Der Teil des Szenarios, mit dem Sie verwechselt werden, kann mit einem klassischen Konstrukt namens Supertyp-Subtyp- 1- Struktur modelliert werden.
Ich werde (1) einige relevante vorläufige Ideen einführen, (2) detailliert beschreiben, wie ich - auf konzeptioneller Ebene - den betrachteten Geschäftskontext abgrenzen würde, und (3) zusätzliches verwandtes Material bereitstellen - z. B. die entsprechende Darstellung auf logischer Ebene über SQL -DDL-Deklarationen - wie folgt.
Einführung
Eine Struktur dieser Art findet statt, wenn es in einer bestimmten Geschäftsumgebung einen Cluster von Entitätstypen gibt, in dem der Supertyp eine oder mehrere Eigenschaften (oder Attribute) aufweist, die von den übrigen Entitätstypen im Cluster gemeinsam genutzt werden, d. H. , die Untertypen . Jeder Subtyp verfügt wiederum über einen bestimmten Satz von Eigenschaften, die nur für sich selbst gelten.
Es gibt zwei Arten von Supertyp-Subtyp-Clustern:
Exklusiv . Kommt zustande, wenn eine Instanz des Superentitätstyps immer nur ein Subtyp-Gegenstück haben muss; Daher schließen sich die potenziellen Subtypvorkommen gegenseitig aus . Dies ist die Art, die Ihr Szenario betrifft.
Ein typischer Fall, in dem ein exklusiver Supertyp-Subtyp entsteht, ist eine Geschäftsdomäne, in der sowohl eine Organisation als auch eine Person als rechtliche Parteien gelten , wie in der in dieser Reihe von Beiträgen beschriebenen Situation .
Nicht exklusiv . Stellt sich , wenn ein übergeordneter Typ - Instanz kann durch mehrere Subtyp ergänzt werden Vorkommen , von denen jede dazu gezwungen wird von einer anderen zu sein Kategorie .
Ein Beispiel für diese Art von Supertyp-Subtyp wird in diesen Beiträgen behandelt .
Anmerkungen : Es ist erwähnenswert, dass Supertyp-Subtyp-Strukturen - Elemente eines konzeptuellen Charakters - nicht zu einem bestimmten theoretischen Rahmen für die Datenverwaltung gehören, sei es relational, netzwerk- oder hierarchisch - von denen jede bestimmte Strukturen zur Darstellung konzeptioneller Elemente bietet -.
Es ist auch angebracht darauf hinzuweisen, dass Supertyp-Subtyp-Cluster zwar eine gewisse Ähnlichkeit mit der Vererbung und dem Polymorphismus der objektorientierten Anwendungsprogrammierung (OOP) aufweisen , jedoch tatsächlich unterschiedliche Geräte sind, da sie unterschiedlichen Zwecken dienen. In einer Datenbank konzeptionellen Modell -Das reale Welt aspects- man sich mit repräsentieren muß strukturelle Merkmale zu beschreiben , um Informationsanforderungen, während in OOP Polymorphismus und Vererbung, unter anderem ein (a) Skizzen und (b) Arbeitsgeräte Rechen und Verhaltensmerkmale , Aspekte, die eindeutig zum Design und zur Programmierung von Anwendungsprogrammen gehören.
Abgesehen davon muss eine einzelne OOP- Klasse, die eine Anwendungsprogrammkomponente ist, nicht unbedingt die Struktur eines einzelnen Entitätstyps „spiegeln“, der zur konzeptionellen Ebene der vorliegenden Datenbank gehört. In dieser Hinsicht kann ein Anwendungsprogrammierer typischerweise beispielsweise eine einzelne Klasse erstellen, die alle Eigenschaften von zwei (oder mehr) verschiedenen Entitätstypen auf konzeptioneller Ebene "kombiniert", und eine solche Klasse kann auch berechnete Eigenschaften enthalten.
Verwenden von Entity-Relationship-Konstrukten zur Darstellung eines konzeptionellen Modells mit Supertyp-Subtyp-Strukturen
Sie haben nach einem Entity-Relationship-Diagramm (ERD der Kürze halber) gefragt, aber obwohl es sich um eine außergewöhnliche Modellierungsplattform handelt, lieferte die ursprüngliche Methode - wie sie von Dr. Peter Pin-Shan Chen 2 eingeführt wurde - nicht genügend Konstrukte, um Szenarien dieser Art darzustellen mit der Genauigkeit diskutiert, die ein geeignetes konzeptionelles Datenbankmodell erfordert.
Infolgedessen war es notwendig, einige Erweiterungen dieser Methode vorzunehmen. Diese Situation führte zur Entwicklung eines Ansatzes, der die Erstellung erweiterter Entity-Relationship-Diagramme (EERDs) unterstützt, die natürlich die anfängliche Diagrammtechnik mit neuen Ausdrucksmerkmalen bereicherten . Eine dieser Eigenschaften ist genau die Möglichkeit, Supertyp-Subtyp-Strukturen darzustellen.
Modellierung Ihres Interessenkontexts
Die in Abbildung 1 gezeigte Abbildung ist eine EERD (unter Verwendung von Symbolen ähnlich den von Ramez A. Elmasri und Shamkant B. Navathe 3 vorgeschlagenen , die sich auf Strukturen wie Superklasse / Unterklasse beziehen ), in denen ich die von Ihnen beschriebene Geschäftsdomäne unter Berücksichtigung aller Faktoren modelliert habe Spezifikationen. Es ist auch als PDF verfügbar, das von Dropbox heruntergeladen werden kann .
Wie Sie in dem oben genannten Diagramm sehen können, werden beide Groupund SoloPerformerals exklusive Untertypen des ArtistSuperentitätstyps angezeigt :
Diagrammbeschreibung
Um mit der Beschreibung des EERD zu beginnen, ist es wichtig, darauf hinzuweisen, dass Ihr Satz
- "Ein Künstler muss entweder eine Gruppe oder ein SoloPerformer sein (aber nicht beide)"
hängt mit der Disjunktheit und den Vollständigkeitsaspekten des vorliegenden Supertyp-Subtyp-Clusters zusammen.
Disjunktheit
Die Disjunktheitsfunktion ist besonders wichtig, da genau hier das von Ihnen erwähnte „oder Teil“ ins Spiel kommt, da Artistes sich entweder um eine Subtypinstanz oder die andere handeln muss, die ich in der EERD durch die kleine angegeben habe Kreis mit dem Buchstaben "d", einem Konstrukt, das den Namen der disjunkten Regel erhält .
Wenn ein Supertyp durch einen oder mehrere seiner möglichen Subtypen ergänzt werden kann, muss dieser Punkt durch einen kleinen Kreis ausgedrückt werden, der eine Beschriftung mit dem Buchstaben „o“ enthält, einem Symbol, das als Überlappungsregel bezeichnet wird .
Diskriminator-Eigenschaft
Auch im Rahmen des Disjunktheitsfaktors dieser Supertyp-Subtyp-Assoziation lohnt es sich, der Artist.TypeEigenschaft besondere Aufmerksamkeit zu schenken , da sie in dieser Anordnung eine sehr relevante Aufgabe erfüllt: Sie fungiert als Subtyp- Diskriminator . Es wird auf diese Weise benannt, da es die Eigenschaft ist, die auf die exklusive Art von Subtyp hinweist, auf die sich eine bestimmte Instanz von Artistbezieht.
In Fällen von nicht exklusiven Clustern ist die Verwendung einer Diskriminatoreigenschaft unnötig, da ein bestimmter Supertyp mehrere Subtypen als Komplemente haben kann (wie oben erwähnt).
Totale Spezialisierungsregel und Vollständigkeit
Die Anforderung, dass jeder Artistimmer eine zusätzliche Subtypinstanz haben muss, hat mit der Vollständigkeitscharakteristik dieses Clusters zu tun. Dies wird durch eine totale Spezialisierungsregel beschrieben , die durch das zweizeilige Symbol demonstriert wird, das (a) den ArtistSupertyp mit (b) dem disjunkten Regelkonstrukt verbindet.
Gruppen mit Solisten verbinden
Auswertung der Sätze
- "Eine Gruppe besteht aus einem oder mehreren SoloPerformern "
und
- „Ein SoloPerformer kann Mitglied vieler Gruppen oder keiner Gruppe sein “,
man kann erkennen, dass beide Subtypen an einer Viele-zu-Viele- Assoziation (oder Beziehung) beteiligt sind (M: N), die ich mit dem rautenförmigen Kästchen mit der Bezeichnung dargestellt habe Group-SoloPerformer.
Wenn diese Komponente in einer relationalen Datenbank als Basistabelle implementiert wird, ist sie sehr nützlich, um die Summe Numberder SoloPerformerskonkreten Elemente Group(eine der von Ihnen angegebenen Anforderungen) abzuleiten (dh die Berechnung durchzuführen ).
Die Assoziation zwischen Solisten und Instrumenten
Die Bestimmung
- „Ein SoloPerformer […] kann ein oder mehrere Instrumente spielen.“
erlaubt uns zu schließen, dass gleichzeitig
- "Ein Instrument wird von null, einem oder mehreren SoloPerformern gespielt".
Dies ist also ein weiteres Beispiel für eine M: N-Assoziation, und ich habe die rautenförmige Figur verwendet SoloPerformer-Instrument, um sie freizulegen.
Zusätzliches Material
Um den Umfang der Supertyp-Subtyp-Strukturen zu erläutern, werde ich zwei weitere Ressourcen einbeziehen, d. H.
ein in Abbildung 2 dargestelltes IDEF1X 4- Diagramm ( und Sie können es auch als PDF von Dropbox herunterladen ), das die Ausdrucksmöglichkeiten dieser Art von Diagrammen in Bezug auf die betreffende Geschäftsdomäne veranschaulicht; und
Die jeweilige logische DDL-Struktur des Expositorys, die beispielhaft zeigt, wie das gesamte diskutierte Szenario mithilfe eines SQL-Datenbankverwaltungssystems verwaltet wird.
1. IDEF1X-Darstellung
Die IDEF1X-Informationsmodellierungstechnik bietet sicherlich die Möglichkeit, Supertyp-Subtyp-Strukturen darzustellen, allerdings mit einer Einschränkung: Sie bietet keinen visuellen Mechanismus, um anzuzeigen, ob ein präziser Cluster exklusiver oder nicht exklusiver Art ist (seine „nativen“ Symbole können nur kommunizieren die vollständige oder unvollständige Identifizierung aller möglichen Subentitätstypen von Bedeutung). Glücklicherweise kann man die Information Engineering (IE) -Notation verwenden, um diesen überragenden Aspekt genauer darzustellen und gleichzeitig die Beschreibungskraft des IDEF1X-Standards zu nutzen.
Bei dieser Technik wird das Hauptmerkmal Ihrer Frage als "Kategorisierungsbeziehung" bezeichnet, wobei ein Supertyp als "generische Entität" bezeichnet wird und ein Subtyp den Namen "Kategorieentität" erhält. Ich werde den Begriff Supertyp-Subtyp jedoch in diesem Beitrag weiter anwenden, da (1) er von Dr. Edgar Frank Codd, dem Urheber des relationalen Modells, verwendet wurde, (2) er bekannter ist und (3) die IE-Notation ist wird anstelle des "nativen" verwendet.
Fremdschlüssel und Supertyp-Subtyp-Cluster
Wie gezeigt, bietet IDEF1X einen weiteren Vorteil: die Möglichkeit, FOREIGN KEY (FK) -Definitionen anzuzeigen, Elemente von größter Bedeutung, wenn ein Praktiker eine Supertyp-Subtyp-Assoziation in einer relationalen Datenbank darstellen soll.
Um eine solche Art von Assoziation darzustellen, der primäre Schlüssel (PK) Eigenschaft des Supertyp, das heißt Artist.ArtistNumber, hat zu migrieren , zu Groupund SoloPerformer, obwohl es zwei verschiedene zugewiesen wurde Rollennamen 5, 6 , GroupNumberund die SoloPerformerNumberjeweils zum Zwecke der Betonung die Bedeutung, die die Eigenschaft im Kontext jedes Subentitätstyps vermittelt.
Abgesehen davon, dass sie als PKs charakterisiert sind, werden die Eigenschaften Group.GroupNumberund SoloPerformer.SoloPerformerNumbergleichzeitig als FOREIGN KEYs (FKs) dargestellt, die auf Artist.ArtistNumberdie Supertyp-PK-Eigenschaft verweisen .
Also, da jeder SoloPerformerund GroupAuftreten Existenz abhängig von einer genauen ArtistInstanz werden diese Entitätstypen in einer beteiligt identifiziert Assoziation , die in den vorstehenden Absätzen abgegrenzten Effekt durch den PK Eigenschaft Migrationsprozess dauert.
Fremdschlüssel und assoziative Entitätstypen
Das IDEF1X-Diagramm dient auch zur Veranschaulichung der FKs, aus denen die PKs der beiden relevanten assoziativen Entitätstypen bestehen , dh GroupMemberund SoloPerformerInstrument; Der erste verbindet die beiden Untertypen, und der zweite verbindet einen Untertyp mit einem unabhängigen Entitätstyp, d Instrument. h .
2. Logische Expository SQL-DDL-Deklarationen
Wie bereits erläutert, ist eine Supertyp-Subtyp-Struktur ein Mittel, um bestimmte Arten von geschäftsdomänenspezifischen Konzeptualisierungen in Bezug auf Informationsanforderungen auszudrücken, die wiederum in einer Datenbank durch unterschiedliche Konstrukte dargestellt werden können, die denen entsprechen müssen, die von dem jeweiligen angeboten werden theoretisches Paradigma (sei es relational, netzwerk- oder hierarchisch), gefolgt vom Datenbankverwaltungssystem, das vom Designer verwendet wird.
Einer der vielfältigen Vorteile des relationalen Paradigmas besteht darin, dass es die Darstellung der Informationen in ihrer natürlichen Struktur ermöglicht. Die beliebtesten Annäherungen an die in der relationalen Theorie vorgeschlagenen Systeme sind die verschiedenen SQL-Datenbankverwaltungssysteme.
So, endlich, hier sind einige Beispiele für DDL - Anweisungen -einschließlich (a) Basistabellen Schemata zusammen mit (b) einige der betreffenden constraints-, die auf der logischen Ebene der Abstraktion dar, die konzeptuelle Modellierung Übung oben behandelt:
--
--
CREATE TABLE Artist ( -- Stands for the supertype.
ArtistNumber INT NOT NULL,
Name CHAR(30) NOT NULL,
Type CHAR(1) NOT NULL, -- Holds the discriminator values.
CreatedDateTime DATETIME NOT NULL,
--
CONSTRAINT Artist_PK PRIMARY KEY (ArtistNumber),
CONSTRAINT Artist_AK UNIQUE (Name), -- ALTERNATE KEY.
CONSTRAINT Artist_Type_CK CHECK (Type IN ('G', 'S')) -- Enforces retaining either ‘G’, for ‘Group’, or ‘S’, for ‘SoloPerformer’, only.
);
CREATE TABLE MyGroup ( -- Represents one subtype.
GroupNumber INT NOT NULL, -- To be constrained as PK and FK simultaneously.
FormationDate DATE NOT NULL,
--
CONSTRAINT MyGroup_PK PRIMARY KEY (GroupNumber),
CONSTRAINT MyGroupToArtist_FK FOREIGN KEY (GroupNumber)
REFERENCES Artist (ArtistNumber)
);
CREATE TABLE SoloPerformer ( -- Denotes the other subtype.
SoloPerformerNumber INT NOT NULL, -- To be constrained as PK and FK simultaneously.
BirthDate DATE NOT NULL,
--
CONSTRAINT SoloPerformer_PK PRIMARY KEY (SoloPerformerNumber),
CONSTRAINT SoloPerformerNumberToArtist_FK FOREIGN KEY (SoloPerformerNumber)
REFERENCES Artist (ArtistNumber)
);
CREATE TABLE GroupMember ( -- Stands for a M:N association involving the two subtypes.
MemberNumber INT NOT NULL,
GroupNumber INT NOT NULL,
JoinedDate DATE NOT NULL,
--
CONSTRAINT GroupMember_PK PRIMARY KEY (MemberNumber, GroupNumber), -- Composite PK.
CONSTRAINT GroupMemberToSoloPerformer_FK FOREIGN KEY (MemberNumber)
REFERENCES SoloPerformer (SoloPerformerNumber),
CONSTRAINT GroupMemberToMyGroup_FK FOREIGN KEY (GroupNumber)
REFERENCES MyGroup (GroupNumber)
);
CREATE TABLE Instrument ( -- Represents an independent entity type.
InstrumentNumber INT NOT NULL,
Name CHAR(30) NOT NULL,
--
CONSTRAINT Instrument_PK PRIMARY KEY (InstrumentNumber),
CONSTRAINT Instrument_AK UNIQUE (Name) -- ALTERNATE KEY.
);
CREATE TABLE SoloPerformerInstrument ( -- Denotes another M:N association, in this case between a subtype and an independent entity type.
SoloPerformerNumber INT NOT NULL,
InstrumentNumber INT NOT NULL,
CreatedDate DATE NOT NULL,
--
CONSTRAINT SoloPerformerInstrument_PK PRIMARY KEY (SoloPerformerNumber, InstrumentNumber), -- Composite PK.
CONSTRAINT SoloPerformerInstrumentToSoloPerformer_FK FOREIGN KEY (SoloPerformerNumber)
REFERENCES SoloPerformer (SoloPerformerNumber),
CONSTRAINT SoloPerformerInstrumentToInstrument_FK FOREIGN KEY (InstrumentNumber)
REFERENCES Instrument (InstrumentNumber)
);
--
--
Überlegungen zur Datenintegrität und -konsistenz
In Übereinstimmung mit all dem, was zuvor erläutert wurde, muss der Designer sicherstellen, dass jede Zeile „Supertyp“ jederzeit durch das zugehörige Gegenstück „Untertyp“ ergänzt wird, und im Gegenzug sicherstellen, dass diese Zeile „Untertyp“ mit dem Wert kompatibel ist in der Spalte "Diskriminator" des Supertyps enthalten.
Es wäre sehr praktisch und elegant, diese Umstände deklarativ durchzusetzen (wie es das relationale Framework vorschlägt), aber leider hat keine der großen SQL-Plattformen die geeigneten Mechanismen dafür bereitgestellt (soweit ich weiß). Daher ist es sehr bequem, ACID TRANSACTIONS zu verwenden, damit diese Bedingungen immer in einer Datenbank erfüllt sind (eine andere Option wäre die Verwendung von TRIGGERS, aber sie neigen dazu, die Dinge unordentlich zu machen).
Überlegungen zur Datenableitung
Einer der Hauptaspekte des relationalen Modells besteht darin, dass es die Datenableitung als einen entscheidenden Faktor bei der Datenverwaltung betrachtet. Entsprechend erleichtert sie (a) die Schaffung Basis Beziehungen -oder Basistabellen in SQL, wie in der DDL - Anweisungen dargestellt ober- und (b) abgeleiteten Relationen - abgeleitete Tabellen in SQL, dh diejenigen , erklärt vermöge SELECT - Operationen , die sein kann , als Ansichten für die weitere Ausbeutung festgelegt -.
So kann man eine Ansicht deklarieren, die die "vollständigen" Gruppendatenpunkte sammelt :
CREATE VIEW FullGroup AS
SELECT G.GroupNumber,
A.Name,
A.CreatedDateTime,
G.FormationDate
FROM Artist A
JOIN MyGroup G
ON G.GroupNumber = A.ArtistNumber;
Und eine andere Ansicht, die die „vollständigen“ SoloPerformer- Informationen kombiniert :
CREATE VIEW FullSoloPerformer AS
SELECT SP.SoloPerformerNumber,
A.Name,
A.CreatedDateTime,
SP.BirthDate
FROM Artist A
JOIN SoloPerformer SP
ON SP.SoloPerformerNumber = A.ArtistNumber;
Auf diese Weise ist es sehr einfach, - deklarativ - alle signifikanten Daten über dasselbe Gerät auf logischer Ebene zu manipulieren, dh über die Beziehung oder Tabelle (sei es Basis oder abgeleitet). Offensichtlich ist die Verwendung von Ansichten effektiver, wenn die in einer relationalen Datenbank dargestellten konzeptuellen Entitätstypen mehr interessante Eigenschaften besitzen, aber es ist eine Möglichkeit, die mit dem vorliegenden Szenario veranschaulicht werden sollte.
Verweise
1 Codd, EF (Dezember 1979). Erweiterung des relationalen Datenbankmodells, um mehr Bedeutung zu erfassen , ACM-Transaktionen auf Datenbanksystemen , Band 4, Ausgabe 4 (S. 397-434). New York, NY, USA.
2 Chen, PP (März 1976). Das Entity-Relationship-Modell - Auf dem Weg zu einer einheitlichen Sicht auf Daten , ACM-Transaktionen auf Datenbanksystemen - Sonderausgabe: Beiträge der Internationalen Konferenz über sehr große Datenbanken: 22. bis 24. September 1975, Framingham, MA , Band 1, Ausgabe 1 (S. 9-36). New York, NY, USA.
3 Elmasri, R & Navathe, SB (2003). Grundlagen von Datenbanksystemen , 4. Auflage. Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., Boston, MA, USA.
4 Nationales Institut für Standards und Technologie (USA) [NIST] (Dezember 1993). Integrationsdefinition für Informationsmodellierung (IDEF1X), Federal Information Processing Standards Publication , Band 184. USA.
5 Codd, EF (Juni 1970). Ein relationales Datenmodell für große gemeinsam genutzte Datenbanken , Mitteilungen des ACM , Band 13, Ausgabe 6 (S. 377-387). New York, NY, USA.
6 Siehe Referenz 4
