Проектирование базы данных для диспетчеризации пожарного гарнизона

Целью данной статьи является проектирование базы данных для диспетчера пожарного гарнизона.

Семантическое моделирование представляет собой моделирование структуры данных, опираясь на смысл этих данных. В качестве инструмента семантического моделирования используются различные варианты диаграмм сущность-связь (ER - Entity-Relationship).

Основные понятия диаграмм сущность-связь (ER-диаграмм) являются: сущность, атрибут, экземпляр, ключ и связь.

Сущность – любой различимый объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в базе данных.

Атрибут – поименованная характеристика сущности.

Экземпляр - это конкретный представитель данной сущности. То есть для сущности машина, экземпляром сущности будет конкретный автомобиль, например автоцистерна, расположенная в 1 части. Каждая сущность должна быть уникальна. Часто бывает, что экземпляры сущности похожи по всем атрибутом, кроме ключа. Например две одинаковые модели автомобилей АЦ, обе расположены в одной части, но у обоих будет свой уникальный идентификатор (id).

Сущность на ER-диаграмме представляется прямоугольником с именем в верхней части. В прямоугольнике перечисляются атрибуты сущности, при этом атрибуты, составляющие уникальный идентификатор сущности (он же ключ), подчеркиваются

Пожар

I IP

Адрес

Ранг

Время возгорания

Время локализации

Время ликвидации

Рис 1 - Сущность

Первичный ключ (primary key) – это атрибут или группа атрибутов, однозначно идентифицирующая экземпляр сущности.

Первичный ключ имеет следующие свойства:

• •    Уникальность. Два экземпляра не должны иметь одинаковых значений возможного ключа. То есть для сущности пожар, адрес в качестве первичного ключа не подходит, так как в одном здании пожар может произойти не один раз.

• •    Компактность. Сложный возможный ключ не должен содержать ни одного атрибута, удаление которого не приводило бы к утрате уникальности. Например если бы ключом был адрес, время возгорания и ранг, то удаление из ключа ранга никак не повлияло бы на его уникальность. Таким образом ключ адрес, время возгорания и ранг не является компактным. Чаще всего ключом является уникальный номер, идентификатор (id).

Сущности связаны друг с другом по средствам отношений (связей).

Связи отображены в виде линий. Связи бывают трех видов:

• •    Один к одному. Чаще всего означает, что на самом деле мы имеем одну сущность по ошибке разделенную на две;

• •    Один ко многим. Наиболее часто используемый вид связи. Сущность со стороны "один" является родительской, а сущность со стороны "много" следовательно дочерней;

• •    Многие ко многим. Как правило такой тип связи является временным и в будущем делится на две связи один ко многим.

В случае данного проекта примером временной связи многие ко многим может служить связь пожара и машин.

Рис 2 - Связь многие ко многим

Но связи многие ко многим нарушают нормализацию базы данных, а конкретно первую нормальную форму.

Нормальная форма - требование, предъявляемое к структуре таблиц в теории реляционных баз данных для устранения из базы избыточных функциональных зависимостей между атрибутами (полями таблиц).

Первая нормальная форма или 1NF - в одной ячейке должно быть только одно значение, то есть являться атомарным.

Так как каждая сущность представляет собой таблицу, в который конкретный экземпляр сущности является строкой, а атрибутами являются столбцы. При этом в одной ячейке может хранится только одна переменная, такая связь не позволяет нам заполнить базу данных с учетом первой нормальной формы. Поэтому ее следует разбить на две сущности один ко многим. В этом случае будем правильно добавить между пожаром и машиной рапорт, который хранит в себе идентификаторы и пожара и машины. Таким образом, если потребуется узнать какие точно машины были на пожаре, тогда будет возможность сделать кросс-табличный запрос, который выведет нам необходимые нам машины.

Рис 3 - Две связи одни ко многим

Для базы данных, предназначенной для диспетчеризации пожарного гарнизона было в итоге определено пять сущностей: часть, машина, рапорт, объект, вызов. Гарнизон разбит на части. Объекты привязаны к частям, согласно району выезда. К каждой части привязаны машины. При получении вызова, отправляем на него машины, которые потом оставляют рапорта с данными о времени получения сигнала о выезде и времени отзыва с него.

Рис 4 - Итоговая ER-диаграмма

В итоге было подробно разобрано семантическое моделирование при помощи диаграммы сущность-связь. Так же была смоделирована диаграмма сущность-связь для базы данных, которая предназначена для диспетчера пожарного гарнизона.