Логическая схема базы данных

Многие моделируемые системы содержат устойчивые объекты, то есть такие, которые можно сохранять в базе данных и впоследствии извлекать при необходимости (см. главу 23). Для этого чаще всего используют реляционные, объектно-ориентированные или гибридные объектно-реляционные базы данных. UML позволяет моделировать логические схемы баз данных, равно как и сами физические базы (см. главу 29).

Диаграммы классов UML включают в себя, как частный случай, диаграммы "сущность- связь" (E-R диаграммы), которые часто используются для логического проектирования баз данных. Но если в классических E-R диаграммах внимание сосредоточено только на данных, диаграммы классов - это шаг вперед: они позволяют моделировать также и поведение. В реальной базе данных подобные логические операции обычно трансформируются в триггеры или хранимые процедуры.

Моделирование схемы производится следующим образом:

1. Идентифицируйте классы вашей модели, состояние которых должно сохраняться и после завершения работы создавшего их приложения.
2. Создайте содержащую эти классы диаграмму классов и характеризуйте их как устойчивые с помощью стандартного помеченного значения persistent (устойчивый). Для работы со специфическими деталями базы данных вы можете определить и свои собственные помеченные значения.
3. Раскройте структурные особенности классов. В общем случае это означает, что надо детально специфицировать их атрибуты и обратить особое внимание на ассоциации и их кратности.
4. Поищите типичные структурные образцы, усложняющие проектирование физической базы данных, например циклические ассоциации, ассоциации "один к одному" и n-арные ассоциации. При необходимости создайте промежуточные абстракции для упрощения логической структуры.
5. Рассмотрите поведение этих классов, раскрывая операции, важные для доступа к данным и поддержания их целостности. В общем случае для лучшего разделения обязанностей бизнес-правила, отвечающие за манипуляции на борами объектов, должны быть инкапсулированы в слое, находящемся над этими устойчивыми классами.
6. Старайтесь использовать в своей работе инструментальные средства, позволяющие преобразовать логический проект в физический.

Рассмотрение логического проектирования базы данных выходит за рамки данной книги, цель которой состоит только в том, чтобы показать, как моделировать схемы с помощью языка UML. На практике все сводится к применению стереотипов (см. главу 6), настроенных на конкретный тип используемой базы данных (реляционной или объектно-ориентированной).

На рис. 8.3 показана совокупность классов, взятых из информационной системы вуза. Этот рисунок является расширением приведенной ранее диаграммы классов и содержит достаточное количество деталей для конструирования физической базы данных. В левой нижней части диаграммы расположены классы Студент, Курси Преподаватель. Между классами Студенти Курсесть ассоциация, показывающая, что студенты могут посещать курсы. Более того, каждый студент может посещать любое количество курсов и на каждый курс может записаться любое число студентов.

Рис. 8.3. Моделирование схемы

Все шесть классов на диаграмме помечены как устойчивые (persistent), то есть их экземпляры должны содержаться в базе данных или каком-то ином хранилище. Приведены также атрибуты всех шести классов. Обратите внимание, что все атрибуты являются примитивными типами (см. главу 4). Моделируя схему, отношения с непримитивными типами лучше всего представлять с помощью явного агрегирования (см. главы 5 и 10), а не с помощью атрибутов.

Два класса ( Вузи Факультет) содержат несколько операций, позволяющих манипулировать их частями. Эти операции включены из-за их важности для поддержания целостности данных (например, добавление или удаление Факультетазатрагивает целый ряд других объектов).

Существует много других операций, которые стоило бы рассмотреть при проектировании этих и иных классов, например запрос о необходимых предварительных знаниях перед зачислением студента на курс. Но это, скорее, бизнес-правила, а не операции по поддержанию целостности данных, поэтому лучше располагать их на более высоком уровне абстракции.