2.1.1. Физическая и логическая модель данных

ERwin имеет два уровня представления модели - логический и физический. Логический уровень - это абстрактный взгляд на данные, на нем данные представляются так, как выглядят в реальном мире, и могут называться так, как они называются в реальном мире, например "Постоянный клиент", "Отдел" или "Фамилия сотрудника". Объекты модели, представляемые на логическом уровне, называются сущностями и атрибутами (подробнее о сущностях и атрибутах будет рассказано ниже). Логическая модель данных может быть построена на основе другой логической модели, например на основе модели процессов (см. гл. 1). Логическая модель данных является универсальной и никак не связана с конкретной реализацией СУБД.

Физическая модель данных, напротив, зависит от конкретной СУБД, фактически являясь отображением системного каталога. В физической модели содержится информация о всех объектах БД. Поскольку стандартов на объекты БД не существует (например, нет стандарта на типы данных), физическая модель зависит от конкретной реализации СУБД. Следовательно, одной и той же логической модели могут соответствовать несколько разных физических моделей. Если в логической модели не имеет значения, какой конкретно тип данных имеет атрибут, то в физической модели важно описать всю информацию о конкретных физических объектах - таблицах, колонках, индексах, процедурах и т. д. Разделение модели данных на логические и физические позволяет решить несколько важных задач.

Документирование модели. Многие СУБД имеют ограничение на именование объектов (например, ограничение на длину имени таблицы или запрет использования специальных символов - пробела и т. п.). Зачастую разработчики ИС имеют дело с нелокализованными версиями СУБД. Это означает, что объекты БД могут называться короткими словами, только латинскими символами и без использования специальных символов (т. е. нельзя назвать таблицу предложением - только одним словом). Кроме того, проектировщики БД нередко злоупотребляют "техническими" наименованиями, в результате таблица и колонки получают наименования типа RTD_324 или CUST_A12 и т. д. Полученную в результате структуру могут понять только специалисты (а чаще всего только авторы модели), ее невозможно обсуждать с экспертами предметной области. Разделение модели на логическую и физическую позволяет решить эту проблему. На физическом уровне объекты БД могут называться так, как того требуют ограничения СУБД. На логическом уровне можно этим объектам дать синонимы - имена более понятные неспециалистам, в том числе на кириллице и с использованием специальных символов. Например, таблице CUST_A12 может соответствовать сущность Постоянный клиент. Такое соответствие позволяет лучше задокументировать модель и дает возможность обсуждать структуру данных с экспертами предметной области.

Масштабирование. Создание модели данных, как правило, начинается с создания логической модели. После описания логической модели, проектировщик может выбрать необходимую СУБД и ERwin автоматически создаст соответствующую физическую модель. На основе физической модели ERwin может сгенерировать системный каталог СУБД или соответствующий SQL-скрипт. Этот процесс называется прямым проектированием (Forward Engineering). Тем самым достигается масштабируемость - создав одну логическую модель данных, можно сгенерировать физические модели под любую поддерживаемую ERwin СУБД. С другой стороны, ERwin способен по содержимому системного каталога или SQL-скрипту воссоздать физическую и логическую модель данных (Reverse Engineering). На основе полученной логической модели данных можно сгенерировать физическую модель для другой СУБД и затем сгенерировать ее системный каталог. Следовательно, ERwin позволяет решить задачу по переносу структуры данных с одного сервера на другой. Например, можно перенести структуру данных с Oracle на Informix (или наоборот) или перенести структуру dbf-файлов в реляционную СУБД, тем самым облегчив решение по переходу от файл-серверной к клиент-серверной ИС. Заметим, однако, что формальный перенос структуры "плоских" таблиц на реляционную СУБД обычно неэффективен. Для того чтобы извлечь выгоды от перехода на клиент-серверную технологию, структуру данных следует модифицировать. Процессы прямого и обратного проектирования будут рассмотрены ниже.

Для переключения между логической и физической моделью данных служит список выбора в левой части панели инструментов Erwin (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Переключение между логической и физической моделью

При переключении, если физической модели еще не существует, она будет создана автоматически.

 

2.1.2. Интерфейс ERwin. Уровни отображения модели

Интерфейс выполнен в стиле Windows-приложений, достаточно прост и интуитивно понятен. В дальнейшем будет описан интерфейс версии Erwin 3.5.2. Рассмотрим кратко основные функции ERwin по отображению модели, а также панель и палитру инструментов. Более подробно элементы интерфейса будут рассмотрены в последующих главах. Элементы панели инструментов описаны в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Основная панель инструментов

Палитра инструментов выглядит различно на разных уровнях отображения модели. На логическом уровне (рис. 2.2) палитра инструментов имеет:

1. Слева направо, верхний ряд:

кнопку указателя (режим мыши) - в этом режиме можно установить фокус на каком-либо объекте модели;

кнопку внесения сущности - для внесения сущности нужно щелкнуть левой кнопкой мыши по кнопке внесения сущности и один раз по свободному пространству на модели. Повторный щелчок приведет к внесению в модель еще одной новой сущности. Для редактирования сущностей или других объектов модели необходимо перейти в режим указателя;

кнопку категории. Категория, или категориальная связь, - специальный тип связи между сущностями, которая будет рассмотрена ниже. Для установления категориальной связи нужно щелкнуть левой кнопкой мыши по кнопке категории, затем один раз щелкнуть по сущности - родовому предку, затем - по сущности-потомку;

кнопку внесения текстового блока. С ее помощью можно внести текстовый комментарий в любую часть графической модели.

2. Слева направо, нижний ряд:

кнопку перенесения атрибутов внутри сущностей и между ними. Атрибуты могут быть перемещены способом drag&drop;

кнопки создания связей: идентифицирующую, "многие-ко-многим" и неидентифицирующую.

Рис. 2.2. Палитра инструментов на логическом уровне

На физическом уровне (рис. 2.3) палитра инструментов имеет:

вместо кнопки категорий (третья справа кнопка в верхнем ряду) кнопку внесения представлений (view);

вместо кнопки связи "многие-ко-многим" (третья справа кнопка в нижнем ряду) кнопку связей представлений.

Для создания моделей данных в ERwin можно использовать две нотации: IDEF1X и IE (Information Engineering). Методология IDEF1X была разработана для армии США и широко используется в государственных учреждениях США, финансовых и промышленных корпорациях. Методология IE, разработанная Мартином (Martin), Финкельштейном (Finkelstein) и другими авторами, используется преимущественно в промышленности. Переключение между нотациями можно сделать в закладке Methodology диалога Preferences (меню Option/Preferences) (рис. 2.4). В дальнейшем будет использоваться нотация IDEF1X.

Рис. 2.3. Палитра инструментов на физическом уровне

Рис. 2.4. Переключение между нотациями

ERwin имеет несколько уровней отображения диаграммы: уровень сущностей, уровень атрибутов, уровень определений, уровень первичных ключей и уровень иконок. Переключиться между первыми тремя уровнями можно с использованием кнопок панели инструментов. Переключиться на другие уровни отображения можно при помощи контекстного меню, которое появляется, если "кликнуть" по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели. В контекстном меню следует выбрать пункт Display Level и затем необходимый уровень отображения. ERwin позволяет связать с сущностью большую и малую иконки. При переключении на уровень иконок показывается большая иконка. Для отображения малой иконки следует выбрать в контекстном меню пункт Display Options/Entities и в каскадном меню включить опцию Entity Icon. Малая иконка будет показана слева от имени сущности на всех .уровнях отображения модели. В табл. 2 2 показаны уровни отображения модели.

Таблица 2.2. Уровни отображения модели

Установка цвета и шрифта. Установить шрифт и цвет объектов в ERwin можно несколькими способами. Во-первых, для установки цвета и шрифта объекта служит панель инструментов Font and Color Toolbar, которая располагается под основной панелью. Значение каждого элемента приведено в табл. 2.3.

Таблица 2.3. Панель инструментов Font and Color Toolbar

Для редактирования шрифта и цвета конкретного объекта следует, щелкнув правой кнопкой мыши по сущности или связи и выбрав из всплывающего меню пункт Object Font/Color, вызвать диалог Font/Color Editor, в котором определяются имя, описание и комментарии сущности. Диалог Font/Color Editor имеет три закладки, в которых можно выбрать шрифт и установить его размер, стиль и цвет (закладка Text), установить цвет заливки (закладка Fill, только для сущностей) и цвет линий (закладка Entity Outline, только для сущностей).

Имеется возможность изменить шрифт и цвет для всех объектов модели или для какой-либо отдельной категории объектов. Для этого служит диалог All Default Font/Color Editor (пункт меню Option/Default Font/Color). Каждая закладка на диалоге (рис. 2.5) позволяет редактировать шрифт и цвет для определенной категории объектов:

All Fonts - все объекты модели;

Entity Name - имена сущностей и таблиц;

Entity Definition - определение сущностей и таблиц (показываются на уровне определений, см. табл. 2.2);

Relationship - связи, включая имя и обозначение мощности;

Subtype - иерархия категорий, включая дискриминатор категории;

Text Block Text - текстовые блоки;

Page Number - номер страницы при печати диаграммы;

Owned Entity Attributes - атрибуты и колонки, за исключением атрибутов и колонок внешних ключей;

Foreign Key - атрибуты и колонки внешних ключей;

Background Color - цвет фона диаграммы;

Entity Line - линии, которыми прорисовываются сущности и таблицы;

Entity Fill - заливка сущностей и таблиц;

Subtype Fill - заливка символов, обозначающих категории.

Рис. 2.5. Диалог АН Default Font/Color Editor

Иногда при работе Erwin3.X под операционной системой Windows NT в модели "расплываются" надписи - названия сущностей, атрибутов и комментариев. Эта ошибка связана с некорректной настройкой регистров Windows.

Имеется два способа борьбы с расплывающимися надписями при работе с Erwin3.X под NT:

1. При работе использовать заранее подготовленный шаблон. Для этого следует создать новый проект (НЕ ВКЛЮЧАЯ В НЕГО НОВЫЕ СУЩНОСТИ), установить шрифты, работающие корректно при прямом внесении сущностей (подбираются экспериментально), - Option/default font/color/All Fonts/All Objects и сохранить модель как шаблон - File/SaveAs/Files of Type/ERwin Template. При Reverse Engineering в качестве шаблона необходимо выбрать не стандартный шаблон, а вновь созданный.

2. Редактирование регистров NT. В разделе

HKEY_LOCAL_MACHINE/SOFTWARE/Microsoft/WindowsNT/CurrentWersion/FontMapper

следует установить 204-ю таблицу - DEFAULT 0X000000cc (204).

В разделе

HKEY_LOCAL_MACHINE/SOFTWARE/Microsoft/WindowsNT/CurrentWersion/FontSubstitutes

следует для всех стандартных шрифтов установить ссылку на 204-ю таблицу, например:

Arial,0 "Arial,204"

 

2.1.3. Подмножества модели и сохраняемые отображения

При создании реальных моделей данных количество сущностей и атрибутов может исчисляться сотнями. Для более удобной работы с большими моделями в ERwin предусмотрены подмножества модели (Subject Area), в которые можно включить тематически общие сущности. В подмножество модели может входить произвольный набор сущностей, связей и текстовых комментариев. Для создания, удаления или редактирования подмножеств модели нужно вызвать диалог Subject Area Editor (меню Edit/Subject Area), в котором указывается имя подмножества и входящие в нее сущности (рис. 2 6) Все изменения, сделанные в любой Subject Area, автоматически отображаются на общей модели. Одна и та же сущность может входить в несколько Subject Area.

Рис. 2.6. Диалог Subject Area Editor

По умолчанию исходная модель получает имя Main Subject Area. При создании нового подмножества следует в диалоге Subject Area Editor указать ее имя и список входящих в него объектов. Для включения сущности в Subject Area нужно выбрать ее в левом списке диалога и щелкнуть по кнопке . Сущность можно переместить в Subject Area вместе со всеми связанными с ней сущностями. Для этого следует воспользоваться кнопкой , причем можно задать уровень взаимосвязи (рис. 2.7) как для сущностей-потомков (Descedants), так и для сущностей-предков (Ancestors).

Рис. 2.7. Диалог задания уровня перемещения сущностей

Например, если в модели сущность Клиент связана с сущностью Заказ, а та в свою очередь с сущностью Предмет заказа, то при перемещении сущности Клиент со связанными сущностями уровня 2 (потомки) будут перемещены все три сущности.

ERwin позволяет разбить модель на несколько Subject Area, каждая из которых может соответствовать определенной задаче, например финансовой, производственной, маркетинговой и т. д. Для перехода от одного подмножества к другому служит список выбора на панели инструментов (см. табл. 2.1). Subject Area можно создавать как в логической, так и в физической модели данных.

Хранимое отображение (Stored Display) - представление подмножества модели, отображающее специфический аспект структуры данных. Одна Subject Area может включать в себя несколько хранимых отображений. В хранимое отображение входят те же самые сущности и связи, что и в Subject Area, но они могут по-разному располагаться на экране, иметь разные уровни (см: табл. 2.2), различный масштаб и цвет объектов или фона.

Для создания хранимого отображения служит диалог Stored Display Editor (меню Edit/Stored Display).

При определении нового хранимого отображения следует задать его имя, автора, описание и свойства как для логической, так и для физической модели.

При создании Subject Area в нее могут не входить либо родительская, либо дочерняя сущность. По умолчанию связи с сущностями, которые не вошли в Subject Area ("висящие связи"), не показываются. Для отображения таких связей следует включить опцию Show Dangling Relationship в закладке General диалога Stored Display Editor (рис. 2.8).

Хранимое отображение позволяет отобразить линии связей не только ортогональными, но и диагональными. Для представления связей диагональными линиями следует в закладке General выбрать опцию Diagonal (по умолчанию установлена опция Orthogonal).

Рис. 2.8. Диалог Stored Display Editor

Для переключения между хранимыми отображениями служат закладки в нижней части диаграммы (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Переключение между хранимыми отображениями

 

2.2.1. Уровни логической модели

Различают три уровня логической модели, отличающихся по глубине представления информации о данных:

диаграмма сущность-связь (Entity Relationship Diagram, ERD);

модель данных, основанная на ключах (Key Based model, KB);

полная атрибутивная модель (Fully Attributed model, FA).

Диаграмма сущность-связь представляет собой модель данных верхнего уровня. Она включает сущности и взаимосвязи, отражающие основные бизнес-правила предметной области. Такая диаграмма не слишком детализирована, в нее включаются основные сущности и связи между ними, которые удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым к ИС. Диаграмма сущность-связь может включать связи многие-ко-многим и не включать описание ключей. Как правило, ERD используется для презентаций и обсуждения структуры данных с экспертами предметной области.

Модель данных, основанная на ключах, - более подробное представление данных. Она включает описание всех сущностей и первичных ключей и предназначена для представления структуры данных и ключей, которые соответствуют предметной области.

Полная атрибутивная модель - наиболее детальное представление структуры данных: представляет данные в третьей нормальной форме и включает все сущности, атрибуты и связи.

 

2.2.2. Сущности м атрибуты

Основные компоненты диаграммы Erwin - это сущности, атрибуты и связи. Каждая сущность является множеством подобных индивидуальных объектов, называемых экземплярами. Каждый экземпляр индивидуален и должен отличаться от всех остальных экземпляров. Атрибут выражает определенное свойство объекта. С точки зрения БД (физическая модель) сущности соответствует таблица, экземпляру сущности - строка в таблице, а атрибуту -колонка таблицы.

Построение модели данных предполагает определение сущностей и атрибутов, т. е. необходимо определить, какая информация будет храниться в конкретной сущности или атрибуте. Сущность можно определить как объект, событие или концепцию, информация о которых должна сохраняться. Сущности должны иметь наименование с четким смысловым значением, именоваться существительным в единственном числе, не носить "технических" наименований и быть достаточно важными для того, чтобы их моделировать. Именование сущности в единственном числе облегчает в дальнейшем чтение модели. Фактически имя сущности дается по имени ее экземпляра. Примером может быть сущность Заказчик (но не Заказчики!) с атрибутами Номер заказчика, Фамилия заказчика и Адрес заказчика. На уровне физической модели ей может соответствовать таблица Customer с колонками Customer_number, Customer_name и Customer_address.

Для внесения сущности в модель необходимо (убедившись предварительно, что вы находитесь на уровне логической модели - переключателем между логической и физической моделью служит раскрывающийся список в правой части панели инструментов) "кликнуть" по кнопке сущности на панели инструментов (ERwin Toolbox) , затем "кликнуть" по тому месту на диаграмме, где необходимо расположить новую сущность. Щелкнув правой кнопкой мыши по сущности и выбрав из всплывающего меню пункт Entity Editor, можно вызвать диалог Entity Editor, в котором определяются имя, описание и комментарии сущности (рис. 2.10).

Каждая сущность должна быть полностью определена с помощью текстового описания в закладке Definition. Закладки Note, Note 2, Note 3, UDP (User Defined Properties - Свойства, определенные пользователем) служат для внесения дополнительных комментариев и определений к сущности. В прежних версиях ERwin закладкам Note2 и Note3 соответствовали окна Query и Sample.

Закладка Definition используется для ввода определения сущности. Эти определения полезны как на логическом уровне, поскольку позволяют понять, что это за объект, так и на физическом уровне, поскольку их можно экспортировать как часть схемы и использовать в реальной БД (CREATE COMMENT on entity_name).

Закладка Note позволяет добавлять дополнительные замечания о сущности, которые не были отражены в определении, введенном в закладке Definition. Здесь можно ввести полезное замечание, описывающее какое-либо бизнес-правило или соглашение по организации диаграммы.

В закладке Note 2 можно задокументировать некоторые возможные запросы, которые, как ожидается, будут использоваться по отношению к сущности в БД. При переходе к физическому проектированию, записанные запросы помогут принимать такие решения в отношении проектирования, которые сделают БД более эффективной.

Рис. 2.10. Диалог Entity Editor

Закладка Note 3 позволяет вводить примеры данных для сущности (в произвольной форме).

В закладке Icon каждой сущности можно поставить в соответствие изображение, которое будет отображаться в режиме просмотра модели на уровне иконок (см. табл. 2.2). В этой закладке можно задать как большую иконку, которая будет отображаться на уровне Icon, так и малую иконку, которая будет отображаться на всех уровнях просмотра модели. Для связывания изображения с сущностью необходимо щелкнуть по кнопке

, в появившемся диалоге ERwin Icon Editor щелкнуть по кнопке Import и выбрать соответствующий файл формата bmp. После выбора иконки она отображается в закладке Icon диалога Entity Editor (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Закладка Icon диалога Entity Editor

Использование свойств, определяемых пользователем (UDP), аналогично их использованию в BPwin (см. гл. 1.4). Для определения UDP служит диалог User-Defined Property Editor (вызывается из меню Edit/UDPs). В нем необходимо указать вид объекта, для которого заводится UDP (диаграмма в целом, сущность, атрибут и т. д.) и тип данных. Для внесения нового свойства следует щелкнуть в таблице по кнопке “+”, и внести имя, тип данных, значение по умолчанию и определение.

ERwin поддерживает для UDP шести типов данных:

Date. Дата. Используется формат MM/DD/YY. Для выбора значения даты можно использовать контекстный календарь;

Int. Целое число;

Real. Действительное число;

Text. Строка (ASCII);

List. Список. При задании списка в диалоге User-Defined Property Editor значения следует разделять запятой, значение по умолчанию выделяется символом "~" (рис. 2.12);

Command. Команда - выполняемая строка. На рис. 2.11 свойство Document имеет тип Command.

Рис. 2.12. Диалог User-Defined Property Editor

Значение свойств, определяемых пользователем, задается в закладке UDP диалога Entity Editor. Если присвоить сущности значение свойства Document "D:\MSOffice97\Office\WINWORD.EXE part3.doc" (рис. 2.13), то из закладки можно редактировать документ part3 (кнопка “…” в строке таблицы UDP).

Рис. 2.13. Закладка UDP диалога Entity Editor

Как было указано выше, каждый атрибут хранит информацию об определенном свойстве сущности, а каждый экземпляр сущности должен быть уникальным. Атрибут или группа атрибутов, которые идентифицируют сущность, называется первичным ключом. Для описания атрибутов следует, "кликнув" правой кнопкой по сущности, выбрать в появившемся меню пункт Attribute Editor. Появляется диалог Attribute Editor (рис. 2.14).

Рис. 2.14. Диалог Attribute Editor

Если щелкнуть по кнопке New, то в появившемся диалоге New Attribute (рис. 2.15) можно указать имя атрибута, имя соответствующей ему в физической модели колонки и домен. Домен атрибута будет использоваться при определении типа колонки на уровне физической модели.

Рис. 2.15. Диалог New Attribute

Для атрибутов первичного ключа в закладке General диалога Attribute Editor необходимо сделать пометку в окне выбора Primary Key.

Закладка Definition позволяет записывать определения отдельных атрибутов. Определения атрибутов можно также сгенерировать как часть схемы (CREATE COMMENT on entity_name.attribute_name). Закладка Note позволяет добавлять замечания об одном или нескольких атрибутах сущности, которые не вошли в определения. Закладка UDP служит для задания значений свойств, определяемых пользователем. Предварительно эти свойства должны быть внесены в диалог User-Defined Property Editor как свойства атрибутов.

При установлении связей между сущностями атрибуты первичного ключа родительской сущности мигрируют в качестве внешних ключей в дочернюю сущность. Кнопка Migrate диалога Attribute Editor вызывает диалог Migrate Attribute Property, в котором можно задать свойства, сохраняемые при миграции.

Для большей наглядности диаграммы каждый атрибут можно связать с иконкой. При помощи списка выбора Icon в закладке General можно связать иконку с атрибутом.

Рис. 2.16. Диалог Erwin Icon Editor

Каждому домену соответствует стандартная иконка, однако можно импортировать и дополнительные изображения. Кнопка “…” справа от списка выбора Icon вызывает диалог ERwin Icon Editor (рис. 2.16), щелкнув по кнопке Import можно добавить в список необходимую иконку.

Рис. 2.17. Отображение сущности на уровне атрибутов с включенной опцией Attribute Icon

Для отображения иконки атрибута следует выбрать в контекстном меню пункт Display Options/Entities и в каскадном меню включить опцию Attribute Icon. Малая иконка будет показана слева от имени атрибута на уровне атрибутов отображения модели. Как видно из рис. 2.17, имя сущности показывается над прямоугольником, изображающим сущность, список атрибутов сущности - внутри прямоугольника. Список разделен горизонтальной чертой, выше которой расположены атрибуты первичного ключа, ниже - неключевые атрибуты.

Очень важно дать атрибуту правильное имя. Атрибуты должны именоваться в единственном числе и иметь четкое смысловое значение. Соблюдение этого правила позволяет частично решить проблему нормализации данных уже на этапе определения атрибутов. Например, создание в сущности Сотрудник атрибута Телефоны сотрудника противоречит требованиям нормализации, поскольку атрибут должен быть атомарным, т. е. не содержать множественных значений. Согласно синтаксису IDEF1X имя атрибута должно быть уникально в рамках модели (а не только в рамках сущности!). По умолчанию при попытке внесения уже существующего имени атрибута Erwin переименовывает его. Например, если атрибут Комментарий уже существует в модели, другой атрибут (в другой сущности) будет назван Комментарий/2, затем Комментарш/3 и т. д.

Рис. 2.18. Диалог Unique Name Option

На практике такое переименование не всегда удобно, поэтому существует возможность отменить эту опцию. В диалоге Unique Name Option (меню Option/Unique Name) (рис. 2.18) можно задать следующие режимы именования атрибутов:

Allow - позволить внесение одинаковых имен;

Rename - переименовывать атрибуты (по умолчанию);

Ask - запрашивать возможные действия каждый раз при внесении одноименных атрибутов. ERwin будет показывать на экране окно-диалог Edit Unique Name каждый раз, когда вводится неуникальное имя сущности или атрибута. В диалоге Edit Unique Name можно ввести другое имя или разрешить дублирование. При этом новое имя не проверяется на уникальность;

Disallow - запретить внесение одинаковых имен. Если двойное имя обнаружено, то ERwin выдает на экран окно с сообщением, что ввод неуникальных имен запрещается.

Каждый атрибут должен быть определен (закладка Definition), при этом следует избегать циклических определений, например когда термин 1 определяется через термин 2, термин 2 - через термин 3, а термин 3 в свою очередь - через термин 1 (рис. 2.19).

Рис. 2.19. Циклическое определение атрибутов

Иногда определение атрибута легче дать через описание области значений. Например, оценка школьника - это число, принимающее значения 2, 3, 4 и 5.

Часто приходится создавать производные атрибуты, т. е. атрибуты, значение которых можно вычислить из других атрибутов. Примером производного атрибута может служить Возраст сотрудника, который может быть вычислен из атрибута Дата рождения сотрудника. Такой атрибут может привести к конфликтам; действительно, если вовремя не обновить значение атрибута Возраст сотрудника, он может противоречить значению атрибута Дата рождения сотрудника. Производные атрибуты - ошибка нормализации, однако их вводят для повышения производительности системы -если необходимо узнать возраст сотрудника, можно обратиться к соответствующему атрибуту, а не проводить вычисления (которые на практике могут быть значительно более сложными, чем в приведенном примере) по дате рождения.

При переносе атрибутов внутри и между сущностями можно воспользоваться техникой drag&drop, выбрав кнопку в палитре инструментов.

 

2.2.3. Связи

Связь является логическим соотношением между сущностями. Каждая связь должна именоваться глаголом или глагольной фразой (Relationship Verb Phrases) (рис. 2.20). Имя связи выражает некоторое ограничение или бизнес-правило и облегчает чтение диаграммы, например:

Каждый КЛИЕНТ <размещает> ЗАКАЗы;

Каждый ЗАКАЗ <выполняется> СОТРУДНИКом.

Рис. 2.20. Имя связи - Relationship Verb Phrases

Связь показывает, какие именно заказы разместил клиент и какой именно сотрудник выполняет заказ. По умолчанию имя связи на диаграмме не показывается. Для отображения имени следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть левой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Display Options/Relationship и затем включить опцию Verb Phrase.

На логическом уровне можно установить идентифицирующую связь один-ко-многим, связь многие-ко-многим и неидентифицирующую связь один-ко-многим (соответственно это кнопки слева направо в палитре инструментов).

В IDEF1X различают зависимые и независимые сущности. Тип сущности определяется ее связью с другими сущностями. Идентифицирующая связь устанавливается между независимой (родительский конец связи) и зависимой (дочерний конец связи) сущностями. Когда рисуется идентифицирующая связь, ERwin автоматически преобразует дочернюю сущность в зависимую. Зависимая сущность изображается прямоугольником со скругленными углами (сущность Заказ на рис. 2.21). Экземпляр зависимой сущности определяется только через отношение к родительской сущности, т. е. в структуре на рис. 2.21 информация о заказе не может быть внесена и не имеет смысла без информации о клиенте, который его размещает. При установлении идентифицирующей связи атрибуты первичного ключа родительской сущности автоматически переносятся в состав первичного ключа дочерней сущности. Эта операция дополнения атрибутов дочерней сущности при создании связи называется миграцией атрибутов. В дочерней сущности новые атрибуты помечаются как внешний ключ - (FK).

Рис. 2.21. Идентифицирующая связь между независимой и зависимой таблицей

В дальнейшем, при генерации схемы БД, атрибуты первичного ключа получат признак NOT NULL, что означает невозможность внесения записи в таблицу заказов без информации о номере клиента.

При установлении неидентифицирующей связи (рис. 2.22) дочерняя сущность остается независимой, а атрибуты первичного ключа родительской сущности мигрируют в состав неключевых компонентов родительской сущности. Неидентифицирующая связь служит для связывания независимых сущностей.

Рис. 2.22. Неидентифицирующая связь

Экземпляр сущности Сотрудник может существовать безотносительно к какому-либо экземпляру сущности Отдел, т. е. сотрудник может работать в организации, не числясь в каком-либо отделе.

Идентифицирующая связь показывается на диаграмме сплошной линией с жирной точкой на дочернем конце связи (см. рис. 2.21), неидентифицирующая - пунктирной (рис. 2.22).

Для создания новой связи следует:

установить курсор на нужной кнопке в палитре инструментов (идентифицирующая или неидентифицирующая связь) и нажать левую кнопку мыши (рис. 2.2);

щелкнуть сначала по родительской, а затем по дочерней сущности.

Форму линии связи можно изменить. Для этого нужно захватывать мышью нужную линию связи и переносить ее с места на место, пока линия не начнет выглядеть лучше.

В палитре инструментов кнопка соответствует идентифицирующей связи, кнопка связи многие-ко-многим и кнопка соответствуют неидентифицирующей связи.

Для редактирования свойств связи следует "кликнуть" правой кнопкой мыши по связи и выбрать на контекстном меню пункт Relationship Editor.

В закладке General появившегося диалога можно задать мощность, имя и тип связи (рис. 2.23).

Мощность связи (Cardinality) - служит для обозначения отношения числа экземпляров родительской сущности к числу экземпляров дочерней.

Различают четыре типа мощности (рис. 2.24):

общий случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 0, 1 или много экземпляров дочерней сущности не помечается каким-либо символом;

символом Р помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 1 или много экземпляров дочерней сущности (исключено нулевое значение);

символом Z помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 0 или 1 экземпляр дочерней сущности (исключены множественные значения);

цифрой помечается случай точного соответствия, когда одному экземпляру родительской сущности соответствует заранее заданное число экземпляров дочерней сущности.

Рис. 2.23. Диалог Relationship Editor

По умолчанию символ, обозначающий мощность связи, не показывается на диаграмме. Для отображения имени следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть левой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Display Options/Relationship и затем включить опцию Cardinality.

Имя связи (Verb Phrase) - фраза, характеризующая отношение между родительской и дочерней сущностями. Для связи один-ко-многим идентифицирующей или неидентифицирующей достаточно указать имя, характеризующее отношение от родительской к дочерней сущности (Parent-to-Child). Для связи многие-ко-многим следует указывать имена как Parent-to-Child так и Child-to-Parent.

Рис. 2.24. Обозначения мощности

Тип связи (идентифицирующая/неидентифицирующая). Для неидентифицирующей связи можно указать обязательность (Nulls). В случае обязательной связи (No Nulls) при генерации схемы БД атрибут внешнего ключа получит признак NOT NULL, несмотря на то что внешний ключ не войдет в состав первичного ключа дочерней сущности. В случае необязательной связи (Nulls Allowed) внешний ключ может принимать значение NULL. Необязательная неидентифицирующая связь помечается прозрачным ромбом со стороны родительской сущности (см. рис. 2.22).

Рис. 2.25. Закладка Rolename/RI Actions диалога Relationship Editor

В закладке Definition можно дать более полное определение связи для того, чтобы в дальнейшем иметь возможность на него ссылаться.

В закладке Rolename/RI Actions можно задать имя роли и правила ссылочной целостности.

Имя роли (функциональное имя) - это синоним атрибута внешнего ключа, который показывает, какую роль играет атрибут в дочерней сущности.

Рис. 2.26. Имена ролей внешних ключей

В примере, приведенном на рис. 2.26, в сущности Сотрудник внешний ключ Номер отдела имеет функциональное имя "Где работает", которое показывает, какую роль играет этот атрибут в сущности. По умолчанию в списке атрибутов показывается только имя роли. Для отображения полного имени атрибута (как функционального имени, так и имени роли) следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть левой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Display Options/Entities и затем включить опцию Rolename/Attribute (рис. 2.25). Полное имя показывается как функциональное имя и базовое имя, разделенные точкой (см. рис. 2.26).

Обязательным является применение имен ролей в том случае, когда два или более атрибутов одной сущности определены по одной и той же области, т. е. они имеют одинаковую область значений, но разный смысл. На рис. 2.27 сущность Продажа валюты содержит информацию об акте обмена валюты, в котором участвуют две валюты - проданная и купленная. Информация о валютах содержится в сущности Валюта. Следовательно, сущности Продажа валюты и Валюта должны быть связаны дважды и первичный ключ - Номер валюты должен дважды мигрировать в сущность Валюта в качестве внешнего ключа. Необходимо различать эти атрибуты, которые содержат информацию о номере проданной и купленной валюты (имеют разный смысл), но ссылаются на одну и ту же сущность Валюта (имеют общую область значений). В примере на рис. 2.27 атрибуты получили имена ролей Проданная и Купленная.

Рис. 2.27. Случай обязательности имен ролей

Другим примером обязательности присвоения имен ролей являются рекурсивные связи (иногда их называют "рыболовный крючок" - fish hook), когда одна и та же сущность является и родительской и дочерней одновременно. При задании рекурсивной связи атрибут должен мигрировать в качестве внешнего ключа в состав неключевых атрибутов той же сущности. Атрибут не может появиться дважды в одной сущности под одним именем, поэтому обязательно должен получить имя роли. На рис. 2.26 сущность Сотрудник содержит атрибут первичного ключа Табельный номер. Информация о руководителе сотрудника содержится в той же сущности, поскольку руководитель работает в той же организации. Чтобы сослаться на руководителя сотрудника следует создать рекурсивную связь (на рис. 2.26 связь руководит/подчиняется) и присвоить имя роли ("Руководитель"). Заметим, что рекурсивная связь может быть только неидентифицирующей. В противном случае внешний ключ должен был бы войти в состав первичного ключа и получить при генерации схемы признак NOT NULL. Это сделало бы невозможным построение иерархии - у дерева подчиненности должен быть корень - сотрудник, который никому не подчиняется в рамках данной организации.

Связь руководит/подчиняется на рис. 2.26 позволяет хранить древовидную иерархию подчиненности сотрудников. Такой вид рекурсивной связи называется иерархической рекурсией (hierarchical recursion) и задает связь, когда руководитель (экземпляр родительской сущности) может иметь множество подчиненных (экземпляров дочерней сущности), но подчиненный имеет только одного руководителя (рис. 2.28).

Иерархическая рекурсия Сетевая рекурсия

Рис. 2.28. Подчиненность экземпляров сущности в иерархической и сетевой рекурсии

Другим видом рекурсии является сетевая рекурсия (network recursion), когда руководитель может иметь множество подчиненных и, наоборот, подчиненный может иметь множество руководителей. Сетевая рекурсия задает паутину отношений между экземплярами родительской и дочерней сущностей. Это случай, когда сущность находится сама с собой в связи многие-ко-многим. Для разрешения связи многие-ко-многим необходимо создать новую сущность (подробно связь многие-ко-многим будет рассмотрена ниже).

Рис. 2.29. Пример реализации сетевой рекурсии

На рис. 2.29 рассмотрен пример реализации сетевой рекурсии. Структура моделирует родственные отношения между членами семьи любой сложности. Атрибут Тип отношения может принимать значения "отец-сын", "мать-дочь", "дед-внук", "свекровь-невестка", "тесть-зять" и т. д. Поскольку родственное отношение связывает всегда двух людей, от сущности Родственник к. сущности Родственное отношение установлены две идентифицирующие связи с именами ролей "Старший" и "Младший". Каждый член семьи может быть в родственных отношениях с любым другим членом семьи, более того, одну и ту же пару родственников могут связывать разные типы родственных отношений.

Если атрибут мигрирует в качестве внешнего ключа более чем на один уровень, то на первом уровне отображается полное имя внешнего ключа (имя роли + базовое имя атрибута), на втором и более - только имя роли. На рис. 2.30 изображена структура данных, которая содержит сущность Команда, сущность Игрок, в которой хранится информация об игроках каждой команды, и сущность Гол, содержащая информацию и голах, которые забивает каждый игрок. Атрибут внешнего ключа Номер команды сущности Игрок имеет имя роли "В какой команде играет".

Рис. 2.30. Миграция имен ролей

На следующем уровне, в сущности Гол, отображается только имя роли соответствующего атрибута внешнего ключа (В какой команде играет).

Правила ссылочной целостности (referential integrity, RI) - логические конструкции, которые выражают бизнес-правила использования данных и представляют собой правила вставки, замены и удаления. При генерации схемы БД на основе опций логической модели, задаваемых в закладке Rolename/RI Actions, будут сгенерированы правила декларативной ссылочной целостности, которые должны быть предписаны для каждой связи, и триггеры, обеспечивающие ссылочную целостность. Триггеры представляют собой программы, выполняемые всякий раз при выполнении команд вставки, замены или удаления (INSERT, UPDATE или DELETE). На рис. 2.30 существует идентифицирующая связь между сущностями Команда и Игрок. Что будет, если удалить команду? Экземпляр сущности Игрок не может существовать без команды (атрибут первичного ключа В какой команде играет. Номер команды не может принимать значение NULL), следовательно, нужно либо запретить удаление команды, пока в ней числится хотя бы один игрок (для удаления команды сначала нужно удалить всех игроков), либо сразу удалять вместе с командой всех ее игроков. Такие правила удаления называются "ограничение" и "каскад" (Parent RESTRICT и Parent CASCADE, см. рис. 2.25). Заметим, что сущности Игрок и Гол, в свою очередь, тоже связаны идентифицирующей связью и в случае удаления каскадом команды будут удалены все игроки команды и все голы, которые они забивали. Выполнение команды на удаление одной строки реально может привести к удалению тысячи строк в БД, поэтому использовать правило удаления каскадом следует с осторожностью. В том случае, если установлено правило ограничения удаления, при попытке выполнить удаление команды, в которой есть хотя бы один игрок, сервер реляционной СУБД возвратит ошибку.

На рис. 2.26 установлена необязательная неидентифицирующая связь между сущностями Отдел и Сотрудник. Экземпляр сущности Сотрудник может существовать без ссылки на отдел (атрибут внешнего ключа Где работает. Номер отдела может принимать значение NULL). В этом случае возможно установление правила установки в нуль - SET NULL. При удалении отдела атрибут внешнего ключа сущности Сотрудник - Где работает. Номер отдела примет значение NULL. Это означает, что при удалении отдела сотрудник остается работать в организации не будучи приписан к какому-либо отделу и информация о нем сохраняется.

Возможна установка еще двух правил удаления (если таковые поддерживаются СУБД):

SET DEFAULT - при удалении атрибуту внешнего ключа присваивается значение по умолчанию. Например, при удалении команды игроки могут быть переведены в другую команду.

NONE - при удалении значение атрибута внешнего ключа не меняется. Запись об игроке "повисает в воздухе", т. е. ссылается на несуществующую уже команду. Такая ситуация характерна для "плоских" таблиц. Например, если информация об игроках и командах хранится в dbf-файлах, можно удалить запись о команде, при этом файл игроков "ничего не будет знать" о том, что соответствующей команды не существует. Поэтому в настольных или файл-серверных системах функциональность, обеспечивающая правила ссылочной целостности, реализуется в клиентском приложении.

Правила удаления управляют тем, что будет происходить в БД при удалении строки. Аналогично правила вставки и обновления управляют тем, что будет происходить с БД, если строки изменяются или добавляются. Например, можно установить правило, которое разрешает вносить новую команду только в том случае, когда в нее зачислен хотя бы один игрок. Желаемое поведение может быть достигнуто следующими действиями:

Задать мощность связи между сущностями Команда и Игрок, равную "One or more" - 1 или более (тип Р). Предполагается, что установлена идентифицирующая связь.

Присвоить действие RI-триггера "Parent Insert-CASCADE" для того, чтобы при создании новой строки в таблице Команда автоматически создавалась хотя бы одна строка в дочерней таблице Игрок.

Присвоить связи действие RI-триггера "Parent Delete-CASCADE" для того, чтобы при удалении строки из таблицы Команда соответствующая строка или строки из таблицы Игрок тоже удалялись.

ERwin автоматически присваивает каждой связи значение ссылочной целостности, устанавливаемой по умолчанию, прежде чем добавить ее в диаграмму. Режимы RI, присваиваемые ERwin по умолчанию (приведены в табл. 2.4), могут быть изменены в редакторе Referential Integrity Default, который вызывается, если щелкнуть по кнопке RI Defaults диалога Target Server (меню Server/Target Server).

Таблица 2.4. Значения RI, присваиваемые в ERwin no умолчанию, а также возможные оежимы для каждого типа связи

Связь многие-ко-многим возможна только на уровне логической модели данных. На рис. 2.31 вверху показан пример связи многие-ко-многим. Врач может принимать много пациентов, пациент может лечиться у нескольких врачей. Такая связь обозначается сплошной линией с двумя точками на концах.

Рис. 2.31. Связь многие-ко-многим

Для внесения связи следует установить курсор на кнопке в палитре инструментов, щелкнуть сначала по одной, а затем по другой сущности.

Связь многие-ко-многим должна именоваться двумя фразами - в обе стороны (в примере "принимает/лечится"). Это облегчает чтение диаграммы. Связь на рис. 2.31 следует читать Вран <принимает> Пациент" а , Пациент <лечится> у Врач" а .

При переходе к физическому уровню ERwin автоматически преобразует связь многие-ко-многим, добавляя новую таблицу и устанавливая две новые связи один-ко-многим от старых к новой таблице (рис. 2.32, сверху). При 'этом имя новой таблице присваивается автоматически как “Имя1 Имя2".

Рис. 2.32. Иллюстрация автоматического разрешения связи многие-ко-многим на уровне физической модели

Автоматического решения проблемы связи многие-ко-многим не всегда оказывается достаточно. В примере таблица Doctor_Patient имеет смысл визита к врачу, поэтому ее следует переименовать согласно бизнес-логике в Visit. Один и тот же пациент может много раз посещать врача, поэтому для того, чтобы идентифицировать визит, необходимо в состав первичного ключа таблицы Visit добавить дополнительную колонку, например дату-время посещения (VisitDatetime, рис. 2.33).

Рис. 2.33. Дополнение модели при разрешении связи многие-ко-многим на уровне физической модели

Следует заметить, что после внесения дополнительной колонки на физическом уровне на логическом уровне представление модели не изменится, диаграмма будет выглядеть так, как на рис. 2.31.

 

2.2.4. Типы сущностей и иерархия наследования

Как было указано выше, связи определяют, является ли сущность независимой или зависимой. Различают несколько типов зависимых сущностей.

Характеристическая - зависимая дочерняя сущность, которая связана только с одной родительской и по смыслу хранит информацию о характеристиках родительской сущности.

Рис. 2.34. Пример характеристической сущности "Хобби "

Ассоциативная - сущность, связанная с несколькими родительскими сущностями. Такая сущность содержит информацию о связях сущностей. Примером ассоциативной сущности является Visit на рис. 2.33.

Именующая - частный случай ассоциативной сущности, не имеющей собственных атрибутов (только атрибуты родительских сущностей, мигрировавших в качестве внешнего ключа). Примером именующей сущности является Doctor_Patient на рис. 2.32.

Категориальная - дочерняя сущность в иерархии наследования.

Иерархия наследования (или иерархия категорий) представляет собой особый тип объединения сущностей, которые разделяют общие характеристики. Например, в организации работают служащие, занятые полный рабочий день (постоянные служащие) и совместители. Из их общих свойств можно сформировать обобщенную сущность (родовой предок) Сотрудник (рис. 2.35), чтобы представить информацию, общую для всех типов служащих. Специфическая для каждого типа информация может быть* расположена в категориальных сущностях (потомках) Постоянный сотрудник и Совместитель.

Обычно иерархию наследования создают, когда несколько сущностей имеют общие по смыслу атрибуты, либо когда сущности имеют общие по смыслу связи (например, если бы Постоянный сотрудник и Совместитель имели бы сходную по смыслу связь "работает в" с сущностью Организация), либо когда это диктуется бизнес-правилами.

Для каждой категории можно указать дискриминатор - атрибут родового предка, который показывает, как отличить одну категориальную сущность от другой (атрибут Тип на рис. 2 35).

Рис. 2.35. Иерархия наследования. Неполная категория

Иерархии категорий делятся на два типа - полные и неполные. В полной категории одному экземпляру родового предка (сущность Служащий, рис. 2.36) обязательно соответствует экземпляр в каком-либо потомке, т. е. в примере служащий обязательно является либо совместителем, либо консультантом, либо постоянным сотрудником.

Если категория еще не выстроена полностью и в родовом предке могут существовать экземпляры, которые не имеют соответствующих экземпляров в потомках, то такая категория будет неполной. На рис. 2.35 показана неполная категория - сотрудник может быть не только постоянным или совместителем, но и консультантом, однако сущность Консультант еще не внесена в иерархию наследования.

Рис. 2.36. Иерархия наследования. Полная категория

Полная категория помечается символом , неполная - . Возможна комбинация полной и неполной категорий. На рис. 2.37 помимо постоянных сотрудников и совместителей могут быть и консультанты, что не отражено в иерархии (неполная категория), но каждый постоянный сотрудник либо мужчина, либо женщина (полная категория).

Рис. 2.37. Иерархия наследования. Комбинация полной и неполной категорий

Для создания категориальной связи следует:

установить курсор на кнопке в палитре инструментов и нажать левую кнопку мыши;

щелкнуть сначала по родовому предку, а затем по потомку;

для установления второй связи в иерархии категории следует сначала щелкнуть по символу категории, затем по второму потомку.

Для редактирования категорий нужно щелкнуть правой кнопкой мыши по символу категории и выбрать в контекстном меню пункт Subtype Relationship Editor. В диалоге Subtype Relationship (рис. 2.38) можно указать атрибут - дискриминатор категории (список Discriminator Attribute Choice) и тип категории - полная/неполная (радиокнопки Complete/Incomplete).

Рис. 2.38. Диалог Subtype Relationship

Рассмотрим возможные стадии построения иерархии наследования. Определение сущностей с общими (по определению) атрибутами. Предположим, в процессе проектирования созданы сущности Постоянный сотрудник и Совместитель (рис. 2.39). Можно заметить, что часть атрибутов у этих сущностей (Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения, Должность) имеет одинаковый смысл.

Рис. 2.39. Сущности с общими по смыслу атрибутами

Перенос общих атрибутов в сущность - родовой предок. В случае обнаружения совпадающих по смыслу атрибутов следует создать новую сущность (Сотрудник) - родовой предок и перенести в нее общие атрибуты (Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения. Должность).

Создание неполной структуры категорий. Создается категориальная связь от новой сущности - родового предка к старым сущностям - потомкам. Новая сущность дополняется атрибутом-дискриминатором категории (Тип) (см. рис. 2.35).

Создание полной структуры категорий. Проводится дополнительный поиск сущностей, имеющих общие по смыслу атрибуты с родовым предком. В примере это сущность Консультант (рис. 2.40).

Рис. 2.40. Дополнительная сущность с общими по смыслу атрибутами

Общие атрибуты переносятся в родового предка и категория преобразуется в полную (признак полной категории устанавливается в диалоге Subtype Relationship). Сущность Консультант не имеет атрибута Должность, поэтому в родовом предке значение этого атрибута в случае консультанта будет NULL. В зависимости от бизнес-правил атрибут Должность может быть перенесен обратно из родового предка в сущности - потомки Постоянный сотрудник и Совместитель.

Комбинации полной и неполной структур категорий. При необходимости создание иерархии категорий можно продолжить. Для каждого потомка может найтись сущность с общими атрибутами, тогда сущность - потомок становится родовым предком для новых потомков, и т. д. (см. рис. 2.37).

 

2.2.5. Ключи

Каждый экземпляр сущности должен быть уникален и отличаться от других атрибутов.

Первичный ключ (primary key) - это атрибут или группа атрибутов, однозначно идентифицирующая экземпляр сущности. Атрибуты первичного ключа на диаграмме не требуют специального обозначения - это те атрибуты, которые находятся в списке атрибутов выше горизонтальной линии (см., например, рис. 2.33). При внесении нового атрибута в диалоге Attribute Editor для того, чтобы сделать его атрибутом первичного ключа, нужно включить флажок Primary Key в нижней части закладки General. На диаграмме неключевой атрибут можно внести в состав первичного ключа, воспользовавшись режимом переноса атрибутов (кнопка в палитре инструментов).

Выбор первичного ключа может оказаться непростой задачей, решение которой может повлиять на эффективность будущей ИС. В одной сущности могут оказаться несколько атрибутов или наборов атрибутов, претендующих на роль первичного ключа. Такие претенденты называются потенциальными ключами (candidate key).

Ключи могут быть сложными, т. е. содержащими несколько атрибутов. Сложные первичные ключи не требуют специального обозначения - это список атрибутов выше горизонтальной линии:"

Рассмотрим кандидатов на первичный ключ сущности Сотрудник (рис. 2.41).

Здесь можно выделить следующие потенциальные ключи:

1. Табельный номер,

2. Номер паспорта;

3. Фамилия + Имя + Отчество.

Рис. 2.41. Определение первичного ключа для сущности "Сотрудник"

Для того чтобы стать первичным, потенциальный ключ должен удовлетворять ряду требований:

Уникальность. Два экземпляра не должны иметь одинаковых значений возможного ключа. Потенциальный ключ № 3 (Фамилия + Имя + Отчество) является плохим кандидатом, поскольку в организации могут работать полные тезки.

Компактность. Сложный возможный ключ не должен содержать ни одного атрибута, удаление которого не приводило бы к утрате уникальности. Для обеспечения уникальности ключа № 3 дополним его атрибутами Дата рождения и Цвет волос. Если бизнес-правила говорят, что сочетания атрибутов Фамилия + Имя + Отчество + Дата рождения достаточно для однозначной идентификации сотрудника, то Цвет волос оказывается лишним, т. е. ключ Фамилия + Имя + Отчество + Дата рождения + Цвет волос не является компактным.

При выборе первичного ключа предпочтение должно отдаваться более простым ключам, т. е. ключам, содержащим меньшее количество атрибутов. В примере ключи № 1 и 2 предпочтительней ключа № 3.

Атрибуты ключа не должны содержать нулевых значений. Если допускается, что сотрудник может не иметь паспорта или вместо паспорта иметь какое-либо другое удостоверение личности, то ключ № 2 не подойдет на роль первичного ключа. Если для обеспечения уникальности необходимо дополнить потенциальный ключ дополнительными атрибутами, то они не должны содержать нулевых значений. Дополняя ключ № 3 атрибутом Дата рождения, нужно убедиться в том, что даты рождения известны для всех сотрудников.

Значение атрибутов ключа не должно меняться в течение всего времени существования экземпляра сущности. Сотрудница организации может выйти замуж и сменить как фамилию, так и паспорт. Поэтому ключи № 2 и 3 не подходят на роль первичного ключа.

Каждая сущность должна иметь по крайней мере один потенциальный ключ. Многие сущности имеют только один потенциальный ключ. Такой ключ становится первичным. Некоторые сущности могут иметь более одного возможного ключа. Тогда один из них становится первичным, а остальные - альтернативными ключами. Альтернативный ключ (Alternate Key) - это потенциальный ключ, не ставший первичным. ERwin позволяет выделить атрибуты альтернативных ключей, и по умолчанию в дальнейшем при генерации схемы БД по этим атрибутам будет генерироваться уникальный индекс.

При работе ИС часто бывает необходимо обеспечить доступ к нескольким экземплярам сущности, объединенным каким-либо одним признаком. Для повышения производительности в этом случае используются неуникальные индексы. ERwin позволяет на уровне логической модели назначить атрибуты, которые будут участвовать в неуникальных индексах. Атрибуты, участвующие в неуникальных индексах, называются Inversion Entries (инверсионные входы). Inversion Entry - это атрибут или группа атрибутов, которые не определяют экземпляр сущности уникальным образом, но часто используются для обращения к экземплярам сущности. ERwin генерирует неуникальный индекс для каждого Inversion Entry.

Создать альтернативные ключи и инверсионные входы можно в закладке Key Group диалога Attribute Editor (рис. 2.42). Если щелкнуть по кнопке !!!, расположенной в правой верхней части закладки, вызывается диалог Key Group Editor (рис. 2.43). В верхней части диалога находится список ключей, в нижней - список атрибутов, доступных для включения в состав ключа (слева), и список ключевых атрибутов. Каждый вновь созданный ключ должен иметь хотя бы один атрибут. Для включения атрибута в состав ключа следует выделить его в левом списке и щелкнуть по кнопке !!!

Рис. 2.42. Закладка Key Group диалога Attribute Editor

Рис. 2.43. Диалог Key Group Editor

Для создания нового ключа следует щелкнуть по кнопке New. Появляется диалог New Key Group (рис. 2.44). Имя нового ключа присваивается автоматически ("Alternate Key N" для альтернативного ключа и "Inversion Entry N" для инверсионного входа, где N - порядковый номер ключа).

Рис. 2.44. Диалог New Key Group

Каждому ключу соответствует индекс, имя которого также присваивается автоматически ("XAKNENTITY" для альтернативного ключа и " XIENENTITY" для инверсионного входа, где N - порядковый номер ключа, ENTITY - имя сущности). Имена ключа и индекса при желании можно изменить вручную.

Рис. 2.45. Сущность "Сотрудник" с отображением ключей

На диаграмме атрибуты альтернативных ключей обозначаются как (AKn.m), где n - порядковый номер ключа, m - порядковый номер атрибута в ключе. Когда альтернативный ключ содержит несколько атрибутов, (AKn.m) ставится после каждого. На рис. 2.45 атрибуты Фамилия, Имя, Отчество и Дата рождения входят в альтернативный ключ № 1 (АК1), Номер паспорта составляет альтернативный ключ № 2 (АК2). Инверсионные входы обозначаются как (IEn.m), где n - порядковый номер входа, m -порядковый номер атрибута. Инверсионный вход IE1 (атрибут Должность) позволяет выбрать всех сотрудников, занимающих одинаковую должность, IE2 (атрибуты Город и Улица) - всех сотрудников, живущих на одной улице, IE3 (атрибут Номер комнаты) - всех сотрудников, работающих в одной комнате, a IE4 (атрибут Дата рождения) - всех сотрудников, родившихся в один день. Если один атрибут входит в состав нескольких ключей, ключи перечисляются в скобках через запятую (атрибут Дата рождения входит в состав АК1 и IE4). По умолчанию номера альтернативных ключей и инверсионных входов рядом с именем атрибута на диаграмме не показываются. Для отображения номера следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть левой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Display Options/Entities и затем включить опцию Alternate Key Designator (AK).

Внешние ключи (Foreign Key) создаются автоматически, когда связь соединяет сущности: связь образует ссылку на атрибуты первичного ключа в дочерней сущности и эти атрибуты образуют внешний ключ в дочерней сущности (миграция ключа). Атрибуты внешнего ключа обозначаются символом (FK) после своего имени (см. рис. 2.45). Атрибут внешнего ключа Где работает. Номер отдела ("Где работает" - имя роли) является атрибутом первичного ключа (РК) в сущности Отдел.

Зависимая сущность может иметь один и тот же внешний ключ из нескольких родительских сущностей. Сущность может также получить один и тот же внешний ключ несколько раз от одного и того же родителя через несколько разных связей. Когда ERwin обнаруживает одно из этих событий, он распознает, что два атрибута одинаковы, и помещает атрибут внешнего ключа в зависимой сущности только один раз. Хотя в закладке Key Group диалога Attribute Editor этот атрибут будет входить в два внешних ключа, на диаграмме он показывается только один раз. Это комбинирование или объединение идентичных атрибутов называется унификацией.

Унификация производится, поскольку правила нормализации запрещают существование в одной сущности двух атрибутов с одинаковыми именами. В некоторых случаях (рис. 2.46) этот результат соответствует действительности. Сотрудники работают в отделах, каждый сотрудник ведет несколько проектов. Сущность Отдел связана идентифицирующей связью с сущностью Сотрудник и Проект, ее первичный ключ Номер отдела мигрирует в состав первичного ключа дочерних сущностей в качестве внешнего ключа. Но сущность Сотрудник, в свою очередь, тоже имеет идентифицирующую связь с сущностью Проект и атрибуты ее первичного ключа (в том числе Номер отдела - второй раз!) мигрируют в состав первичного ключа сущности Проект.

Рис. 2.46. Унификация атрибута

По смыслу это одно и то же значение номера отдела, поскольку в отделе реализуется проекты, которые ведут сотрудники того же отдела. ERwin унифицирует атрибуты и отображает на диаграмме только один атрибут Номер отдела.

Есть и другие случаи, когда унификация нежелательна. Например, когда два атрибута имеют одинаковые имена, но на самом деле они отличаются по смыслу и необходимо, чтобы это отличие отражалось в диаграмме. В этом случае необходимо использовать имена ролей атрибутов внешнего ключа (см. рис. 2.27).

 

2.2.6. Нормализация данных

Нормализация - процесс проверки и реорганизации сущностей и атрибутов с целью удовлетворения требований к реляционной модели данных. Нормализация позволяет быть уверенным, что каждый атрибут определен для своей сущности, значительно сократить объем памяти для хранения информации и устранить аномалии в организации хранения данных. В результате проведения нормализации должна быть создана структура данных, при которой информация о каждом факте хранится только в одном месте. Процесс нормализации сводится к последовательному приведению структуры данных к нормальным формам - формализованным требованиям к организации данных. Известны шесть нормальных форм:

первая нормальная форма (1NF);

вторая нормальная форма (2NF);

третья нормальная форма (3NF);

нормальная форма Бойса - Кодда (усиленная 3NF);

четвертая нормальная форма (4NF);

пятая нормальная форма (5NF).

На практике обычно ограничиваются приведением данных к третьей нормальной форме (полная атрибутивная модель, FA, см. 2.2.1). В данном подразделе будут достаточно кратко рассмотрены первые три нормальные формы и, в качестве иллюстрации, четвертая нормальная форма.

Для углубленного изучения нормализации следует рекомендовать книгу К. Дж. Дейта "Введение в системы баз данных" (Киев;М.:Диалектика, 1998).

Нормальные формы основаны на понятии функциональной зависимости (в дальнейшем будет использоваться термин "зависимость"). Приведем формальное определение для функциональной зависимости.

Функциональная зависимость (FD). Атрибут В сущности Е функционально зависит от атрибута А сущности Е тогда и только тогда, когда каждое значение А в Е связало с ним точно одно значение В в Е, т. е. А однозначно определяет В.

Полная функциональная зависимость. Атрибут В сущности Е полностью функционально зависит от ряда атрибутов А сущности Е тогда и только тогда, когда В функционально зависит от А и не зависит ни от какого подряда А.

Рис. 2.47. Ненормализованная сущность "Сотрудник"

На рис. 2.47 в сущности Сотрудник значение атрибутов Фамилия, Имя и Отчество однозначно определяются значением атрибута Табельный номер, т. е. атрибуты Фамилия, Имя и Отчество зависят от атрибута Табельный номер. Функциональные зависимости определяются бизнес-правилами предметной области. Так, если оклад сотрудника определяется только должностью, то атрибут Оклад зависит от атрибута Должность; если оклад зависит еще, например, от стажа, то такой зависимости нет. В нижеследующих примерах будем считать для определенности, что такая зависимость есть.

Рассмотрим нормальные формы.

Первая нормальная форма (1NF). Сущность находится в первой нормальной форме тогда и только тогда, когда все атрибуты содержат атомарные значения. Среди атрибутов не должно встречаться повторяющихся групп, т. е. несколько значений для каждого экземпляра. На рис, 2 47 атрибуты Телефон и Хобби являются нарушением первой нормальной формы. Что будет, если у сотрудника несколько рабочих телефонов? Запись значения колонки через разделитель, например "124-56-78, 124-56-79, 124-56-90" или "Аквалангист, мотоциклист, шахматист", приводит к ряду проблем. Размера поля может не хватить для хранения данных (нельзя увеличивать список телефонов до бесконечности), по такой колонке невозможно построить индекс и т. д. и т. п. Сущность, приведенная на рис. 2.48, не является решением проблемы. Что будет, если у сотрудника появится четвертый телефон или третье хобби? Эту информацию будет негде хранить.

Рис. 2.48. Еще один пример ненормализованной сущности

Другой ошибкой нормализации является хранение в одном атрибуте разных по смыслу значений. На рис. 2.47 атрибут Дата зачисления или увольнения хранит информацию как о зачислении, так и об увольнении сотрудника. Если хранится только одно значение, то невозможно понять, какая именно дата внесена. Если внести атрибут-признак типа даты, тип можно будет определить, но останется возможность хранения только одной даты для каждого сотрудника.

Для приведения сущности к первой нормальной форме следует:

разделить сложные атрибуты на атомарные,

создать новую сущность,

перенести в нее все "повторяющиеся" атрибуты,

выбрать возможный ключ для нового РК (или создать новый РК).

установить идентифицирующую связь от прежней сущности к новой, РК прежней сущности станет внешним ключом (FK) для новой сущности.

На рис. 2.49 показана сущность Сотрудник, приведенная к первой нормальной форме.

Рис. 2.49. Сущность "Сотрудник", приведенная к первой нормальной форме

Вторая нормальная форма (2NF). Сущность находится во второй нормальной форме, если она находится в первой нормальной форме и каждый неключевой атрибут полностью зависит от первичного ключа (не должно быть зависимости от части ключа). Вторая нормальная форма имеет смысл только для сущностей, имеющих сложный первичный ключ.

Рис. 2.50. Сущность "Проект"

Предположим, сущность Проект содержит информацию о проекте, которым руководит сотрудник, причем информация содержится как непосредственно о проекте, так и о руководителе проекта (рис. 2.50). Атрибуты Фамилия, Имя, Отчество и Должность зависят только от атрибута Табельный номер руководителя, но вовсе не от Наименования проекта. Другими словами, имеется зависимость только от части ключа.

Для приведения сущности ко второй нормальной форме следует:

выделить атрибуты, которые зависят только от части первичного ключа, создать новую сущность;

поместить атрибуты, зависящие от части ключа, в их собственную (новую) сущность;

установить идентифицирующую связь от прежней сущности к новой (рис. 2.51).

Рис. 2.51. Сущность "Проект", приведенная ко второй нормальной форме

Вторая нормальная форма позволяет избежать следующих аномалий при выполнении операций:

Обновление (UPDATE). Имеет место дублирование данных о сотруднике, если он руководит несколькими проектами. Если данные о сотруднике изменяются, необходимо менять несколько записей (по числу ведомых проектов).

Вставка (INSERT). Невозможно ввести данные о сотруднике, если он в данный момент не руководит проектами.

Удаление (DELETE). Если сотрудник временно прекращает руководство проектами, данные о нем теряются.

На рис. 2.51 показана сущность Проект, приведенная ко второй нормальной форме.

Третья нормальная форма (3NF). Сущность находится в третьей нормальной форме, если она находится во второй нормальной форме и никакой неключевой атрибут не зависит от другого неключевого атрибута (не должно быть взаимозависимости между неключевыми атрибутами).

На рис. 2.49 сущность Сотрудник находится во второй нормальной форме (имеется только один атрибут первичного ключа, поэтому не может быть зависимости неключевых атрибутов от части ключа), но неключевой атрибут Оклад зависит от другого неключевого атрибута - Должности.

Для приведения сущности ко второй нормальной форме следует:

создать новую сущность и перенести в нее атрибуты с одной и той же зависимостью от неключевого атрибута;

использовать атрибут(ы), определяющий эту зависимость, в качестве первичного ключа новой сущности;

установить неидентифицирующую связь от новой сущности к старой (рис. 2.52).

Рис. 2.52. Сущность "Сотрудник", приведенная к третьей нормальной форме

В третьей нормальной форме каждый атрибут сущности зависит от ключа, от всего ключа целиком и ни от чего другого, кроме как от ключа. Третья нормальная форма также позволяет избежать ряда аномалий:

Обновление (UPDATE). Имеет место дублирование данных об окладе, если должность занимают несколько сотрудников. Если оклад соответствующих должности меняется, необходимо менять несколько записей (по числу сотрудников на одной должности).

Вставка (INSERT). Невозможно ввести данные об окладе, соответствующем должности, если в данный момент нет сотрудника, занимающего эту должность.

Удаление (DELETE). В случае удаления из таблицы сотрудника, занимающего уникальную должность, данные об окладе теряются.

Четвертая нормальная форма (4NF) требует отсутствия многозначных зависимостей между атрибутами.

В примере на рис. 2.53 (слева) преподаватель читает лекции по нескольким предметам и курирует несколько групп студентов. Одна группа студентов может изучать несколько предметов, одному предмету могут обучаться несколько групп студентов. Имеется многозначная зависимость между атрибутами Предмет и Группа. При этом возможна аномалия: если у преподавателя появляется новая группа, приходится добавлять несколько записей, по числу читаемых предметов.

Для приведения сущности к четвертой нормальной форме следует создать новую сущность и перенести атрибуты с многозначной зависимостью в разные сущности (рис. 2.53, справа). Связь между новыми сущностями при этом устанавливать нельзя, поскольку в результате миграции атрибутов внешних ключей атрибуты с многозначной зависимостью вновь окажутся в одной сущности. Ссылочную целостность в этом случае следует поддерживать при помощи триггеров.

Рис. 2.53. Иллюстрация четвертой нормальной формы

Поддержка нормализации в ERwin. ERwin не содержит полного алгоритма нормализации и не может проводить нормализацию автоматически, однако его возможности облегчают создание нормализованной модели данных. Запрет на присвоение неуникальных имен атрибутов в рамках модели (при соответствующей установке опции Unique Name) облегчает соблюдение правила "один факт - в одном месте". Имена ролей атрибутов внешних ключей и унификация атрибутов также облегчают построение нормализованной модели.

Денормализация. В результате нормализации все взаимосвязи данных становятся правильно определены, исключаются аномалии при оперировании с данными, модель данных становится легче поддерживать. Однако часто нормализация данных не ведет к повышению производительности ИС в целом. Рассмотрим примеры на рис. 2.47 и 2.52. Для получения полной информации о сотруднике из ненормализованной структуры данных достаточно обратиться к одной таблице (см. рис. 2.47). После приведения структуры данных к третьей нормальной форме (рис. 2.52) информация о сотруднике содержится уже в четырех таблицах. Хотя общее количество строк в этих таблицах может быть меньше, чем в исходной (до нормализации), теперь для получения полной информации о сотруднике серверу БД необходимо обращаться одновременно к четырем таблицам (объединение таблиц, join). Время выполнения запроса с объединением может во много. раз превосходить время выполнения запроса к одной таблице, другими словами, в приведенном примере общая производительность ИС в результате нормализации скорее всего упадет. В целях повышения производительности при переходе на физический уровень приходится сознательно отходить от нормальных форм для того, чтобы использовать возможности конкретного сервера или ИС в целом.

В отличие от процесса нормализации денормализация не может быть представлена в виде четко сформулированных правил. К сожалению, в каждом конкретном случае приходится искать конкретные решения, которые используют специфику ИС и предметной области и не могут быть тиражированы.

Примером денормализации могут служить производные атрибуты, которые являются нарушением первой нормальной формы (см. 2.2.2). Другой пример денормализации приведен на рис. 2.54.

Рис. 2.54. Пример денормализации

Слева данные находятся в третьей нормальной форме, но для получения из БД информации о сотруднике, включая его оклад, приходится обращаться к таблицам Должность и Сотрудник. Если в таблицу Сотрудник добавить колонку Оклад (рис. 2.54, справа), то тогда при выборке информации о сотруднике достаточно обратиться только к таблице Сотрудник (исключается объединение). При этом нарушается третья нормальная форма и возникают аномалии, в том числе аномалии при обновлении (если оклад соответствующих должности меняется, необходимо менять несколько записей по числу сотрудников на одной должности). Для решения проблемы можно делать выборку только из таблицы Сотрудник, а обновлять значение оклада только в таблице Должность. Но при этом возникает противоречие между старым значением оклада, хранящимся в таблице Сотрудник, и новыми данными, хранящимися в таблице Должность. Чтобы избежать противоречия, можно создать утилиту (процедуру сервера), которая будет запускаться во время минимальной загрузки сервера, например ночью, и выравнивать значения колонок. Если при выборке должности всегда необходимо самое свежее значение, то такое решение неприемлемо. Если задача позволяет подождать до начала следующего дня после редактирования справочника Должность, то такое решение вполне допустимо.

Заметим, что приведенный пример следует воспринимать исключительно как иллюстрацию, а не как руководство к действию.

Еще один пример денормализации данных будет рассмотрен в подразделе 2.2.8, посвященном проектированию хранилищ данных.

Поддержка денормализации в ERwin. Денормализация, как правило, проводится на уровне физической модели. ERwin позволяет сохранить на уровне логической модели нормализованную структуру, при этом построить на уровне, физической модели структуру (возможно, денормализован-ную), которая обеспечивает лучшую производительность, используя особенности конкретной СУБД и бизнес-правил предметной области.

ERwin имеет следующую функциональность для поддержки денормализации:

Сущности, атрибуты, ключи и домены можно создавать только на уровне логической модели, включив в соответствующих редакторах опцию Logical Only (см., например, рис. 2.10 и 2.15). Такие объекты не будут отображаться на уровне физической модели и не будут создаваться при генерации БД.

Таблицы, колонки, домены и индексы можно создавать только на уровне физической модели (опция Physical Only, см. 2.3). Например, на уровне только физической модели может быть создана колонка Оклад таблицы Сотрудник, см. рис. 2.54.

При автоматическом разрешении связи многие-ко-многим (см. 2.2.3) в физической модели создается новая таблица и структура данных может быть дополнена только на уровне физической модели.

 

2.2.7. Домены

Домен можно определить как совокупность значений, из которых берутся значения атрибутов. Каждый атрибут может быть определен только на одном домене, но на каждом домене может быть определено множество атрибутов. В понятие домена входит не только тип данных, но и область значений данных. Например, можно определить домен "Возраст" как положительное целое число и определить атрибут Возраст сотрудника как принадлежащий этому домену.

В ERwin домен может быть определен только один раз и использоваться как в логической, так и в физической модели.

Домены позволяют облегчить работу с данными как разработчикам на этапе проектирования, так и администраторам БД на этапе эксплуатации системы. На логическом уровне домены можно описать без конкретных физических свойств. На физическом уровне они автоматически получают специфические свойства, которые можно изменить вручную. Так, домен "Возраст" может иметь на логическом уровне тип Number, на физическом уровне колонкам домена будет присвоен тип INTEGER.

Для создания домена в логической модели служит диалог Domain Dictionary Editor, (рис. 2.55). Его можно вызвать из меню Edit/Domain Dictionary по кнопке, расположенной в верхней левой части закладки General диалога Attribute Editor (см. рис. 2.14). Для создания нового домена в диалоге Domain Dictionary Editor следует:

Рис. 2.55. Диалог Domain Dictionary Editor

щелкнуть по кнопке New. Появляется диалог New Domain (рис. 2.56);

выбрать родительский домен из списка Domain Parent. Новый домен можно создать на основе уже созданного пользователем домена либо на основе изначально существующего. По умолчанию ERwin имеет четыре предопределенных домена (String, Number, Blob, Datetime). Новый домен наследует все свойства родительского домена. Эти свойства в дальнейшем можно переопределить;

набрать имя домена в поле Logical Name. Можно также указать имя домена на физическом уровне в поле Physical Name. Если физическое имя не указано, по умолчанию оно принимает значение логического имени;

щелкнуть по кнопке ОК.

В диалоге Domain Dictionary Editor можно связать домен и иконкой, с которой он будет отображаться в списке доменов (Domain Icon), и иконкой, с которой атрибут, определенный на домене, будет отображаться в модели (Icon Inherited by Attribite).

Рис. 2.56. Диалог New Domain

Каждый домен может быть описан в закладке Definition, снабжен комментарием в закладке Note или свойством, определенным пользователем в закладке UDP.

Рис. 2.57. Создание нового атрибута с помощью диалога Independent Attribute Browser

ERwin имеет специальный инструмент, который значительно облегчает создание новых атрибутов в модели, используя описание доменов, -Independent Attribute Browser. Этот диалог вызывается (и скрывается) по горячему ключу CTRL+B. С его помощью можно выбрать в списке домен и по методу drag&drop перенести его в какую-либо сущность. В ней будет создан новый атрибут с именем, которое следует задать в окне Name Inherited by Attribite диалога Domain Dictionary Editor. Если значение поля не задано, по умолчанию принимается имя домена. На рис. 2.57 для домена "Возраст" значение этого поля было "Атрибут Возраст". В дальнейшем в случае необходимости имя атрибута .можно изменить.

Рис. 2.58. Диалог Domain Dictionary Editor на физическом уровне

На физическом уровне диалог Domain Dictionary Editor позволяет редактировать физические свойства домена. На рис. 2.58 показана закладка ORACLE. Имя этой закладки зависит от выбранного сервера БД. На ней можно задать конкретный тип данных, соответствующих домену, правила присвоения NULL-значений, правила валидации (правила проверки допустимых значений) и задания значения по умолчанию. Правила валидации и значения по умолчанию должны быть предварительно описаны и именованы так, как это описано в 2.3.4 (на рис. 2.58 для домена "Возраст" заданы соответственно правило валидации "Проверка_возраста" и значение по умолчанию "Возраст по умолчанию"). Для вызова диалогов редактирования правил валидации и значений по умолчанию служат кнопки “…” справа от соответствующего списка выбора (Valid и Default).

Рассмотрим функции других закладок диалога Domain Dictionary Editor:

General (рис. 2.59). Задание родительского домена (Domain Parent) и имени, присваиваемого колонке при ее создании с помощью Independent Column Browser. С помощью опции Physical Only домен можно определить только на уровне физической модели.

Comment. Внесение комментария к атрибуту.

UDP. Свойства, определяемые пользователем.

Visual Basic - PowerBuilder. Задание специальных свойств домена для кодогенерации клиентского приложения.

Рис. 2.59. Закладка General диалога Domain Dictionary Editor

Домены могут быть использованы при генерации схемы БД для создания типов, определяемых пользователем для тех СУБД, которые поддерживают такие конструкции (DB2, Rdb, Inteibase, SQL Anywhere, SQL Server и SYBASE). Типы, определяемые пользователем, представляют собой синонимы существующих в БД типов, создаваемых для удобства работы с данными.

При выборе соответствующего сервера на закладке General появляется флажок:

Distinct Types - для DB2/CS и DB2/UDB;

Domains - для Rdb и Inteibase;

User Datatypes - для SQL Anywhere, SQL Server и SYBASE.

Для создания типов, определяемых пользователем, необходимо включить соответствующую опцию. При генерации схемы БД колонки, определенные на соответствующем домене, будут иметь тип, определяемый пользователем.

 

2.3.1. Уровни физической модели

Различают два уровня физической модели:

трансформационная модель (Transformation Model);

модель СУБД (DBMS Model).

Физическая модель содержит всю информацию, необходимую для реализации конкретной БД. Трансформационная модель содержит информацию для реализации отдельного проекта, который может быть частью общей ИС и описывать подмножество предметной области. ERwin поддерживает ведение отдельных проектов, позволяя проектировщику выделять подмножество модели в виде предметных областей (Subject Area). Трансформационная модель позволяет проектировщикам и администраторам БД лучше представлять, какие объекты БД хранятся в словаре данных, и проверить, насколько физическая модель данных удовлетворяет требованиям к ИС.

Модель СУБД автоматически генерируется из трансформационной модели и является точным отображением системного каталога СУБД. ERwin непосредственно поддерживает эту модель путем генерации системного каталога.

 

2.3.2. Выбор сервера

Физический уровень представления модели зависит от выбранного сервера. Для выбора СУБД служит редактор Target Server (меню Server/Target Server... доступно только на физическом уровне) (рис. 2.60).

ERwin поддерживает практически все распространенные СУБД, всего более 20 реляционных и нереляционных БД. Для выбора СУБД нужно щелкнуть по соответствующей кнопке рядом с именем СУБД.

Диалог Target Server позволяет задать тип данных и опцию NULL для новых колонок, а также правила ссылочной целостности, принимаемые по умолчанию. Тип данных можно выбрать в раскрывающемся списке Default Datatype, который автоматически заполняется типами данных, поддерживаемых выбранным сервером. Установка правил ссылочной целостности по умолчанию была рассмотрена в 2.2.3.

Группа кнопок Default Non-Key Null Option позволяет разрешить или запретить значения NULL для неключевых колонок.

Окно выбора Allow special chars in names позволяет разрешить или запретить использование специальных символов и пробелов в именах таблиц. Эта опция действует только для тех СУБД, которые поддерживают использование специальных символов.

Рис. 2.60. Диалог Target Server

По умолчанию ERwin генерирует имена таблиц и индексов по шаблону на основе имен соответствующих сущностей и ключей логической модели. Окна Table Name Macro и Index Name Macro позволяют изменить шаблон генерации имен, заданный по умолчанию. В дальнейшем имена таблиц и индексов можно изменить вручную.

Кнопка Reset Names вызывает диалог Globally Reset DBMS Property (рис. 2.61), который позволяет заменить все имена таблиц, связей, индексов, колонок и соответствующих свойств, заданных вручную, на значения по умолчанию.

Имена таблиц и колонок по умолчанию будут сгенерированы на основе имен сущностей и атрибутов логической модели. Если в имени сущности или атрибута встречается пробел, он будет заменен на символ "_".

При смене СУБД ERwin предлагает автоматически преобразовать тип данных, связанный с каждым атрибутом, на ближайший, доступный для новой СУБД. Для автоматического преобразования следует в ответ на запрос нажать Yes.

Рис. 2.61. Диалог Globally Reset DBMS Property

 

2.3.3. Таблицы, колонки и представления (view)

Для внесения новой таблицы в модель на физическом уровне служит кнопка на палитре инструментов. Связи между таблицами создаются так же, как на логическом уровне. Щелкнув правой клавишей мыши по таблице и выбрав во всплывающем меню пункты Table Editor или Column Editor, можно вызвать редакторы для задания свойств таблиц и колонок.

ERwin автоматически создает имена таблиц и колонок на основе имен соответствующих сущностей и атрибутов, учитывая максимальную длину имени и другие синтаксические ограничения, накладываемые СУБД. При генерации имени таблицы или колонки по умолчанию все пробелы автоматически преобразуются в символы подчеркивания, а длина имени обрезается до максимальной длины, допустимой для выбранной СУБД. Все изменения, сделанные в Table Editor или Column Editor, не отражаются на именах сущностей и атрибутов, поскольку информация на логическом и физическом уровнях в ERwin хранится отдельно.

Редактор Table Editor позволяет задать свойства любой таблицы модели, отличные от значения по умолчанию, в том числе имя таблицы, синонимы, правила валидации, процедуры и т. д. Переключиться на другую таблицу можно при помощи раскрывающегося списка выбора в верхней части диалога (рис. 2.62).

Рис. 2.62. Диалог Table Editor

Окно Name служит для задания имени текущей таблицы. Окно Owner позволяет внести имя владельца таблицы, отличное от имени пользователя, производящего генерацию схемы БД. Окно выбора Physical Only служит для создания объектов только на физическом уровне. Если выбрана опция Generate, при генерации схемы БД будет выполняться команда CREATE TABLE. Кнопка DB Sync служит для немедленной синхронизации модели с системным каталогом БД.

Диалог Table Editor содержит следующие закладки:

Dimensional. Доступна только на уровне моделирования хранилищ данных (Dimensional Modeling) и будет рассмотрена ниже.

Comment. Внесение комментария к таблице.

Volumetrics. Служит для оценки размера БД.

Physical Props. Позволяет задать физические свойства таблицы.

Partitions. Служит для задания значений разделения. Доступна только для Oracle 8.x.

UDP. Задание свойств, определяемых пользователем.

Validation. Задание правил валидации.

Synonym. Задание синонимов таблицы (если сервер таковые поддерживает).

Stored Procedure. Связывание с таблицей хранимых процедур.

Pre & Post Script. Создание скриптов (наборов команд), которые будут выполняться до и после создания таблицы при генерации схемы БД.

PowerBuilder. Задание расширенных атрибутов для генерации кода клиентского приложения на PowerBuilder.

Для задания свойств колонок, отличных от значения по умолчанию, служит редактор Column Editor (рис. 2.63). Чтобы вызвать его, нужно щелкнуть правой клавишей мыши по таблице и выбрать во всплывающем меню пункт Column Editor.

По умолчанию ERwin присваивает режимы нулевых значений всем неключевым колонкам, исходя из значений по умолчанию, устанавливаемых в редакторе Target Server. Для колонок первичного ключа и альтернативных ключей .устанавливается режим NOT NULL. Режим NOT NULL не присваивается автоматически инверсионным входам (Inversion Entry).

Рис. 2.63. Диалог Column Editor

Внешне диалог Column Editor напоминает диалог Attribute Editor (см. рис. 2.14). В правой части диалога находятся закладки:

General. Позволяет присвоить колонку определенному домену, создать колонку только на физическом уровне и включить ее в состав первичного ключа.

Закладка, соответствующая выбранной СУБД (на рис. 2.63 и 2.64 -ORACLE). Имя закладки устанавливается автоматически соответствующей выбранной СУБД. Позволяет задать тип данных, опцию NULL, правила валидации и значение по умолчанию. Правила валидации и значение по умолчанию должны быть описаны и именованы предварительно соответственно в диалогах Validation Rule Editor и Default/Initial Eritor. Для вызова этих диалогов служат кнопки !!! справа от соответствующих раскрывающихся списков. Для СУБД Access, AS/400, PROGRESS и Teradata создаются дополнительные закладки для задания свойств.

Рис. 2.64. Закладка СУБД диалога Column Editor

Comment. Служит для внесения комментария к каждой колонке.

UDP. Задание свойств, определяемых пользователем.

Data Source. Доступна только при моделировании хранилищ данных (см. ниже).

Index. Служит для включения колонки в состав индексов.

Visual Basic и PowerBuilder. Задание расширенных атрибутов для генерации кода клиентского приложения.

В левой части диалога содержится упорядоченный список колонок таблицы. Кнопки “ ”, “ ” предназначены для перемещения колонки в списке на позицию вверх и вниз. Кнопки New, Rename и Delete служат соответственно для создания, переименования и удаления колонки. При помощи кнопки Reset можно переустановить свойства колонки, заданные вручную, на значения по умолчанию. Кнопка DB Sync позволяет запустить процесс синхронизации модели с системным каталогом БД.

При создании связи колонки первичного ключа родительской таблицы мигрируют в состав колонок дочерней таблицы в качестве внешнего ключа. Кнопка Migrate вызывает диалог Migrate Column Property (рис. 2.65), который позволяет определять, какие характеристики мигрировавшей колонки будут сохранены в дочерней таблице.

Рис. 2.65. Диалог Migrate Column Property

Для переноса каких-либо характеристик колонки необходимо включить соответствующую опцию в диалоге Migrate Column Property, для отказа от переноса - выключить. Опциями диалога следует пользоваться осторожно, во-первых, потому, что новые свойства колонки перезаписывают старые, а во-вторых, поскольку установленные опции действуют в рамках всей диаграммы, а не только текущей таблицы. (Более подробно свойства таблиц и колонок будут рассмотрены ниже.)

Представления (view), или, как их иногда называют, временные или производные таблицы, представляют собой объекты БД, данные в которых не хранятся постоянно, как в таблице, а формируются динамически при обращении к представлению. Представление не может существовать само по себе, а определяется только в терминах одной или нескольких таблиц. Применение представлений позволяет разработчику БД обеспечить каждому пользователю или группе пользователей свой взгляд на данные, что решает проблемы простоты использования и безопасности данных. ERwin имеет специальные инструменты для создания и редактирования представлений. Палитра инструментов на физическом уровне (см. рис. 2.3) содержит кнопки внесения представлений и установления связей между таблицами и представлениями. Для внесения представления нужно щелкнуть по кнопке в палитре инструментов, затем по свободному месту диаграммы. По умолчанию представление получает номер V_n, где n - уникальный порядковый номер представления. Для установления связи нужно щелкнуть по кнопке затем по родительской таблице и, наконец, по представлению (рис. 2.66). Связи с представлениями и прямоугольники представлений показываются на диаграмме пунктирными линиями.

Рис. 2.66. Создание представления

Для редактирования представления служит диалог View Editor (рис. 2.67). Для его вызова следует щелкнуть правой кнопкой мыши по представлению и выбрать в меню пункт View Editor.

Рис. 2.67. Диалог View Editor

Раскрывающийся список View позволяет выбрать для редактирования любое представление модели. Окно Name служит для редактирования имени, а Owner-владельца представления.

Диалог View Editor имеет следующие закладки:

Select (рис. 2.67). Имеет два списка: в правом отображаются колонки представления, в левом - колонки доступные для включения в представление. Кнопка New Expression позволяет задать выражение в качестве выходного столбца. Например, для представления V_43 на рис. 2.66 в качестве колонок созданы City и выражение с именем "Количество_клиен-тов_в_городе", которое представляет собой агрегативную функцию, подсчитывающую количество строк, Count(*). По умолчанию при создании связи ERwin включает в представление все колонки родительских таблиц.

From. Позволяет выбрать родительские таблицы представления. По умолчанию включаются таблицы, с которыми связано представление. Каждой таблице можно задать синоним (поле Alias), который будет использоваться при создании SQL-команды создания представления.

Where. Закладка содержит три поля - Where, Group By и Having. На основе этой информации Erwin генерирует SQL-команду создания представления, причем на основе содержания этих полей генерируются предложения SQL-запроса. Для представления V_43 в поле Where содержатся значения "Соип1гу='Россия"', Group By - "City", Having - "Count(*)>2". В результате представление будет содержать информацию о количестве клиентов в российских городах, при условии, что количество клиентов в этих городах больше двух.

SQL. Закладка содержит поле, в котором отображается SQL-запрос создания представления и окно выбора User-Defined SQL. По умолчанию опция User-Defined SQL выключена, и SQL-запрос генерируется автоматически на основе информации, занесенной в закладках Select, From и Where. Запрос можно задать вручную, включив эту опцию, но в этом случае список полей и связи представления на диаграмме отображаться не будут. Для представления V_42 на рис. 2.66 SQL-запрос будет выглядеть так:

"CREATE VIEW V_42 (CustomerName, CustomerAddress, City, OrderAmount, OrderDate,

OrderShipDate)AS

SELECT DISTINCT CUSTOMER.CustomerName, CUSTOMER.CustomerAddress, CUSTOMER.City,

ORDER.OrderAmount, ORDER.OrderDate, ORDER.OrderShipDate

FROM CUSTOMER, ORDER",

а для V_43 - так:

"CREATE VIEW V_43 (City, CustomerCount) AS

SELECT CUSTOMER.City, Countf)

FROM CUSTOMER

WHERE Country= Россия'

GROUP BY City

HAVING Count(*)>2"

В закладке Comment можно внести комментарий для представления.

Stored Procedure позволяет связать с представлением хранимые процедуры.

Pre and Post Script позволяет связать с представлением команды, выполняемые до и после генерации представления.

PowerBuflder служит для внесения расширенных атрибутов для генерации кода клиентского приложения на PowerBuilder.

UDP позволяет связать с представлением свойства, определяемые пользователем.

Для редактирования свойств колонок представления служит редактор View Column Editor (рис. 2.68). Для его вызова следует щелкнуть правой кнопкой мыши по представлению и выбрать в меню пункт View Column Editor.

Рис. 2.68. Диалог View Column Editor

Редактор содержит следующие закладки:

General. Позволяет ассоциировать колонку с доменом. По умолчанию колонка представления принадлежит тому же домену, что и колонка родительской таблицы.

Select. Так же как в диалоге View Editor (закладка Select, кнопка New Expression), здесь можно создать выражение (в том числе включающее аг-регативные функции) для колонки.

AS/400 или Access. Используются для задания специфических свойств колонок представлений в AS/400 или Access.

Comment содержит комментарий для каждой колонки.

UDP позволяет связать с колонкой свойства, определяемые пользователем.

Data Source. Позволяет связать источник данных с колонкой при проектировании хранилищ данных.

PowerBuilder или Visual Basic. Служит для внесения расширенных атрибутов для генерации кода клиентского приложения на PowerBuilder или Visual Basic.

 

2.3.4. Правила валидации и значения по умолчанию

ERwin поддерживает правила валидации для колонок, а также значение, присваеваемое колонкам по умолчанию. Правило валидации задает список допустимых значений для конкретной колонки и/или правила проверки допустимых значений. Значение по умолчанию - значение, которое нужно ввести в колонку, если никакое другое значение не задано явным образом во время ввода данных. С каждой колонкой или доменом можно связать значение по умолчанию (если выбранная СУБД поддерживает домены).

Если щелкнуть по кнопке “…”, расположенной справа от раскрывающегося списка Valid (см. рис. 2.64), появляется диалог Validation Rule Editor (рис. 2.69), который служит для задания правил валидации. В нем можно задать максимальное и минимальное значение и тип валидации (где проверять - на сервере или в клиентском приложении).

Например, в таблице CUSTOMER значение, вводимое в колонку. Age, должно быть больше 18, но меньше 180. Для описания этого правила можно создать правило валидации с именем "Проверка_возраста", которое содержит выражение: Age BETWEEN 18 AND 180. Использование этого правила валидации гарантирует, что диапазон вводимых значений будет от 18 до 180. СУБД выдаст сообщение об ошибке, если вводимый возраст находится вне границ заданного диапазона.

В верхней части редактора Validation Rule содержится список всех существующих правил валидации. Для создания нового правила валидации следует щелкнуть по кнопке New, ввести имя правила в поле Name диалога New Validation и щелкнуть по кнопке ОК. После этого можно ввести выражение для правила валидации. Поля Min и Мах служат для задания нижней и верхней границы диапазона значения.

Рис. 2.69. Диалог Validation Rule Editor

Кнопка Valid Value вызывает редактор Valid Value (рис. 2.70). Редактор Valid Value позволяет создавать список всех допустимых значений, которые можно хранить в колонке, и связать его с правилом валидации. Например если в таблице CUSTOMER имеется колонка Category, то можно задать список допустимых значений для соответствующей колонки, который может содержать значения "Местный", "Иногородний" и "Иностранный".

Раскрывающийся список в верхней части редактора Valid Value содержит все правила, валидации. Чтобы ввести новое значение в список допустимых значений, нужно щелкнуть по кнопке New и ввести значение. Если включить опцию Copy (окно выбора в верхней части редактора), новому правилу будет присвоен список допустимых значений или диапазон, связанный с имеющимся правилом валидации. В нижнем окне диалога Valid Value можно ввести определение для каждого значения. Чтобы изменить имеющееся значение, нужно щелкнуть по кнопке Update. Для удаления значения служит кнопка Delete. Изменить порядок значений в списке можно либо пользуясь методом drag&drop, либо при помощи кнопки Sort. В последнем случае значения будут отсортированы по возрастанию.

При выходе из редактора Valid Value (кнопка OK) ERwin автоматически изменяет правило валидации, используя введенные допустимые значения, например "%AttFieldName IN ('Местный', 'Иногородний', 'Иностранный')".'

Кнопка Set Expr диалога Validation Rule Editor позволяет сгенерировать правила валидации соответственно синтаксису выбранной СУБД с учетом границ диапазона или списка значений.

По умолчанию ERwin создает выражение - команду языка СУБД, используя значения, связанные с правилом валидации, и разделяя значения запятыми (например, С, D, М). В некоторых случаях правила синтаксиса СУБД требуют, чтобы каждое значение в команде заключалось в одинарные кавычки ('С', 'D', 'М'). Чтобы автоматически заключить каждое значение в одинарные кавычки, нужно включить опцию Quote.

Рис. 2.70. Диалог Valid Value Editor

Диалог Validation Rule Editor содержит также две закладки, в которых отображается текст правил валидации, генерируемый ERwin на сервере и для клиентского приложения (рис. 2.71).

На рис. 2.70 в качестве клиента выбран PowerBuilder. На закладке отображается текст правила валидации Client expression, текст ошибки РВ Error Msg, тип значения РВ Type и кнопка генерации кода клиентской части РВ Sync.

Рис. 2.71. Закладка PowerBuilder диалога Validation Rule Editor

Редактор Default/Initial Editor (рис. 2.72) позволяет создать значение, которое автоматически, по умолчанию, присваивается колонке. Для вызова редактора служит кнопка “…” справа от раскрывающегося списка Default диалога Column Editor (см. рис. 2.64). Например, дате приема сотрудника может быть присвоено значение по умолчанию "сегодняшнее число", т. е. автоматически задается, что все новые сотрудники зачисляются в день ввода информации о них в БД.

Рис. 2.72. Диалог Default/Initial Editor

Для создания нового значения по умолчанию следует щелкнуть по кнопке New, ввести имя правила в поле Name диалога New Default и щелкнуть по кнопке ОК. В окне Default Name показывается список всех имен значений по умолчанию. Колонка Type в этом списке отображает тип значения - присваивать его на клиентской части и/или на сервере. Для удаления и переименования значения служат соответственно кнопки Delete и Rename.

Поля Client и Server служат для внесения значения для клиентской части и сервера.

После создания правила валидации и значения по умолчанию их можно присвоить одной или нескольким колонкам или доменам.

 

2.3.5. Индексы

В таблице БД данные обычно хранятся в том же порядке, в котором их ввели в таблицу. Многие реляционные СУБД имеют страничную организацию, при которой физически таблица может храниться фрагментарно в разных областях диска, причем строки таблицы располагаются на страницах неупорядоченно. Хотя такой способ хранения и позволяет быстро вводить новые данные, но для того, чтобы найти нужную строку, придется просмотреть всю таблицу. В промышленных системах каждая таблица может содержать миллионы строк, поэтому простой перебор ведет к катастрофическому падению производительности ИС.

Чтобы решить проблему поиска данных, СУБД использует особый объект, называемый индексом. Он подобен содержанию книги, которое указывает на все номера страниц, посвященных конкретной теме. Индекс содержит отсортированную по колонке или нескольким колонкам информацию и указывает на строки, в которых хранится конкретное значение колонки.

Например, если необходимо найти клиента по имени (рис. 2.73), можно создать индекс по колонке CustomerName таблицы CUSTOMER. В индексе имена клиентов будут отсортированы в алфавитном порядке. Для имени индекс будет содержать ссылку, указывающую, в каком месте таблицы хранится эта строка.

Рис. 2.73

Для поиска клиента серверу направляется запрос с критерием поиска (CusfomerName ="Иванов"). При выполнении запроса СУБД просматривает индекс, вместо того чтобы просматривать по порядку все строки таблицы CUSTOMER, Поскольку значения в индексе хранятся в определенном порядке, просматривать нужно гораздо меньший объем данных, что значительно уменьшает время выполнения запроса. Индекс можно создать для всех колонок таблицы, по которым часто производится поиск.

При генерации схемы физической БД ERwin автоматически создает отдельный индекс на основе первичного ключа каждой таблицы, а также на основе всех альтернативных ключей, внешних ключей и инверсионных входов, поскольку эти колонки наиболее часто используются для поиска данных. Можно отказаться от генерации индексов по умолчанию и для повышения производительности создать собственные индексы. Администратор СУБД должен анализировать наиболее часто выполняемые запросы и создавать индексы с различными колонками и порядком сортировки для увеличения эффективности поиска при работе конкретных приложений.

При создании индекса на основе ключа ERwin вводит в его состав все колонки ключа. Например, если в сущности CUSTOMER (рис. 2.73) три атрибута назначены как АК1, ERwin автоматически создает индекс и включает в него все три атрибута (CustomerName, Region, City}. Следовательно, на уровне логической модели можно неявно создать индекс, включая колонки в состав альтернативных ключей и инверсионных входов.

ERwin автоматически генерирует имя индекса, созданного на основе ключа по принципу "X" + имя ключа + имя таблицы (физическое имя таблицы, а не логическое имя сущности!), где имя ключа "РК" для первичного ключа, "IFn" - для внешнего, "AKn" - для альтернативного, "IEn" -для инверсионного входа. Например, по умолчанию при создании таблицы CUSTOMER (см. рис. 2.70) будут созданы индексы XPKCUSTOMER (первичный ключ, в состав войдет колонка CustomerID), XAK1CUSTOMER (альтернативный ключ, колонки CusfomerName, Region, City), XIE1CUSTOMER (инверсионный вход 1, колонка Region) и XIE2CUSTOMER (инверсионный вход 2, колонка CustomerAddress).

Изменить характеристики существующего индекса или создать новый можно в редакторе Index Editor (рис. 2.74). Для его вызова следует щелкнуть правой кнопкой мыши по таблице и выбрать во -всплывающем меню пункт Index.

В редакторе Index Editor можно изменить имя индекса, изменить его определение так, чтобы он принимал уникальные или дублирующиеся значения, или изменить порядок сортировки данных.

Рис. 2.74. Диалог Index Editor

ERwin создает индексы, которые могут содержать либо повторяющиеся, либо только уникальные значения. При создании нового уникального индекса (кнопка NewH, диалог New Index, рис. 2.75) следует включить опцию Unique, для создания индекса с неповторяющимися значениями опцию следует выключить. Если на основе колонки создается уникальный индекс, то при попытке вставить запись с неуникальным (повторяющимся) значением сервер выдаст ошибку и значение не будет вставлено. Например, уникальный индекс в таблице CUSTOMER, построенный на колонке QistomerName, предотвратит от внесения двух строк с информацией об одном и том же клиенте.

Иногда необходимо разрешить повторяющиеся значения, если ожидается, что индексированная колонка будет с большой вероятностью содержать повторяющуюся информацию. Например, на основе инверсионных входов, которые используются для доступа к нескольким строкам и поэтому могут содержать повторяющиеся значения, генерируется неуникальный индекс. Неуникальный индекс генерируется также на основе внешнего ключа. На основе первичного и альтернативных ключей генерируются уникальные индексы.

И наоборот, при создании нового индекса автоматически создается альтернативный ключ для уникального и инверсионный вход для неуникального индекса, а также соответствующее ключу имя индекса. Имя сгенерированного индекса в дальнейшем при необходимости можно изменить вручную.

Рис. 2.75. Диалог New Index

По умолчанию ERwin автоматически сохраняет значена . в порядке возрастания (значения сортируются по алфавиту от A до Z, а числа от 0 до 9). Если нужно изменить порядок сортировки для колонки и выбранная СУБД поддерживает режим сортировки по убыванию, следует выбрать колонку и включить опцию DESC (см. рис. 2.74).

Редактор Index Editor содержит следующие закладки:

Members - позволяет включить колонки в состав индекса;

Comment - содержит комментарий для каждого индекса;

UDP - позволяет связать с индексом свойства, определяемые пользователем

закладка, соответствующая выбранной СУБД (на рис 2.76 ORACLE) задает свойства индекса, специфические для выбранной СУБД.

Рис. 2.76. Закладка ORACLE диалога Index Editor

При создании индекса для СУБД ORACLE, SYBASE или SQL Server можно выбирать, в каком объекте физической памяти (создание и редактирование объектов физической памяти рассмотрено в 2.2.6) будет храниться индекс, и изменять параметры хранения. В табл. 2.5 представлены некоторые параметры объектов физической памяти, доступные в закладке, соответствующей выбранной СУБД диалога Index Editor для ORACLE, SYBASE и SQL.

Таблица 2.5. Параметры объектов физической памяти

Некоторые СУБД поддерживают кластеризованные и кластеризованные хешированные индексы. ERwin позволяет создать такие индексы для DB2/MVS, DB2/390, HiRDB, INFORMIX, MS Access, MS SQL Server, SYBASE и SQLBase. Для того чтобы сделать индекс кластеризованным, нужно включить опцию CLUSTER в закладке, соответствующей выбранной СУБД. Кластеризованный индекс - это специальная техника индексирования, при которой данные в таблице физически располагаются в индексированном порядке. Использование кластеризованного индекса значительно ускоряет выполнение запросов по индексированной колонке. Например, можно создать кластеризованный индекс в таблице CUSTOMER по колонке City. Информация о всех клиентах из одного города будет физически располагаться на диске рядом, что значительно повысит скорость выполнения запроса, который делает выборку всех клиентов из какого-то определенного города.

Поскольку данные физически расположены в индексированном порядке, для каждой таблицы может существовать только один кластеризованный индекс. Если СУБД поддерживает использование кластеризованного индекса, то ERwin автоматически создает индекс первичного ключа кластеризованным. При создании кластеризованного индекса не по первичному ключу ERwin автоматически снимает кластеризацию с индекса по первичному ключу. Для СУБД SQLBase (CENTURA) ERwin позволяет создать кластеризованный хешированный индекс (clustered hashed index). Хеширование -альтернативный способ хранения данных в заранее заданном порядке с целью ускорения поиска, но физически это более сложно, чем простое сохранение строк в алфавитном порядке или в соответствии с числовыми значениями.

Кластеризованный или хешированный индекс значительно ускоряет операции поиска и сортировки, но добавление и удаление строк замедляется из-за необходимости реорганизации данных для соответствия индексу.

 

2.3.6. Задание объектов физической памяти

ERwin поддерживает объекты физической памяти для нескольких СУБД (табл. 2.6). Все объекты создаются в модели при обратном проектировании однако объекты INFORMIX, SQL Server и SYBASE не создаются при пря-' мом проектировании.

Таблица 2.6. Поддержка ERwin объектов сЬизчческой памяти

Для создания и редактирования объектов физической памяти в ERwin используется редактор Physical Object (меню Server/Physical Object). Вид этого редактора зависит от выбранной СУБД. В качестве примера рассмотрим создание и редактирование объектов физической памяти для ORACLE (рис. 2.77).

Рис. 2.77. Диалог ORACLE Physical Object Editor

Диалог ORACLE Physical Object Editor имеет три закладки:

TABLESPACE (табличное пространство). Табличное пространство представляет собой именованный сегмент в БД, состоящий из одного или более файлов данных, который можно использовать для хранения таблиц, индексов или сегментов отката. Табличное пространство полезно применять, например, чтобы выделить объекты БД, которые используются одним приложением или специфической группой приложений.

Список TABLESPACE в верхней части закладки показывает все табличные пространства в БД. Кнопки New, Rename и Delete служат соответственно для создания, переименования и удаления табличных пространств. При нажатии кнопки New возникает диалог New TABLESPACE, в котором следует задать имя табличного пространства. Свойства табличного пространства задаются в диалоге ORACLE Physical Object Editor. Данные в табличных пространствах доступны, когда области находятся в оперативном режиме (online), и недоступны, когда они находятся в автономном режиме (offline). Окно выбора OFFLINE показывает состояние доступности табличного пространства. Для перевода табличного пространства в offline следует включить опцию, в online - выключить.

Окно выбора TEMPORARY позволяет указать, что табличное пространство будет применяться только для хранения временных объектов, например сегментов, используемых при выполнении запросов с сортировкой (предложение ORDER BY). Эта опция доступна только для ORACLE 7.3.

Поля INITIAL и NEXT позволяют задать размер начального и следующего экстента в байтах.

Параметр PCTINCREASE указывает, на сколько процентов этот экстент может быть больше предыдущего по размеру.

MINEXTENTS - минимальное число экстентов, которое автоматически распределяется при создании таблицы, индекса или кластера табличного пространства.

MAXEXTENTS - максимальное число экстентов, которое можно связать с таблицей, индексом или кластером табличного пространства.

ROLLBACK SEGMENT (сегмент отката). Сегмент отката - это зарезервированный объем пространства, который используется для хранения "снимка" данных в том виде, в котором они находились до выполнения транзакции. Если транзакция не завершилась, все изменения данных откатываются и образ данных, хранящийся в сегменте отката, восстанавливается. Для создания или изменения сегмента отката у пользователя должна быть привилегия CREATE ROLLBACK SEGMENT.

Список ROLLBACK SEGMENT показывает все доступные для редактирования сегменты отката. Кнопки New, Rename и Delete служат соответственно для создания, переименования и удаления сегментов отката. При нажатии кнопки New возникает диалог New ROLLBACK SEBMENT, в котором задается имя сегмента отката.

Раскрывающийся список TABLESPACE позволяет связать сегмент отката с табличным пространством.

Окно выбора PUBLIC позволяет указать, каким будет сегмент отката -частным или общедоступным. Включенная опция PUBLIC делает сегмент отката общедоступным. Если не используется параллельная обработка, обычно создаются общедоступные сегменты отката.

Поля INITIAL и NEXT задают размер начального и следующего экстента в байтах.

OPTIMAL - оптимальное число управляемых экстентов для каждого сегмента отката. После успешного завершения транзакции Oracle автоматически восстанавливает размер сегментов отката до значения, указанного в поле OPTIMAL.

MINEXTENTS - минимальное число экстентов, которое можно связать с сегментом отката.

MAXEXTENTS - максимальное число экстентов, которое можно связать с сегментом отката.

DATABASE Database (база данных). База данных - это зарезервированный объем памяти для одного или более устройств хранения, которые используются для хранения данных и определений объектов БД, например таблиц и индексов. Для создания БД у пользователя должна быть привилегия DBA.

Список DATABASE в верхней части закладки показывает все БД сервера. Кнопки New, Rename и Delete служат соответственно для создания, переименования и удаления БД. При нажатии кнопки New возникает диалог New DATABASE, в котором следует задать имя БД. Свойства БД задаются в диалоге ORACLE Physical Object Editor.

Список LOGFILE показывает имена всех log-файлов (журналов регистрации) в БД. Справа от списка находятся поля для ввода параметров log-файлов:

MAXLOGFILES - максимальное число log-файлов, которые можно создать для БД (допустимый диапазон значений 2-56).

MAXLOGHIST - объем памяти, который должен быть зарезервирован в управляющем файле для имен групп архивных log-файлов транзакций (поддерживается Oracle? и более поздними версиями).

MAXLOGMEMS - максимальное число членов в каждой log-группе (поддерживается Oracle? и более поздними версиями).

Список DATAFILE показывает имена всех файлов данных в БД. Поле MAXDATAFILES позволяет задать максимальное количество файлов в БД.

Поле выбора CONTROL FILE REUSE служит для задания статуса повторного использования управляющего файла. Включенная опция позволяет Oracle переписать информацию в управляющих файлах, определенных в параметре INIT.ORA CONTROL_FILES. Выключенная опция запрещает Oracle повторно использовать управляющие файлы.

ARCHIVE LOG - состояние автоматического архивирования. Разрешает автоматическое архивирование информации log, используемой при восстановлении.

EXCLUSIVE - статус совместного использования данных. Выключенная опция разрешает одновременный доступ нескольких пользователей.

MAXINSTANCES - максимальное число экземпляров, для которых одновременно может быть установлена БД (допустимый диапазон значений 1-255).

CHARACTER SET - набор символов, используемый БД. Все данные в колонках типов CHAR, VARCHAR2, LONG хранятся в заданном наборе символов. После того как БД создана, набор символов не может быть изменен.

Кнопка DB Sync позволяет сгенерировать объекты физической памяти в системном каталоге СУБД сразу после их создания в диалоге Physical Object Editor.

 

2.3.7. Триггеры и хранимые процедуры

Триггеры и хранимые процедуры - это именованные блоки кода SQL, которые заранее откомпилированы и хранятся на сервере для того, чтобы быстро производить выполнение запросов, валидацию данных и выполнять другие часто вызываемые функции.

Хранение и выполнение кода на сервере позволяет создавать код только один раз, а не в каждом приложении, работающем с БД, что экономит время при написании и сопровождении программ. При этом гарантируется, что целостность данных и бизнес-правила поддерживаются независимо от того, какое именно клиентское приложение обращается к данным. Триггеры и хранимые процедуры не требуется пересылать по сети из клиентского приложения, что значительно снижает сетевой трафик.

Хранимой процедурой называется именованный набор предварительно откомпилированных команд SQL, который может вызываться из клиентского приложения или из другой хранимой процедуры.

Триггером называется процедура, которая выполняется автоматически как реакция на событие. Таким событием может быть вставка, изменение или удаление строки в существующей таблице. Триггер сообщает СУБД, какие действия нужно выполнить при выполнении команд SQL INSERT, UPDATE или DELETE для обеспечения дополнительной функциональности, выполняемой на сервере.

Триггер ссылочной целостности - особый вид триггера, используемый для поддержания целостности между двумя таблицами, которые связаны между собой. Если строка в одной таблице вставляется, изменяется или удаляется, то триггер ссылочной целостности (RI-триггер) сообщает СУБД, что нужно делать с теми строками в других таблицах, у которых значение внешнего ключа совпадает со значением первичного ключа вставленной (измененной, удаленной) строки. По умолчанию ERwin генерирует триггеры, дублирующие декларативную ссылочную целостность (см. 2.2.3). Например, если удаляется клиент из таблицы CUSTOMER (см. рис. 2.73), то в зависимости от установленных правил ссылочной целостности могут быть сгенерированы RI-триггеры, которые будут воздействовать на соответствующие удаляемому клиенту заказы из таблицы ORDER. Команда DELETE может быть обработана следующими способами:

Проверяется наличие заказов у удаляемого клиента и, если заказы есть, запрещается удаление клиента из таблицы CUSTOMER. Правило ссылочной целостности, запрещающее вставку, изменение или удаление строки, называется RESTRICT.

Клиент удаляется из таблицы CUSTOMER, и все соответствующие ему строки в таблице ORDER также автоматически удаляются. Правило ссылочной целостности, передающее изменение от одной таблицы к другой, называется CASCADE. При этом все заказы удаленного клиента теряются. Если эту информацию необходимо сохранить, можно переопределить триггер ссылочной целостности так, чтобы записать, например, эту информацию в архивную таблицу.

Клиент удаляется, но номеру клиента в таблице заказов автоматически присваивается нулевое значение. Правило ссылочной целостности, изменяющее текущее значение данных на нулевое, называется SET NULL.

Для генерации триггеров ERwin использует механизм шаблонов - специальных скриптов, использующих макрокоманды. При генерации кода триггера вместо макрокоманд подставляются имена таблиц, колонок, переменные и другие фрагменты кода, соответствующие синтаксису выбранной СУБД. Шаблоны триггеров ссылочной целостности, генерируемые Erwin, по умолчанию можно изменять, кроме того, можно переопределить как триггеры для конкретной связи, так и шаблоны во всей модели в целом.

Шаблоны триггеров ссылочной целостности связываются с сущностями в зависимости от типа связи и роли сущности в этой связи. Тип связи и роль сущности определяют, какое правило ссылочной целостности будет по умолчанию дополнено шаблоном триггера. Связи могут быть: идентифицирующими, неидентифицирующими (nulls allowed), неидентифицирующими (no nulls), связями подтипа.

Сущность в связи может быть родительская (Parent) или дочерняя (Child). Если сущность является родительской в данной связи, то ERwin присваивает ей шаблон триггера для родительской сущности. Если сущность является дочерней в данной связи, то ERwin присваивает ей шаблон триггера для дочерней сущности. Код триггера, который генерируется шаблоном триггера для родительской сущности, указывает СУБД, что нужно делать при вставке, изменении или удалении строки в родительской таблице связи. Код триггера, который генерируется шаблоном триггера для дочерней сущности, указывает СУБД, что нужно делать при вставке, изменении или удалении строки в дочерней таблице связи.

Ниже приведен текст шаблона триггера, соответствующего правилу ссылочной целостности ON PARENT DELETE RESTRICT.

/* ERwin Builtin %Datetime 7

/* %Parent %VerbPhrase %Child ON PARENT DELETE RESTRICT */ select count(*) into numrows

from %Child

where

/* %%JoinFKPK(%Child,:%%Old; ="," and") */

%JoinFKPK(%Child,:%Old," ="," and");

if (numrows > 0) then

raise_application_error(

-20001,

'Cannot DELETE %Parent because %Child exists.'

);

end if;

При генерации схемы СУБД для Oracle 7.2 будет сгенерирован триггер:

create trigger tD_CUSTOMER after DELETE on CUSTOMER for each row

- ERwin Builtin Tue Jan 26 21:55:13 1999

-DELETE trigger on CUSTOMER declare numrows INTEGER;

begin

/* ERwin Builtin Tue Jan 26 21:55:131999 7

/* CUSTOMER размещает ORDER ON PARENT DELETE RESTRICT */

select countf*) into numrows

from ORDER

where

/* %JoinFKPK(ORDER,:%Old," ="," and") */

ORDER.CustomerlD = :old.CustomerlD;

if (numrows > 0)

then

raise_application_error(

-20001,

'Cannot DELETE CUSTOMER because ORDER exists.'

):

end if;

ERwin по умолчанию использует для генерации кода триггера на языке SQL встроенные шаблоны триггеров ссылочной целостности, которые автоматически присваиваются каждой связи. Если встроенные шаблоны не удовлетворяют бизнес-правилам, можно изменить коды триггера, генерируемые на основе встроенных шаблонов. ERwin позволяет изменить шаблон и указать, что при генерации модифицированная версия должна заменить встроенный шаблон.

ERwin позволяет переопределить триггер, устанавливаемый по умолчанию, тремя способами:

Переопределение типа ссылочной целостности. Для каждой комбинации правил ссылочной целостности (например, Parent-Delete RESTRICT) ERwin позволяет создать переопределенный шаблон и использовать этот шаблон вместо шаблона, применяемого по умолчанию, для всех связей диаграммы, которым был присвоен этот тип правила ссылочной целостности. Используя в качестве основы встроенный код шаблона, можно изменить шаблоны ссылочной целостности во всей модели, изменяя коды триггера только в одном месте. Вновь определяемые шаблоны будут использоваться вместо стандартных шаблонов, если при генерации схемы включена опция RI Type Override.

Переопределение шаблона триггера для связи. Можно переопределить шаблон, задаваемый по умолчанию, для какой-то конкретной связи. Для этого используется диалог Relationship Template Editor, в котором можно описать шаблоны Relationship Override, применяемые вместо стандартных шаблонов (а также вместо шаблонов RI Type Override, если они есть). Шаблоны Relationship Override будут использоваться вместо стандартных шаблонов, если при генерации схемы включена опция Relationship Override.

Переопределение шаблона триггера для сущности. ERwin позволяет создавать собственные триггеры Entity Override для любой сущности в модели. Шаблоны Entity Override используются вместо стандартных шаблонов, а также вместо шаблонов RI Type Override и Relationship Override, если при генерации схемы включена опция Entity Override.

ERwin имеет специальные редакторы, облегчающие создание и редактирование триггеров и процедур.

Для редактирования триггера следует щелкнуть правой кнопкой мыши по таблице и выбрать во всплывающем меню пункт Trigger. Появляется диалог Table Trigger Viewer, в нижней части которого имеется две кнопки -Table Trigger и Trigger Template, которые вызывают диалоги, предназначенные для создания и редактирования пользовательских триггеров и шаблонов триггеров ссылочной целостности (рис. 2.78).

Рис. 2.78. Диалог Table Trigger Viewer

Рассмотрим простейший пример, в котором переопределим шаблон триггера для сущности. Предположим, бизнес-правила требуют, чтобы при любом изменении имени клиента (колонка CustomerName таблицы CUSTOMER, рис. 2.79) в таблице SECURITY создавалась строка, в которой бы фиксировалось прежнее значение имени, новое значение, дата изменения и имя пользователя, произведшего изменение.

Рис. 2.79. Таблицы CUSTOMER и SECURITY

Для создания триггера служит редактор Table Trigger Editor (вызывается кнопкой Table Trigger диалога Table Trigger Viewer) (рис. 2.80).

Рис. 2.80. Диалог Table Trigger Editor

Раскрывающийся список Table позволяет выбрать таблицу, на которой будет создан триггер. На рис. 2.80 это таблица CUSTOMER.

В списке Trigger отображается имя триггера (SecurWrite). Если имя не задано, ERwin генерирует триггеры ссылочной целостности по умолчанию. Кнопки New, Rename и Delete служат соответственно для внесения нового триггера в список, переименования и удаления триггера из списка.

Группа окон выбора Trigger On позволяет задать тип триггера - при каком событии триггер будет запускаться - при удалении Delete, вставке Insert или обновлении Update-строки таблицы. При выборе любого события ERwin автоматически формирует текст шаблона соответствующего триггера ссылочной целостности. Опции Before и After позволяют задать время выполнения триггера - до или после SQL-команд INSERT, UPDATE или DELETE. В примере на рис. 2.80 создается триггер, выполняемый до команды обновления UPDATE для колонки CustomerName таблицы CUSTOMER.

Опции Table и Row (поддерживается ORACLE 7.x, SQLBase V6, Watcom V4 и AS/400 V3) показывают, каким образом будет выполняться триггер. При генерации в текст триггера будут соответственно включены предложения "FOR EACH TABLE" или "FOR EACH ROW".

Old - ссылка на прежнее значение при обновлении поля, New - ссылка на новое значение при обновлении таблицы. В тексте шаблона триггера используется макрос %RefClause, при генерации текста триггера по шаблону включается предложение REFERENCES. В примере для нового значения установлено имя "newl", для старого - "oldl".

В списке в нижней части диалога показываются имена родительской таблицы (Parent), дочерней таблицы (Child), имя связи (Verb Phrase) и правило ссылочной целостности (Integrity Rule) в случае, если редактируется триггер ссылочной целостности.

В окне Template Code можно ввести код шаблона триггера. Код шаблона триггера, соответствующий бизнес-правилу рассматриваемого примера (создан на основе шаблона триггера ссылочной целостности), приведен ниже:

create trigger %TriggerName

%Fire %Actions(" or")

on %TableName

%RefClause

%Scope

/* ERwin Builtin %Datetime */ /* default body for %TriggerName */ begin

Insert into Security (OldName.NewName, UserUpdate, UpdateDate) values (:old1.CustomerName,:new1,CustomerName, User, Sysdate);

end;

/

В окне Expanded Code отображается код триггера (на языке выбранного сервера, в примере - Oracle 7.2), автоматически генерируемого по шаблону:

create trigger SecurWrite BEFORE UPDATE OF

CustomerName

on CUSTOMER

REFERENCING OLD AS old1 NEW AS new1

for each row

/* ERwin Builtin Tue Jan 26 21:24:371999 7

/* default body for SecurWrite 7

begin

Insert into Security (OldName.NewName, UserUpdate, UpdateDate)

values (:old1.CustomerName,:new1.CustomerName, User, Sysdate);

end;

/

Ниже приведен текст SQL-команд и результат их выполнения (выполнены при помощи Oracle SQVPlus), иллюстрирующих работу триггера.

SQL> insert into CUSTOMER (CustomerlD, CustomerName) values (20/lvanov');

1 row created.

SQL> update CUSTOMER set CuslomerName='Petrov' where CustomerlD=20;

1 row updated.

SQL> select* from SECURITY;

UPDATEDATE OLDNAME NEWNAME USERUPDATE

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

27-JAN-99 Ivanov Petrov SCOTT

Любое изменение имени клиента в таблице CUSTOMER фиксируется в таблице SECURITY, причем регистрируется прежнее значение имени, новое значение, дата изменения и имя пользователя, производившего изменения.

Кнопка Toolbox диалога Table Trigger Editor вызывает редактор ERwin Trigger Toolbox, который значительно облегчает создание текста шаблона триггера (рис. 2.81).

Рис. 2.81. Диалог ERwin Template Toolbox

Template Toolbox содержит три секции: слева расположены списки, содержащие макросы для таблиц, связей, колонок, ограничений и макросы общего назначения. Все макросы начинаются с символа %. Список макросов приведен в приложении. Если выделить макрос в каком-либо списке, в окне Description отобразится синтаксис макроса и пример его использования для связи между таблицами, показанными в правой секции редактора. Таблицы и связи, показываемые в правой части редактора, взяты из примера, содержащегося в файле MOVIES. ER1, который находится в директории Models.

Для включения макроса в текст шаблона достаточно дважды щелкнуть левой клавишей мыши по соответствующему макросу в одном из списков. Макрос включается в текст шаблона в окне Template Code диалога Table Trigger Editor.

Для изменения шаблона триггера ссылочной целостности (переопределение типа ссылочной целостности) служит редактор Trigger Template Editor (рис. 2.82).

Рис. 2.82. Диалог Trigger Template Editor

Для изменения шаблона нужно выделить тип триггера в списке, который находится в верхней части редактора, после чего щелкнуть по кнопке Detach ->, чтобы отсоединить тот шаблон, который связан с выбранным триггером. В списке Built-in Template или User Override нужно выбрать шаблон, который следует связать с выбранным триггером. Выделив имя шаблона, нужно щелкнуть по кнопке Attach над списком. ERwin свяжет выбранный шаблон с триггером и покажет его текст в окне Template Code. Для отмены связывания следует щелкнуть по кнопке <- Rebind. Для создания нового собственного шаблона надо задать его имя в окне Template Name и с помощью Trigger Toolbox (кнопка Trigger Toolbox”) создать текст шаблона триггера. Кнопка Add добавит новый шаблон в список User Override.

Для переопределения шаблона триггера для связи следует правой кнопкой мыши щелкнуть по связи и во всплывающем меню выбрать пункт Relationship Template Editor. Появляется диалог Relationship Template Editor (рис. 2.83). Создание шаблона триггера и связывание его с определенным правилом ссылочной целостности аналогично созданию и связыванию шаблона в диалоге Trigger Template Editor.

Рис. 2.83. Диалог Relationship Template Editor

Для создания и редактирования хранимых процедур ERwin располагает специальными редакторами, аналогичными редакторам, используемым для создания триггеров. В отличие от триггера хранимая процедура не выполняется в ответ на какое-то событие, а вызывается из другой программы, которая передает на сервер имя процедуры. Хранимая процедура более Гибка, чем триггер, поскольку может вызывать другие хранимые процедуры. Ей можно передавать параметры, и она может возвращать параметры, значения и сообщения.

ERwin не имеет встроенных шаблонов хранимых процедур, которые можно было бы использовать как основу при создании новой хранимой процедуры. Для создания или редактирования хранимой процедуры следует щелкнуть правой кнопкой мыши по таблице и выбрать в каскадном меню пункт Table Editor/Stored Procedure. Появляется закладка Stored Procedure диалога Table Editor (рис. 2.84).

Рис. 2.84. Закладка Stored Procedure диалога Table Editor

Список Attached SP Template содержит имена процедур, связанных с редактируемой таблицей. Список Unattached SP Template содержит имена процедур, которые могут быть связаны с таблицей. Кнопки <-Attach и Detach-> служат для связывания и открепления процедуры от таблицы.

Кнопка SP Template вызывает диалог, в котором можно просмотреть и отредактировать код процедуры, включающий SQL-команды и макросы ERwin, Код процедуры показывается в окне SP Expansion, код шаблона - в окне SP Template. На рис. 2.84 в окне SP Template показан код шаблона процедуры с одним возвращаемым параметром, содержащим количество строк текущей таблицы (синтаксис Oracle 7.2).

В окне SP Template можно непосредственно вводить выражения SQL (при условии соблюдения синтаксиса выбранной СУБД). В редакторе SP Template для внесения в текст шаблона макросов можно воспользоваться редактором ERwin Template Toolbox.

ERwin позволяет связывать хранимые процедуры не только с отдельными таблицами, но и со всей моделью. Например, это может быть хранимая процедура, которая выполняет административную функцию.

Для создания хранимой процедуры на уровне схемы или для связывания хранимой процедуры с моделью нужно выбрать пункт меню Server/Schema Property. Вызывается редактор Schema Properties (рис. 2.85).

Рис. 2.85. Редактор Schema Properties

Редактор Schema Properties позволяет просматривать все хранимые процедуры, а также скрипты "до и после генерации схемы", которые связаны со схемой. Список Attached SP Template содержит имена процедур, связанных с моделью, список Unattached SP Template содержит имена процедур, которые могут быть связаны с моделью. Кнопки <-Attach и Detach-> служат для связывания и открепления процедуры от модели.

Для создания нового шаблона процедуры следует щелкнуть по кнопке Schema SP Template... и в редакторе Stored Procedure Template с помощью ERwin Template Toolbox создать текст процедуры.

Скрипты "до и после генерации". Скриптами "до и после генерации" (pre&post scripts schema-generation) называются скрипты SQL, которые ERwin выполняет до или сразу же после генерации таблиц или схемы в целом (pre&post schema-generation). Например, при прямом проектировании БД из модели ERwin может выполнить скрипт "до генерации схемы", который удаляет старую БД и создает новую до того, как начать генерацию таблиц и индексов.

Скрипты уровня таблиц могут быть созданы в закладке Pre&Post Script диалога Table Editor.

Скрипты уровня схемы связаны с моделью так же, как и хранимые процедуры. Скрипты уровня схемы определяются в закладке Pre&Post Script редактора Schema Properties (рис. 2.86). Создание скриптов аналогично созданию хранимых процедур.

Рис. 2.86. Закладка Pre&Post Script диалога Schema Properties

Для создания текста скриптов служат редакторы Table Template Editor и Schema Template Editor. Опция Generation Option позволяет задать тип скрипта - будет ли он выполнен до или после генерации таблицы или схемы. При создании текста скрипта так же, как и при создании текста хранимых процедур, может быть использован ERwin Template Toolbox.

 

2.3.8. Проектирование хранилищ данных

Хранилища данных (Data Warehouse) предназначены для хранения данных, которые редко меняются, но на основе которых часто требуется выполнение сложных запросов. Обычно они ориентированы на выполнение аналитических запросов, которые обеспечивают поддержку принятия решений для руководителей и менеджеров. Хранилища данных разгружают промышленные БД, и тем самым позволяют пользователям более эффективно и быстро извлекать необходимую информацию. К проектированию хранилищ данных предъявляются следующие требования:

Структура данных должна быть понятна пользователям;

Должны быть выделены статические данные, которые модифицируются по расписанию: ежедневно, еженедельно, ежеквартально;

Должны быть упрощены требования к запросам с целью исключения запросов, которые могли бы требовать множественных утверждений SQL в традиционных реляционных СУБД;

Должна быть обеспечена поддержка сложных запросов SQL, которые требуют последовательной обработки тысяч или миллионов записей. Эти требования существенно отличают структуру реляционных СУБД и хранилищ данных. Нормализация данных в реляционных СУБД приводит к созданию множества связанных между собой таблиц. В результате выполнение сложных запросов неизбежно приводит к объединению многих таблиц, что существенно увеличивает время отклика. Проектирование хранилища данных подразумевает создание денормализованной структуры данных (допускается избыточность данных и возможность возникновения аномалий при манипулировании данными), ориентированной в первую очередь на высокую производительность при выполнении аналитических запросов. Нормализация делает модель хранилища слишком сложной, затрудняет ее понимание и ухудшает эффективность выполнения запроса.

Для эффективного проектирования хранилищ данных ERwin использует размерную модель (Dimensional). Dimensional - методология проектирования, специально предназначенная для разработки хранилищ данных. Моделирование Dimensional сходно с моделированием связей и сущностей для реляционной модели, но отличается целями. Реляционная модель акцентируется на целостности и эффективности ввода данных. Размерная модель (Dimensional) ориентирована в первую очередь на выполнение сложных запросов к БД.

В размерном моделировании принят стандарт модели, называемый схемой "звезда" (star schema), которая обеспечивает высокую скорость выполнения запроса посредством денормализации и разделения данных. Невозможно создать универсальную денормализованную структуру данных, обеспечивающую высокую производительность при выполнении любого аналитического запроса. Поэтому схема "звезда" строится так, чтобы обеспечить наивысшую производительность при выполнении одного самого важного запроса либо группы похожих запросов.

Схема "звезда" обычно содержит одну большую таблицу, называемую таблицей факта (fact table), помещенную в центр, и окружающие ее меньшие таблицы, называемые таблицами размерности (dimensional table), соединенные с таблицей факта в виде звезды радиальными связями. В этих связях таблицы размерности являются родительскими, таблица факта - дочерней. Схема "звезда" может иметь также консольные таблицы (outrigger table), присоединенные к таблице размерности. Консольные таблицы являются родительскими, таблицы размерности - дочерними.

В размерной модели иконка показывает роль таблицы в схеме "звезда":

Прежде чем создать БД со схемой типа звезды, необходимо проанализировать бизнес-правила предметной области с целью выяснения центрального вопроса, ответ на который наиболее важен. Все прочие вопросы должны быть объединены вокруг этого основного вопроса, и моделирование должно начинаться с этого основного вопроса. Данные, необходимые для ответа на этот вопрос, должны быть помещены в центральную таблицу модели - таблицу факта. Например, если необходимо создавать отчеты об общей сумме дохода от продаж за определенный период как по типу товара, так и по продавцам, следует разрабатывать модель так, чтобы каждая запись в таблице факта представляла сумму продаж, осуществленных тем или иным продавцом, с указанием доходов по каждому покупателю и типов проданных товаров (рис. 2.87). В примере таблица факта содержит суммарные данные о продажах (SALE), а таблицы размерности содержат данные о заказчике и заказах (CUSTOMER), продуктах (PRODUCT), продавцах (SALESPEOPLE) и периодах времени (TIME).

Рис. 2.87. Схема звезда

Таблица факта является центральной таблицей в схеме "звезда". Она может состоять из миллионов строк и содержать суммирующие или фактические данные, которые могут помочь ответить на требуемые вопросы. Она соединяет данные, которые хранились бы во многих таблицах традиционных реляционных БД. Таблица факта и таблицы размерности связаны идентифицирующими связями, при этом первичные ключи таблицы размерности мигрируют в таблицу факта в качестве внешних ключей. В размерной модели направления связей явно не показываются - они определяются типом таблиц. Первичный ключ таблицы факта целиком состоит из первичных ключей всех таблиц размерности. В примере (таблица факта SALE) первичный ключ составлен из четырех внешних ключей: Customer ID, SalespeopleID, TimeID и ProductID.

Таблицы размерности имеют меньшее количество строк, чем таблицы факта, и содержат описательную информацию. Эти таблицы позволяют пользователю быстро переходить от таблицы факта к дополнительной информации.

В примере на рис. 2.87 таблица SALE - таблица факта; CUSTOMER, TIME, SALESPEOPLE и PRODUCT - таблицы размерности, которые позволяют быстро извлекать информацию о том, кто и когда сделал покупку, какой продавец и на какую сумму продал и какие именно товары были проданы.

ERwin поддерживает использование вторичных таблиц размерности, называемых консольными таблицами (outrigger), хотя они не требуются для схемы "звезда". Консольные таблицы могут быть связаны только таблицами размерности, причем консольная таблица в этой связи родительская, а таблица размерности - дочерняя. Связь может быть идентифицирующей или неидентифицирующей. Консольная таблица не может быть связана таблицей факта. Она используется для нормализации данных в таблицах размерности. Нормализация данных полезна при моделировании реляционной структуры, но она уменьшает эффективность выполнения запросов к хранилищу данных. В размерной модели главной целью является обеспечение высокой эффективности просмотра данных и выполнения сложных запросов.

Схема "снежинка" (так называется размерная модель, в которой консольные таблицы используются для нормализации каждой таблицы размерности, рис. 2.88) обычно препятствует эффективности, потому что требует объединения многих таблиц для построения результирующего набора данных, что увеличивает время выполнения запроса. Поэтому при проектировании не следует злоупотреблять созданием множества консольных таблиц.

Если денормализованная таблица размерности получается слишком большой, при этом к части колонок запросы делаются чаще, чем к остальным, целесообразно для повышения эффективности разбить одиночную таблицу размерности на две отдельные таблицы размерности. Две полученные таблицы можно связать неидентифицирующей связью. В примере на рис. 2.87 таблица размерности PRODUCT'содержит как информацию о конкретном товаре, так и информацию о типах товаров. Если запросы, связанные с типами товаров, делаются чаще, чем по отдельным товарам, можно создать новую таблицу PRODUCT_TYPE и перенести в нее информацию о типах (рис. 2.89). В этом случае за счет того, что колонки, к которым наиболее часто обращаются запросы, переносятся в новую таблицу, уменьшается время выполнения запроса.

Рис. 2.89. Нормализация таблиц размерности

ERwin поддерживает методологию размерного моделирования благодаря использованию специальной нотации для физической модели -Dimensional. Наиболее простой способ перейти к нотации Dimensional -при создании новой модели (меню File/New) в диалоге ERwin Teamplate

Selection выбрать из списка предлагаемых шаблонов DIMENSION (рис. 2.90).

В шаблоне DIMENSION сделаны все необходимые для поддержки нотации размерного моделирования настройки, которые, впрочем, можно

установить вручную, преобразовав обычную диаграмму в размерную модель:

Рис. 2.90. Выбор шаблона DIMENSION

Для физического уровня выбрана методология DM (Dimensional Modeling). Эта опция устанавливается в закладке Methodology диалога Preferences (меню Option/Preferences), рис. 2.91. При этом показываются иконки размерности для таблиц. В списке выбора в левой части панели инструментов физический уровень показывается как Dimensional и изменяется вид палитры инструментов на физическом уровне (рис. 2.92).

Рис. 2.91. Выбор нотации DM

Установлена опция отображения связей диагональными линиями (Orthogonal). (Устанавливается в группе Relationship lines закладки General диалога Stored Display Editor, меню Edit/Stored Display.)

Отображаются типы данных для колонок и обозначения внешних ключей.

Рис. 2.92. Палитра инструментов размерной модели

ERwin автоматически проверяет корректность размерной модели и выдает диалог с предупреждающим сообщением в случае следующих нарушений синтаксиса:

таблица факта не является в связи дочерней (рис. 2.93);

консольная таблица не является в связи родительской;

установлена идентифицирующая связь между консольной таблицей и таблицей факта.

Рис. 2.93. Предупреждение о нарушении синтаксиса

Для внесения новой таблицы в модель можно воспользоваться кнопкой в палитре инструментов. В диалоге описания свойств таблицы Table Editor появляется новая закладка Dimensional, в которой задаются специфические свойства таблицы в размерной модели (рис. 2.94):

Роль таблицы в схеме (Dimensional Modeling Role). По умолчанию Erwin автоматически определяет роль таблицы на основании созданных связей (таблица факта, размерности или консольная). Таблица без связей определяется как таблица размерности, таблица факта не может быть родительской в связи, таблица размерности может быть родительской по отношению к таблице факта, консольная таблица может быть родительской по отношению к таблице размерности. Для задания роли таблицы вручную необходимо выключить опцию Calculate Automatically.

Рис. 2.94. Закладка Dimensional диалога Table Editor

Тип таблицы размерности (Dimension Type). Каждая таблица размерности может содержать неизменяемые либо редко изменяемые данные (slowly changing dimensions). Поскольку хранилище данных имеет ненормализованную структуру, редактирование таблиц размерности может привести к коллизиям. Для того чтобы избежать противоречий при хранении данных, ERwin позволяет задать тип редко изменяемых данных, который отличается способом редактирования данных:

Перезаписывание старых данных новыми. При этом старые данные теряются.

Создание новой записи в таблице размерности с новыми данными и временем изменения. В этом случае сохраняются старые данные и можно проследить историю изменения редактируемых данных, но необходимо генерировать ключ для ссылки на старые данные.

Запись новых данных в дополнительном поле той же самой записи. В этом случае сохраняется первоначальное и последнее новое значение. Все промежуточные данные теряются.

Правила хранения данных (Data Warehouse Rules). Для каждой таблицы можно задать шесть типов правил манипулирования данными: обновление (Refresh), дополнение (Append), резервное копирование (Backup), восстановление (Recovery), архивирование (Archiving) и очистка (Purge). Для задания правила следуем выбрать имя правила из соответствующего списка выбора. Каждое правило должно быть предварительно описано в диалоге Data Warehouse Rule Editor (меню Edit/Data Warehouse Rule) (рис. 2.95).

Список в верхней части диалога показывает все описанные правила. Для каждого правила должно быть задано имя, тип, определение. Например, определение правила дополнения данных может включать частоту и время дополнения (ежедневно, в конце рабочего дня), продолжительность операции и т. д. Связать правила с определенной таблицей можно не только с помощью диалога Table Editor, но и непосредственно из Data Warehouse Rule Editor (закладка Attachment).

Рис. 2.95. Диалог Data Warehouse Rule Editor

При проектировании хранилища данных важно определить источник данных (для каждой колонки), метод, которым исходные данные извлекаются, преобразуются и фильтруются, прежде чем они импортируются в хранилище данных. Хранилище данных может объединять информацию из текстовых файлов и многих БД, как реляционных, так и нереляционных, в единую систему поддержки принятия решений. Чтобы поддерживать регулярные обновления и проверки качества данных, необходимо знать источник для каждой колонки в хранилище данных. Для документирования информации об источниках данных используется редактор Data Warehouse Source Editor (рис. 2.96).

Рис. 2.96. Диалог Data Warehouse Source Editor

Внести новый источник можно щелкнув по кнопке WS в списке источников. Имена таблиц и колонок источников данных могут быть импортированы как из БД, так и из других моделей ERwin (закладка Detail, кнопка Import). Каждому источнику может быть задано имя и определение.

В закладке Data Source редактора Column Editor (рис. 2.97) можно внести информацию об использовании источников данных для каждой колонки в таблице. В поле Transform Comment вносится дополнительная информация о переносе данных из источника в хранилище данных.

Рис. 2.97. Диалог Column Editor

Для выбора источника данных следует щелкнуть по кнопке Д| в правой верхней части закладки Data Source. Появляется диалог Data Warehouse Source Selector (рис. 2.98), в окне Available Sources которого показываются все предварительно описанные источники. Для выбора источника следует выбрать в списке необходимую колонку и щелкнуть по кнопке Select.

 

2.3.9. Вычисление размера БД

ERwin позволяет рассчитать приблизительный размер БД в целом, а также таблиц, индексов и других объектов через определенный период времени после начала эксплуатации ИС. Для расчета размеров физических объектов служит диалог Volumetrics Editor (рис. 2.99), который вызывается из меню Edit/Volumetrics...

Редактор Volumetrics Editor имеет три закладки - Settings, Report и Parameters:

Settings. Служит для задания основных параметров, на основе которых вычисляется размер БД:

В группе Table Row Counts для выделенной в левом списке Table таблицы задается начальное количество строк (Initial), максимальное количество строк (Мах) и прирост количества строк в месяц (Grow By). Если параметры Мах и Grow By используются одновременно, рост размера таблицы прекращается по достижении максимального размера.

Рис. 2.98. Диалог Data Warehouse Source Selector

Те же самые параметры можно задать для каждой таблицы в закладке Volumetrics редактора Table Editor. Сразу после задания параметров Initial, Мах и Grow By в группе Sizing Estimates, расположенной в левом нижнем углу диалога, показывается средний размер строки, начальный размер таблицы и индексов.

Таблица Column Properties позволяет задать свойства колонок таблицы. Имена колонок, их тип и размер (allocated) не редактируются. Можно изменять ширину поля Avg Width (для тех типов данных, для которых это допускается) и параметр Pet NULL (средний ожидаемый процент строк, в которых текущее поле принимает значение NULL). ERwin автоматически определяет в зависимости от выбранной СУБД, какие поля таблицы Column Properties могут изменяться.

Группа Include Indexes позволяет учесть или игнорировать индексы, создаваемые на внешних (FK, Foreign Key), первичных (РК, Primary Key), альтернативных (АК, Alternate Key) ключах или инверсионных входах (IE, Inverse Entry) при расчете размера БД.

Рис. 2.99. Диалог Volumetrics Editor

Группа Storage позволяет задать объект физической памяти, в котором будет храниться выбранная таблица. Если объект физической памяти не описан, его можно определить в редакторе Physical Object Editor (вызывается кнопкой “…”)

Report. В ней отображаются результаты расчета размера БД (рис. 2.100). Группа Options позволяет выбрать тип объектов, по которым проводится расчет, Time - временной диапазон (начальное состояние или определенное время после начала эксплуатации).

Результирующий отчет можно направить в диалог генерации отчетов -Report Browser.

Parameters. Служит для задания дополнительных параметров, используемых для расчета размера БД:

TableFactor. Этот фактор показывает накладные расходы на хранение таблицы в БД. Например, значение TableFactor = 2 увеличит размер таблиц вдвое.

IndexFactor показывает накладные расходы на хранение индекса в БД. Например, значение IndexFactor = 1 увеличит размер индекса с 1 М до 1,5М.

Рис. 2.100. Закладка Report диалога Volumetrics Editor

RowOverhead используется для дополнительного пересчета количества байт каждой строки. Например, если значение RowOverhead = 10, размер каждой строки таблицы будет увеличен на 10 байт.

BlobFactor и BlobBlockSize используются для пересчета Blob-колонок, хранящихся физически вне таблицы.

BytesPerChar используется для задания количества байт, необходимых для хранения одного символа строкового типа. Для ASCII - это 1, для других кодировок значение может быть больше 1, например для UNICODE - 2.

LogPercent используется для вычисления размеров log-файлов БД. LogPercent = 100 увеличивает БД вдвое.

 

2.3.10. Прямое и обратное проектирование

Процесс генерации физической схемы БД из логической модели данных называется прямым проектированием (Forward Engineering). При генерации физической схемы ERwin включает триггеры ссылочной целостности, хранимые процедуры, индексы, ограничения и другие возможности, доступные при определении таблиц в выбранной СУБД. Процесс генерации логической модели из физической БД называется обратным проектированием (Reverse Engineering). ERwin позволяет создать модель данных путем обратного проектирования имеющейся БД. После того как модель создана, можно переключиться на другой сервер (модель будет конвертирована) и произвести прямое проектирование структуры БД для другой СУБД. Кроме режима прямого и обратного проектирования ERwin поддерживает синхронизацию между логической моделью и системным каталогом СУБД на протяжении всего жизненного цикла создания ИС.

Для генерации системного каталога БД следует выбрать пункт меню Tasks/Forward Engineer/Schema Generation или нажать кнопку на панели инструментов. Появляется диалог Schema Generation (рис. 2.101).

Рис. 2.101. Диалог Schema Generation

Диалог Schema Generation имеет три закладки:

Options. Служит для задания опций генерации объектов БД - триггеров, таблиц, представлений, колонок, индексов и т. д. Для задания опций гене-' рации какого-либо объекта следует выбрать объект в левом списке закладки, после чего включить соответствующую опцию в правом списке (см. рис. 2.101).

В закладке Summary отображаются все опции, заданные в закладке Options. Список опций в Summary можно редактировать так же, как и в Options.

Comment. Позволяет внести комментарий для каждого набора опций. Каждый набор опций может быть именован (окно Option Set, кнопки New, Rename и Delete) и использован многократно.

Кнопка Preview вызывает диалог Schema Generation Preview (рис. 2.102), в котором отображается SQL-скрипт, создаваемый ERwin для генерации системного каталога СУБД. Нажатие на кнопку Generate приведет к запуску процесса генерации схемы.

Рис. 2.102. Диалог Schema Generation Preview

Кнопка Print предназначена для вывода на печать создаваемого ERwin SQL-скрипта.

Кнопка Report сохраняет тот же скрипт в ERS или SQL текстовом файле. Эти команды можно в дальнейшем редактировать любым текстовым редактором и выполнять при помощи соответствующей утилиты сервера.

Рис. 2.103. Диалог связи с БД

Кнопка Generate запускает процесс генерации схемы. Возникает диалог связи с БД (рис. 2.103), устанавливается сеанс связи с сервером и начинает выполняться SQL-скрипт. При этом возникает диалог Generate Database Schema (рис. 2.104).

Рис. 2.104. Диалог Generate Database Schema

По умолчанию в диалоге Generate Database Schema включена опция Stop If Failure. Это означает, что при первой же ошибке выполнение скрипта прекращается. Щелкнув по кнопке Continue можно продолжить выполнение. Кнопка Abort прерывает выполнение. При выключенной опции Stop It Failure скрипт будет выполняться, несмотря на встречающиеся ошибки.

Для выполнения обратного проектирования следует выбрать пункт меню Tasks/Reverse Engineer.

При этом возникает диалог ERwin Template Selection (рис. 2.105), в котором нужно выбрать шаблон диаграммы, затем диалог выбора СУБД и, наконец, диалог задания опций обратного проектирования Reverse Engineer - Set Options (рис. 2.106).

Рис. 2.105. Диалог ERwin Template Selection

В диалоге Reverse Engineer - Set Options можно задать следующие опции:

Группа Reverse Engineer From позволяет задать источник обратного проектирования - БД или SQL(DDL)-CKpHnT. При помощи кнопки Browse можно выбрать текстовый файл, содержащий SQL-скрипт.

Группа Items to Reverse Engineer позволяет задать объекты БД, на основе которых будет создана модель. При помощи списка выбора Option Set, a также кнопок New, Update и Delete можно создавать и редактировать именованные конфигурации объектов БД, которые могут быть использованы многократно при других сеансах обратного проектирования.

Группа Reverse Engineer (доступна только при обратном проектировании из БД) позволяет включить в модель системные объекты (окно выбора System Objects) и установить фильтр на извлекаемые таблицы по их владельцу.

Установка опции Primary Keys в группе Infer означает, что ERwin будет генерировать первичные ключи на основе анализа индексов. Если включена опция Relations, ERwin будет устанавливать связи на основе имен колонок первичного ключа или индексов. Эти опции имеют смысл, только если связи не прописаны явно.

Группа Case Conversion позволяет задать опции конвертации регистра при создании логических и физических имен модели.

Рис. 2.106. Диалог Reverse Engineer - Set Options

Опция Import View Base Tables указывает, что ERwin будет устанавливать связи между представлениями и таблицами. Если опция выключена или SQL-команда создания представления содержит сложные конструкции (например, агрегативные функции), колонки представления импортируются как определяемые пользователем.

После установки необходимых опций можно щелкнуть по кнопке Next, после чего появляется диалог связи с БД (см. рис. 2.103), устанавливается сеанс связи с сервером и начинается процесс обратного проектирования, во время которого показывается статус процесса в диалоге Reverse Engineer-Status. В результате процесса создается новая модель данных.

В процессе работы модель может изменяться и дополняться. С другой стороны, системный каталог БД может редактироваться другими проектировщиками. В результате спустя некоторое время после последнего сеанса обратного проектирования могут возникнуть расхождения между реальным состоянием системного каталога и моделью данных.

Для синхронизации системного каталога БД и текущей модели следует выбрать пункт меню Tasks/Complete Compare или нажать кнопку на панели инструментов. Возникает диалог Complete Compare - Set Options, который во многом похож на описанный выше диалог Reverse Engineer - Set Options. Разница заключается в том, что в отличие от обратного проектирования сравнивать текущую модель можно не только с БД или SQL-скриптом, но и с другой моделью ERwin, хранящейся в файле или репози-тории ModelMart.

После нажатия на кнопку Next диалога Complete Compare - Set Options возникает диалог связи с БД (см. рис. 2.103), устанавливается сеанс связи с сервером и в диалоге Complete Compare - Resolve Differences показывается текущее состояние модели (слева) и системного каталога СУБД (справа) (рис. 2.107).

Рис. 2.107. Диалог Complete Compare - Resolve Differences

В правой части диалога находятся кнопки, позволяющие задать режим синхронизации для каждого объекта модели или БД:

– экспорт объекта из модели в БД;

– импорт объекта из БД в модель;

– игнорирование различия между моделью и БД (по умолчанию принимается для всех объектов);

– удаление объекта из БД.

Кнопки Match и UnMatch позволяют связать объекты модели и БД, имеющие разные имена. Например, в модели ERwin таблице CUSTOMER соответствует таблица CUST в БД. По умолчанию ERwin определяет, что это разные объекты, хотя по смыслу это одно и то же. Для того чтобы ERwin правильно провел синхронизацию, необходимо вручную связать эти две таблицы. Для связывания таблиц необходимо щелкнуть по кнопке Match, затем по таблице модели (левый список) и, наконец, по таблице БД (правый список). Кнопка UnMatch служит для отмены связывания таблиц.

Линейка индикаторов между списками показывает установленную опцию синхронизации объектов.

Кнопка Report, позволяет сгенерировать отчет о синхронизации, кнопка Preview вызывает диалог Preview SQL Commands, в котором показывается SQL-скрипт, выполняемый для проведения синхронизации.

После щелчка по кнопке Next возникает диалог Complete Compare -Import Changes, в котором можно задать дополнительные опции синхронизации, касающиеся модификации модели (рис. 2.108).

Группа Case Conversion of Logical Names позволяет задать регистр имен создаваемых в модели объектов.

Группа If Table to Import Exists in Model позволяет задать опции генерации схемы в случае, если таблица уже существует в модели. Может быть использована существующая таблица (Use Existing Table) либо создана дублирующая (Create Duplicate Table).

Опции Primary Keys, Relations и Import Base Tables имеют то же назначение, что и соответствующие опции диалога Reverse Engineer - Set Options (см. выше).

Рис. 2.108. Диалог Complete Compare - Import Changes

Кнопка Start Import служит для запуска процесса импорта объектов в модель из БД, SQL(DDL)-скрипт, диаграммы из репозитория ModelMart или файла ER1/ERX. В процессе импорта ERwin показывает сообщения об успешном или неуспешном завершении выполнения импорта для каждого объекта.

 

2.4.1. Расширенные атрибуты

ERwin поддерживает не только проектирование сервера БД, но и автоматическую генерацию клиентского приложения в средах разработки MS Visual Basic и Power Builder. Технология генерации состоит в том, что на этапе разработки физической модели данных каждой колонке присваиваются расширенные атрибуты, содержащие информацию о свойствах объектов клиентского приложения (в том числе визуальных), которые будут отображать информацию, хранящуюся в соответствующей колонке. Эта информация записывается в файле модели. На основе информации, содержащейся в расширенных атрибутах, генерируются экранные формы. Полученный код может быть немедленно откомпилирован и выполнен без дополнительного ручного кодирования.

Каждой колонке в модели ERwin можно задать предварительно описанные и именованные свойства:

правила валидации (проверки значений);

начальные значения, устанавливаемые по умолчанию;

стиль визуального объекта (например, поле ввода, радиокнопка и т.д.);

формат изображения.

Для описания каждого свойства ERwin содержит соответствующие редакторы. Редакторы Validation Rule Editor для задания правил валидации и редактор Default/Initial Editor для задания начальных значений были описаны в 2.3.4.

Для описания стиля визуального объекта служит диалог Edit Style Editor. Этот диалог различается в зависимости от выбранного клиента. На рис. 2.109 показан вид диалога в случае Power Builder. В левой части диалога располагается группа радиокнопок, соответствующая визуальным объектам, например полю ввода (Edit), окну выбора (Check Box) и др. При щелчке по одной из кнопок в центральной части диалога появляются поля для задания свойств соответствующего объекта.

Радиокнопка Edit mask позволяет задать маску ввода данных, например (@@@)-@@@-@@@@ для номера телефона.

Кнопки New, Rename и Delete служат для создания, переименования и удаления стиля. В верхней части диалога отображается список предварительно описанных стилей.

Для редактирования форматов служит диалог Display Format Editor (рис. 2.110).

В окне Format Name отображается список всех предварительно созданных форматов. Поле PowerBuilder/Visual Basic Display Format служит для описания маски ввода данных. С помощью комбинированного списка Type можно выбрать тип данных (string, number, date, time или datetime).

Кнопки New, Rename и Delete служат для создания, переименования и удаления формата.

С помощью кнопки РВ Sync (только для PowerBuilder) можно синхронизировать форматы модели ERwin со словарем PowerBuilder.

Рис. 2.110. Диалог Display Format Editor

 

2.4.2. Генерация кода в Visual Basic

ERwin поддерживает генерацию кода для MS Visual Basic версий 4.0 и 5.0. В качестве источника информации при генерации форм служит модель ERwin. Использование ERwin позволяет одновременно описывать как клиентскую часть (объекты, отображающие данные на экране), так и сервер БД (процедуры и триггеры), тем самым оптимально распределяя функциональность ИС между клиентской и серверной частью. Компонент ERwin Form Wizard автоматически проектирует формы с дочерними объектами -кнопками, списками, полями, радиокнопками и т. д., используя расширенные атрибуты.

Совместное использование ERwin и Visual Basic может значительно сократить жизненный цикл разработки ИС, поскольку для каждой задачи используется наиболее эффективный инструмент. Visual Basic может быть использован для проектирования визуального интерфейса, а ERwin - для разработки логической и физической модели данных с последующей генерацией системного каталога сервера. Если БД уже существует, то с помощью ERwin можно провести обратное проектирование (reverse engineering),

полученную модель дополнить расширенными атрибутами и сгенерировать клиентское приложение.

Для генерации клиентской части в диалоге Target Client (меню Client/ Target Client) необходимо выбрать среду программирования - Visual Basic либо Power Builder (рис. 2.111).

Рис. 2.111. Диалог Target Client

Если в качестве клиента выбран Visual Basic, в диалоге Column Editor появляются две закладки для задания расширенных атрибутов (рис. 2.112).

Рис. 2.112. Закладки Visual Basic диалога Column Editor

В первой закладке (на рисунке слева) комбинированные списки Style, Valid и Initial служат соответственно для задания колонке предварительно описанных и именованных стиля, правила валидации и начального значения.

Help ID - поле для контекстного номера объекта, который используется при создании контекстной помощи (HelpContextID).

Опция Read Only должна быть включена, если объект на экранной форме не должен редактироваться.

Окно выбора Bitmap служит для указания, что в соответствующей колонке хранится изображение.

Включенная опция Required указывает, что пользователь обязательно должен внести данные в соответствующее поле. Если данные не будут введены, Visual Basic выдаст предупреждение.

Empty Is Null - опция указывает, что пустое поле будет восприниматься как NULL-значение.

Visible - если опция выключена, Visual Basic создает невидимый объект. Tag - текст комментария к объекту. При генерации кода не используется.

Prompt - текст, который появляется в status bar, если на объекте установлен фокус.

Во второй закладке (на рисунке справа) можно задать шрифт, цвет, метку (Label) и заголовок (Header) объекта. Поле Accel служит для описания комбинации клавиш быстрой установки фокуса на объект.

После задания свойств для каждой колонки следует сохранить модель.

В среде Visual Basic 5.0 необходимо создать новый проект Visual Basic и подключить к нему два внешних файла CONST40.BAS и ERWIN40.BAS, расположенных в каталоге ERwin. Затем следует выбрать в меню Add-Ins/ERwin/Form Wizard. В появляющихся затем диалогах (для перехода к последующему служит кнопка Next, к предыдущему - Back) нужно последовательно указать имя файла модели, родительской и дочерних таблиц (возможно построение формы по родительской и нескольким дочерним таблицам) и колонок, которые будут отображены в сгенерированной форме (рис. 2.113), Затем нужно установить стиль отображения таблиц - свободный (freeform), в виде полей или табличный (grid).

После нажатия на кнопку ОК будет сгенерировано приложение, которое может быть откомпилировано и выполнено без дополнительного редактирования.

Сгенерированная экранная форма (рис. 2.114) помимо элементов отображения информации БД будет содержать управляющие кнопки New, Update, Delete, Close и навигатор для перемещения по строкам. Если полученную форму сделать главной формой проекта, то при запуске приложения возникнет диалог связи с БД. При успешном соединении (через ODBC) будет загружена информация из БД.

 

2.4.3. Генерация кода в Power Builder

В отличие от Visual Basic код приложения для PowerBuilder генерируется непосредственно из среды ERwin. При выборе клиента (в диалоге Target Client, меню Client/Target Client) необходимо указать среду разработки -PowerBuilder, ее версию (4.0, 5.0 или 6.0) и библиотеку Power Builder (поле PBL file), в которой будет размещен сгенерированный код (рис. 2.115). Для работы с PowerBuilder ERwin создает в БД служебные таблицы (словарь PowerBuilder, PB Catalog), в которых хранится информация о расширенных атрибутах. В поле PB Catalog Owner необходимо указать имя пользователя БД - владельца таблиц.

Рис. 2.115. Диалог Target Client - выбор Power Builder

В диалоге Column Editor появляются две закладки Power Builder для задания расширенных атрибутов (рис. 2.116).

Рис. 2.116. Закладки Power Builder диалога Column Editor

В первой закладке (на рисунке слева) комбинированные списки Style, FK Style Valid и Initial служат соответственно для задания колонке предварительно описанных и именованных стиля (FK Style - для задания стиля колонке внешнего ключа), правила валидации и начального значения. Комбинированный список Justify позволяет задать выравнивание текста объекта, Case - возможность отображения текста в разных регистрах (допустимые значения - Any, UPPER и lower). В полях Height и Width можно задать высоту и ширину объекта.

Во второй закладке (на рисунке справа) можно задать шрифт, цвет, метку (Label) и заголовок (Header) объекта. Окно выбора Bitmap служит для указания, что в соответствующей колонке хранится изображение.

В диалоге Table Editor появляется закладка Power Builder (рис. 2.117), где можно задать шрифт для текстовых объектов будущей экранной формы.

Рис. 2.117. Закладка Power Builder диалога Table Editor

Поле PBL File применяется для описания пути к библиотеке PowerBuilder, в которой будет создан объект DataWindow. Кнопка облегчает поиск необходимого PBL-файла. В поле Comment можно внести необходимые примечания, относящиеся к таблице.

Кнопка РВ Sync (на рис. 2.117 не показана) служит для синхронизации модели ERwin и словаря PowerBuilder. Настройка опций синхронизации проводится в диалоге ERwin/PowerBuilder Synchronization (меню Client/PB sync Option).

На основе информации расширенных атрибутов ERwin генерирует в библиотеке PowerBuilder объект DataWindow. Поскольку при генерации используются динамические библиотеки PowerBuilder, в AUTUEXEC.BAT должен быть указан путь к каталогу PowerBuilder.

Для генерации DataWindow может быть использовано два способа: генерация нескольких DataWindow и генерация одного DataWindow по одной таблице. В первом случае следует выбрать пункт меню Client/Create DW. В диалоге DataWindow Wizard (рис. 2.118) нужно таблицы, на основе которых будет проводиться генерация, из левого списка перенести в правый. Для каждой таблицы будет сгенерирован отдельный объект DataWindow.

В группе Presentation Style можно задать стиль отображения DataWindow:

FreeForm - свободный, в виде полей;

Grid - табличный, с разделением линиями;

Tabular - табличный, со специальным разделением.

Имя DataWindow будет состоять из префикса, задаваемого в поле DataWindow Name Prefix, и имени таблицы.

Рис. 2.118. Диалог DataWindow Wizard

После щелчка по кнопке Finish запускается процесс генерации кода приложения. После окончания генерации выдается сообщение о результате, например:

Created dw_CUSTOMER

Generation Completed -1 DataWindows Created

Во втором случае нужно щелкнуть по кнопке Create DW закладки Power Builder диалога Table Editor (см. рис. 2.117).

В этом случае будет создаваться DataWindow, соответствующий выбранной таблице. В диалоге DataWindow Wizard можно задать не только стиль, но и набор колонок, информация из которых будет отображаться в DataWindow (рис. 2.119).

Рис. 2.119. Вид диалога DataWindow Wizard при генерации DataWindow no одной таблице

 

2.5.1. Интерфейс Report Browser

Для генерации отчетов в ERwin имеется эффективный и простой в использовании инструмент - Report Browser. Он позволяет выполнять предопределенные отчеты (объединенные по типам), сохранять результаты их выполнения, создавать собственные отчеты, печатать и экспортировать их в распространенные форматы. Каждый отчет может быть настроен индивидуально, данные в нем могут быть отсортированы и отфильтрованы.

Диалог Report Browser вызывается кнопкой в панели инструментов ERwin. Его внешний вид показан на рис. 2.120.

Рис. 2.120. Диалог Report Browser

Диалог Report Browser имеет собственное меню и панель инструментов. Назначение кнопок панели инструментов показано в табл. 2.7.

Таблица 2.7. Кнопки панети инструментов Report browser

В верхней левой части диалога расположено окно, отображающее дерево отчетов. Отчеты могут быть сгруппированы в папки. Каждый отчет может включать несколько результирующих наборов данных, каждое из которых генерируется при очередном выполнении отчета. Каждый элемент дерева помечен иконкой:

- папка;

- отчет;

- редактируемый отчет;

- результирующий набор данных;

- представление.

По умолчанию Report Browser содержит предварительно определенные отчеты, позволяющие наглядно представить информацию об основных объектах модели данных - как логической, так и физической. Для выполнения отчета достаточно дважды щелкнуть по нему в дереве отчетов или щелкнуть по соответствующей кнопке на панели инструментов. Результат выполнения отчета будет отображен в правом окне диалога Report Browser.

Иконка результирующего набора будет также добавлена в дерево отчетов.

В левом нижнем окне Report Browser отображается комментарий к отчету (вносится в диалоге ERwin Report Editor, см. ниже).

В нижней части диалога содержится дополнительная панель инструментов для управления деревом отчетов (табл. 2.8).

Таблица 2.8. Кнопки нижней панели инструментов Report Browser

 

2.5.2 Создание нового отчета

Для создания нового отчета следует выбрать пункт меню File/New

ERwin Report или щелкнуть по кнопке на панели инструментов. Появляется диалог ERwin Report Editor (рис. 2.121).

В поле Name следует внести имя отчета. Категория отчета (Category) указывает на тип объектов модели, по которым будет создаваться отчет (атрибуты, сущности, домены, связи и т. д.).

Закладки Definition и Note служат соответственно для внесения определения и комментария к отчету.

Закладка Options отображает информацию, которая будет включена в отчет. В левой части закладки находится иерархический список категорий (Category). Папки в этом списке могут раскрываться и сворачиваться. Окно выбора !!! позволяет включить соответствующий пункт списка в отчет. Иконка !!! показывает, что соответствующую колонку в полученном отчете можно будет редактировать. Папка с символом !!! позволяет выбрать условия фильтрации данных отчета, а с символом !!! - условия сортировки.

Кроме списка закладка содержит следующие элементы управления:

группу Options - позволяет выбрать режим отображения элементов в списке - показывать все возможные или только выбранные;

Collapse All - сворачивает все папки списка;

Clear All - отменяет все предварительно выбранные опции;

Show Selected - раскрывает папки с выбранными опциями.

После щелчка по кнопке ОК отчет будет добавлен в список отчетов диалога Report Browser. Для выполнения отчета нужно либо дважды щелкнуть по его имени в списке, либо щелкнуть по кнопке в палитре инструментов.

Рис. 2.121. Диалог ERwin Report Editor

Существующий отчет, в том числе предопределенный, тоже можно изменить с помощью редактора, если в списке щелкнуть правой кнопкой мыши по имени отчета и выбрать во всплывающем меню пункт Edit ERwin Report.

Полученный после выполнения отчета результирующий набор данных можно отформатировать, распечатать, экспортировать или сохранить в виде представления.

Для редактирования результирующего набора данных следует в списке щелкнуть правой кнопкой мыши по имени набора и выбрать во всплывающем меню пункт Edit report format. В появляющемся диалоге Report Format можно изменить сортировку данных, очередность колонок, сделать колонку невидимой, задать ее стиль.

Для экспорта результирующего набора данных следует в списке щелкнуть правой кнопкой мыши по имени набора и выбрать во всплывающем меню пункт Export result set. Допустимые форматы экспорта:

CSV - текстовый файл;

HTLM;

DDE - экспорт в MS Word или MS Excel;

RPTwin - экспорт в специализированный генератор отчетов.

После форматирования и настройки результирующего набора данных его можно сохранить в качестве именованного представления. Использование представлений облегчает использование отчетов, поскольку все настройки достаточно сделать один раз. Каждый отчет может иметь несколько представлений. Для создания представления следует установить фокус в списке на нужный набор и щелкнуть по кнопке на панели инструментов. В диалоге Save View следует указать имя и определение представления. После щелчка по кнопке ОК представление добавится в список отчетов.

 

2.6.1. Генерация словаря ERwin

Для управления большими проектами ERwin имеет специальный инструмент - ERwin Dictionary, который обеспечивает коллективную работу над диаграммами и позволяет сохранять и документировать различные версии моделей данных. ERwin Dictionary представляет собой специальную БД.

Для установки ERwin Dictionary следует сгенерировать метамодель словаря - набор таблиц для хранения модели данных. Метамодель содержит информацию о всех объектах диаграмм - их цвет, размер, расположение на экране, определения и т. д.

Для создания словаря необходимо сделать следующие шаги:

открыть файл метамодели ERWMETA.ER1 (меню File/Open), который находится в подкаталоге Models основного каталога ERwin;

выбрать Schema в качестве Subject Area;

выбрать СУБД (меню Server/Target Server). ERwin поддерживает генерацию словаря на .DBF-файлах (но при этом сохраняется только одна версия диаграммы) и на всех реляционных СУБД, кроме AS/400, Ingres/OpenIngres, Interbase, Paradox, Rdb и Red Brick;

в меню Tasks выбрать Forward Engineering/Schema Generation;

в диалоге Schema Generation установить опции

DROP TABLE

CREATE TABLE

Table Post-Script

щелкнуть по кнопке Generate.

В результате в БД будут созданы все таблицы словаря ERwin.

 

2.6.2. Использование словаря ERwin

Для сохранения и манипулирования моделями в словаре ERwin используется менеджер словаря - Dictionary Manager (рис. 2.122).

В верхней части словаря находится список Diagram Name, который содержит имена моделей, номер версии, пользователя, дату последнего изменения и количество сущностей. Список отсутствует, если в качестве БД словаря используется Clipper, dBASE или FoxPro.

Кнопки Connect и Disconnect позволяют соответственно установить и закончить сеанс связи с БД.

Рис. 2.122. Диалог Dictionary Manager

Менеджер словаря имеет две ключевые функции: загрузку модели и выгрузку модели из словаря.

Для загрузки модели в словарь необходимо открыть файл модели в ERwin и вызвать менеджер словаря. Автоматически устанавливается сеанс связи с БД (возникает диалог связи с БД, в котором необходимо указать имя и пароль пользователя), затем возникает диалог Dictionary Manager.

В поле Diagram Name необходимо указать имя диаграммы в словаре и затем щелкнуть по кнопке Check-in. Открывается диалог Check-in Diagram (рис. 2.123), в котором можно внести примечание в данной версии диаграммы и изменить номер версии (нумерация версий отслеживается автоматически).

Рис. 2.123. Диалог Check-in Diagram

Кнопка History менеджера словаря вызывает диалог Version History, который служит для просмотра всех версий модели, сохраненных в словаре. С помощью Version History можно изменить примечания каждой версии, удалить или выгрузить из словаря любую версию модели. Эта возможность отсутствует, если в качестве БД словаря используется Clipper, dBASE или FoxPro.

Для выгрузки модели из словаря следует выбрать требуемую модель в списке менеджера словаря и щелкнуть по кнопке Check-out. Возникает диалог Check-out Diagram. Модель можно выгрузить из словаря в двух режимах - только для чтения и для чтения/записи. Окно выбора Read Only позволяет указать, что модель выгружается только для чтения. Открыть модель может как пользователь БД, который загрузил модель в словарь, так и другой пользователь. Если модель выгружает другой пользователь, по умолчанию устанавливается режим Read Only, однако эту опцию можно переопределить.

Если выбирается режим чтения/записи, показывается диалог с предупреждением, что при многопользовательской работе изменения, сделанные в модели, могут быть потеряны.

Словарь ERwin позволяет решить проблемы документирования и хранения моделей, однако не полностью отвечает требованиям многопользовательской работы. Если необходимо обеспечить полноценную коллективную разработку моделей, следует использовать специализированный репозиторий моделей PLATINUM ModelMart, который поддерживает блокировку диаграмм, сравнение версий, разделение прав пользователей, слияние моделей, доступ к подмножеству модели (предметным областям) и многие другие функции. Работа с ModelMart будет рассмотрена в гл. 4.

4. Групповая разработка моделей данных и моделей процессов с помощью PLATINUM Model Mart *

4.1. Инсталляция ModelMart *

4.2. Администрирование ModelMart *

4.3. Использование репозотория ModelMart *