2章データモデルの概念 p.15-36 1組 051018 1 ２．１データモデル P１６～１７経営情報学科 H102065 高埜直樹 H102086 外松真一 2 データモデルとは • 現実世界に存在するデータをデータベースとしてコンピューターで扱えるようにするためにデータを写し取る手段。 • 写し取った結果を指す。 3 データモデルを考えるために • 人が現実世界の中で見たり考えたり注目することが必要。 • それらを論理的に整理どう抽象化表現するかということが必要。 4 モデル • 人は、現実世界で・知覚したことに・論理的な解釈・想像したことを他の人に伝える・相互によって理解 • 抽象化し表現＝モデル 5 モデルの例 • • • • • 人と人とのコミュニケーションで使われる表現モデル言葉絵音楽写真言葉では、日本語、英語、フランス語など多様な表現モデルが存在。 6 人の解釈・抽象化の行動の面からモデルをとらえるデータモデルは • 現実社会のデータに着目 • 人間が解釈・抽象化 • コンピューターに実行させるために用いるモデル現実世界のデータ「複数の処理目的で共用できるように、相互に関連付けされた冗長のないデータの集まり」 7 • データモデルデータを • 記述 • 検索 • 更新 • 操作の手段を提供するのがということになる。 • データモデルにも様々なモデルがある。 • 現実世界のデータをどのように解釈・抽象化するかでデータの見方・考え方が異なる。 8 データモデルどのような目的に利用するかによって • 解釈 • 抽象化が異なる。・データモデルの発展は利用要求に対してデータの解釈、抽象化重点をどこに置いてきたか？という歴史である。 9 階層データモデルネットワークデータモデル関係データモデル 10 階層データモデル、ネットワークモデル1 • 1960年代から1970年代では・・・初期のデータモデルとして、・データの階層関係に着目して表現する →階層データモデル・データの関連をさらに階層だけでなく網（ネットワーク）構造で表現する →ネットワークデータモデル(あるいは網構造形ネットワーク）の二つが登場した。 11 階層データモデル,ネットワークデータモデル2 • これらに基づくDBMSが商用化され・サービス業における予約業務・流通業における受発注・在庫管理・製造業における生産管理・金融業における元帳管理など・・・さまざまな定型的な業務処理を行う情報システムで使われるようになった。 • これらのデータモデルは1980年代ではオンラインの大規模なデータベースで適用され、現在も 12 使われている。関係(リレーショナル)データモデル • 一方で、1970年代にはデータを表で表現する関係（リレーショナル）データモデルが提案され、注目されてきた。 • 1980年代になりこの関係データモデルに基づく DBMSは・・・・意思決定などの情報系の情報システムで使用。 →今日ではオンラインの定型的な業務処理を行う情報システムでも使われるようになった。 • この関係データモデルはデータの処理の柔軟性が高く最も普及されているデータモデルとなっている。 13 オブジェクト指向データモデル • データだけでなくデータとその振る舞いをモデル化するオブジェクト指向データモデル。 • 1990年代ではオブジェクト指向モデルがデータとソフトウェアの共有や再利用性を向上させるという観点から注目され、それに基づく DBMSの商用化や標準化の活動が行われている。 • オブジェクト指向を関係データモデルに取り入れたオブジェクト関係データベースも標準化や商用化が進められている。 14 データベース論テキストP18~P21のプレゼンテーション発表日：平成16年10月20日（水）〔改訂版〕 H１０２１３７山田雄大 H１０２０２１大島翔太 15 データモデルの基本3要素 • データ構造現実世界のデータの性質や関連を表すための表現規則 • データ操作検索や更新などの操作規則 • 整合性制約データを正しい状態に保つための制約条件誤ったデータ入力を防ぐための規則 16 データベース言語 • データモデルの記述要素 – データ定義言語 • データ構造と整合性制約の記述要素 • スキーマ＝データ定義言語でデータ構造と整合性制約を記述したもの – データ操作言語 • データ操作の記述要素 17 データモデル機能と応用データモデル • データモデル機能 (手段としてのデータモデル) • 階層データモデル、ネットワークデータモデル、関係データモデル • 対応するデータベース＝階層データベース、ネットワークデータベース、関係データベース • 応用データモデル (結果としてのデータモデル) • 予約データモデル、在庫管理データモデル • 対応するデータベース＝予約データベース、在庫管理データベース 18 従来のファイル処理の問題 (1) • アプリケーションプログラムで必要なファイルは、個別に定義・実装 • ファイルのデータ構造の記述は、処理するファイル中に埋め込まれる • ファイルのデータ構造の変更→処理プログラムの変更 19 従来のファイル処理の問題 (2) 新しいデータ項目の追加が困難新しい項目を追加すると・・・データ構造の記述が直接アプリケーションの中に埋め込まれているため、アプリケーション内の項目の認識がおかしくなる。 20 従来のファイル処理の問題 (3) 新な項目「生年月日」を追加 ↓ アプリケーションは東京太郎の新項目「生年月日」を横浜花子の社員コードと誤認 ↓ 以降、社員ファイルはどんどんずれていく 21 従来のファイル処理の問題 (4) そこでデータ独立性の概念が生まれたデータ独立性とは？ • アプリケーションプログラムとデータがお互いに独立している • アプリケーションプログラムとデータは互いに影響を与えないで、変更可能 22 データベース論 P21～P23 作者不明 23 データの独立性データベースのデータ独立性の考え方 24 • データ構造の変更はDBMSにより管理。 • これによりアプリケーションプログラムに直接影響を与えないようにする事が可能。 25 3つのレベルでとらえるデータ独立性外部レベル（external level）概念レベル（conceptual level）内部レベル（internal level） 26 現実世界外部レベル概念レベル内部レベル 27 28 外部レベル • 特定のアプリケーションが興味を持つデータを表現する。 • 記述したものを外部スキーマという。 • 特定のアプリケーションに依存。 • 見えない残り部分を隠蔽。 29 概念レベル • 企業・組織体の立場から全体をとらえる。 • 特定のアプリケーションに依存しない。 • 記述したものを概念スキーマという。 • 物理的な記憶構造を隠蔽。 30 内部レベル • 概念スキーマで記述された対象に関連したデータベースの物理的な記憶構造をとらえる。 • 記述したものを内部スキーマという。 ↑効率の良いデータベースを実現。 31 • 3つのレベルのスキーマの変換処理は写像（マッピング）という。 • この構造はANSI / SPARCの検討グループにより作成。 32 データ定義の基本概念 P24～P26 H102014 H102402 市川紘子（１～４）橋詰奈美（５～８） 33 例文「Ａ社は、ソフトウェアの製品の開発・販売を行っている。国内に横浜支店を含め10支店あり自社および他社で開発した約100種類の製品の販売を行っている。特に横浜支店はＤＢＭＳ，大阪支店はＣＡＳＥツールの販売拠点として、販売担当を強化している。ＤＢＭＳの販売担当はＢ課長をリーダとして15名の社員が、ＣＡＳＥツールの販売担当はＣ課長をリーダとして20名の社員が従事している。」 34 実体 • データモデルでは、現実世界で人間が認識する事象を「実体」として表す • 実体はデータベースでの管理対象の基本となる • 実体は、必ずしも実在していなくてもよく、概念的な存在でもかまわない 35 例文より認識される事象をもとに、実態を抽出すると次のものが考えられる • Ａ社、支店、横浜支店、大阪支店、10支店、他社 • 製品、ＤＢＭＳ、ＣＡＳＥツール、100種類の製品 • 社員、Ｂ課長、Ｃ課長、15名のＤＢＭＳ販売担当、20 名のＣＡＳＥツール販売担当、その他の支店の社員 36 型（type） • 同じ種類のものを集めて分類する ↓ • 実体型・実現値（オカレンス（occurrence）あるいはインスタンス（instance））実現値とは、実体型に属する個々の実体のことである 37 実体型と実現値実体型実現値 (entity type) (occurrence, instance) 「支店」「製品」横浜支店、大阪支店、他8つの個々の支店「社員」 B課長、 C課長、 15名のDBMS販売担当社員、 20名のCASEツール販売担当社員、その他の支店の社員 A社、他社「製造元」 DBMS、 CASEツール、１００種類の個々の製品 38 データモデル化の利点 • モデル化の利点管理対象を明確にすることができる • データモデルの基本型を定義し、個々の値を操作できるようにする 39 データベース論 P27-29 H102008 池上直隆 H102403 花岡智史 40 実体(entity）の型と値 • 1つの実体(entity)は、モデル化の対象とする現実世界の中で１つの型(type)に分類される • 現実世界のとらえ方によって、１つの実体(entity) は複数の異なった実体型 (entity type)に分類される 41 属性 • 属性（attribute）－実体(entity)の具体的な性質を記述したもの例実体型「支店」の属性：支店名、住所 • 属性(attribute)も実体(entity)である →オブジェクト指向 42 定義域 • 定義域（domain)－属性(attribute)がとりえる値の集合 43 関連 • 実体型の間の関連（relation）－現実世界における、事情と事情の間の相互関係 • 基数（cardinality）－２つの実体型(entity type)に関連があるときの、実現値と実現値の対応する数の関係の表し方 – １対多 → １：n 44 P30-32 H102054 佐々木 H102145 吉池大輔傑 45 データモデルの図式表現(1) ●実体型と関連を視覚的な図式で表す・実体型は短径で、関連は矢印で表現・矢印は、矢尻の方向に1：nの関連があることを表す 1 n ・この矢尻に基数1：nのnの表示がない場合はn≧0の制約を表す 1 <P30> 46 データモデルの図式表現(2) ・ n がある値 i に制約されるとき 1 i ・nが最大値a、最小値bに制約されるとき 1 (a,b) ・1：nの１が0または1のとき (0 または 1) n 47 2 データモデルの図式表現(3) ●n : m → 1 ： n 1 n n m n:m の関連があるため、「在庫」を設けて 1：n に 48 3 データモデルの図式表現(4) ●IDEF1X ↓IDEF1Xで図式表示 49 4 関連の種類現実世界の事象と事象の間の相互関係を、データモデルでは実体型の間の関連として表す。関連の種類 • 一般的な関連（general relationship） • 構成関連（composed-of relationship） • 汎化（generalization）関連 <P31> 5 50 一般的な関連実体型の相互関係に、特別な階層関係や包含的な関係を含まない、対等な関係を表します。一般的な関連の例 • 「支店」と「社員」の間の「所属」という関連 • 「製造元」と「製品」の間の「製造」という関連 6 51 構成関連・実体型の間に全体とその部分という構成上の階層関係があることを表します。・複合化された実体をとらえる。構成関連の例・「自動車」と「エンジン」｢タイヤ｣「車体」との間の構成関連・「文書」と「表題」「段落」との間の構成関連・「段落」と「見出し」「文」との間の構成関連 52 7 構成関連このような構成関連・集約（aggregation）・全体部分関係その構成される階層からみたとき・part-of関係（部分is a-part-of全体）・has-a関係（全体has-a部分） 53 汎化関連汎化関連は、単に汎化とも呼ばれますが、実体型の間に上位概念と下位概念という抽象化の関係があることを表します。・上位概念の実体型・・・スーパタイプ（スーパクラス）・下位概念の実体型・・・サブタイプ（サブクラス）＊（）はオブジェクト指向のとき・現実世界の複雑な事象を、一般的な概念からより詳細な概念に階層的に整理することができる。 54 <P32> 汎化関連汎化関連の例・「動物」と「ほ乳類」「鳥類」との間の汎化関連・「自動車」と「バス」「トラック」との間の汎化関連 55 汎化関連・ is-a関係(下位概念is-a上位概念) ・専化（specialization）あるいは特化・スーパタイプのもつ性質はすべてのサブタイプで共有される。これをサブタイプはスーパタイプの性質を継承（インヘリタンス、 inheritance）するという 56 構造関連と汎化関連の表記法本書での表記法・構成関連を三角形・汎化関連を半円＊人によっては逆に表記している。 57 データベース論 p33～p36までの要約 H102002 安島澄人 H102005 有坂秀則 58 汎化関連 • 実体型の間に上位概念と下位概念という抽象化の関係があることを表す。 • 上位概念の実体型ス－パタイプ • 下位概念の実体型サブタイプ • オブジェクト指向ス－パクラス、サブクラス 59 汎化関連の例 • 「動物」と「ほ乳類」「魚類」との間の汎化関連 • 「自動車」と「バス」「トラック」との間の汎化関連 60 メタデータ管理 • データモデル • データ定義言語で記述された記述情報 • データベースに実際に記憶されるデータ • 後者に対して前者の記述情報をスキーマという。そのデータをメタデータと呼ぶ。 61 データとメタデータの関係 62 メタデータの管理 • メタデータを格納するものをリポジトリ（repository)という。 • 管理する情報の範囲・システムカタログ（system catalog) ・データ辞書（data dictionary) ・情報資源辞書（information resource dictionary) 63 メタデータ管理の階層 64