета, выставленные на адреса клиентов. Таким образом, лицо, отвечающее за разработку ИС, знает, какие данные необходимо интегрировать и какова взаимосвязь между этими данными.
Концептуальная диаграмма очень полезна, когда проблема, которую нужно решить с помощью компьютера, объединяет множество блоков данных и сложных отношений зависимости. Фактически CDM моделирует глобальное представление: проблему легче понять, а риск упущений или ошибок при разработке решения ограничен.
Готовая концептуальная схема часто служит основой для технических решений, с одной стороны, и организационных, с другой (иными словами поиск ответов на вопросы): как построить информационную систему и как понять какую команду выделить для проекта ИС? В итоге, методологический процесс помогает приводить к конкретному результату.
Как создать концептуальную схему данных?
MCD строится на основе 2 центральных элементов: сущностей и ассоциаций. Вот почему принято говорить о модели сущности/ассоциации. Чтобы создать концептуальную схему данных, необходимо выполнить пять последовательных действий.
1 - Список объектов
Сущности — это блоки данных, которые необходимо интегрировать в ИС. Каждая сущность включает в себя физические объекты или абстрактные понятия, которые можно сгруппировать вместе, поскольку они имеют сопоставимые характеристики. Обычно объекты отображаются в прямоугольниках, а имя каждого объекта пишется заглавными буквами.
Пример сущностей: для обработки задачи бронирования номеров на диаграмме могут быть представлены сущности: «НОМЕРА» и «КЛИЕНТЫ».
2 - Определить атрибуты и указать идентификатор
Данный шаг, важен для создания концептуальной схемы: и здесь для каждой сущности необходимо указать атрибуты и выбрать идентификатор.
- Атрибуты — это характеристики сущности.
- Идентификатор уникален. Условно идентификатор стоит первым в списке атрибутов, должен быть подчеркнут.
Продолжая пример с п.1:
- Атрибуты сущности "КОМНАТЫ": номер комнаты, площадь, количество спальных мест, наличие или отсутствие балкона, ванны или душа. Идентификатором объекта "КОМНАТЫ" является номер комнаты, поскольку каждая комната имеет уникальный номер.
- Атрибуты субъекта «КЛИЕНТЫ»: фамилия и имя, дата рождения, адрес электронной почты, номер телефона. Идентификатором сущности «КЛИЕНТЫ» является атрибут адреса электронной почты/телефон, поскольку адрес электронной почты/телефон уникален, что позволяет идентифицировать клиента.
3 - Материализовать ассоциации между сущностями
На данном этапе речь идет о нанесении на концептуальную диаграмму линий со стрелками между объектами, которые необходимо связать. Эти строки представляют собой связи между блоками данных. Обычно характер отношения указывается в виде эллипса или ромба. Обратите внимание, что, как и сущность, отношение может иметь атрибуты.
В предыдущем примере: клиентам предлагается забронировать номера. Таким образом, эти 2 объекта связаны друг с другом, и ассоциация носит название «Резерв».
4 - Обратите внимание на кардинальность
Количество элементов в концептуальной схеме данных представляет количество раз, когда сущность участвует в связи. Сущность (возможно):
- Никогда не подразумевается: кардинальность равна нулю.
- Задействовано только один раз: мощность равна 1.
- Задействовано несколько раз: мощность равна n.
Рядом с каждым объектом следует отмечать минимальное и максимальное количество элементов.
Продолжая пример с п.2:
- Сущность "КОМНАТЫ": номер может быть забронирован или нет. Упоминание «0.1» отмечается рядом с сущностью.
- Субъект «КЛИЕНТЫ»: клиент бронирует хотя бы один раз, иначе он не может быть зарегистрирован как клиент в базе данных. Клиент может забронировать несколько номеров. Упоминание «1,N» отмечается рядом с сущностью.
5 - Проверьте и дополните концептуальную схему
Как только диаграмма будет завершена, заинтересованные стороны в проекте ИС смогут понять ее, проверить ее согласованность и, возможно, изменить или обогатить ее. Когда концептуальная схема данных готова, проектная группа реализует следующие этапы проектирования системы.
Иллюстрация концептуальной диаграммы данных для компьютеризированного управления циклом продаж продукции компании должно включать:
- Субъекты (пояснения): в рамках цикла продаж компания интегрирует данные, касающиеся поставщиков, продуктов и клиентов. Сущности представлены 3-мя прямоугольниками: «ПОСТАВЩИКИ», «ПРОДУКТЫ», «КЛИЕНТЫ».
- Атрибуты (пояснения): сущность «ПОСТАВЩИКИ» имеет атрибуты №, название компании и адрес электронной почты/телефон, идентифицируется по номеру поставщика; сущность «ПРОДУКТЫ» несет атрибуты ссылка, характер и цена, она идентифицируется по ссылке; сущность «КЛИЕНТЫ» имеет атрибуты №, имя и адрес электронной почты, она идентифицируется по номеру клиента.
- Ассоциации (пояснения): поставщик поставляет товар, когда его заказывает клиент. Таким образом, существует связь между поставщиком и продуктом, материализованная строкой «Поставка», и связь между покупателем и продуктом, материализованная строкой «Заказ».
- Мощности (пояснения): поставщик поставляет хотя бы 1 товар, в противном случае он не регистрируется в качестве поставщика в базе данных; поставщик может поставить несколько товаров; в этом случае следует обратить внимание на «1,N» рядом с сущностью «ПОСТАВЩИКИ». Товар также доставляется 1 или более раз: значит необходимо обратить внимание на «1,N» рядом с сущностью «ПРОДУКТЫ». Клиент заказывает от 1 до нескольких раз: понадобится отметить «1,N» рядом с соответствующим объектом. С другой стороны, продукт нельзя заказывать или заказывать несколько раз: значит необходимо обратить внимание на «0,N» рядом с сущностью.
Разработка ПО на заказ с детальной проработкой схемы бизнес-процессов.