Приведите примеры моделей данных для разных предметных областей.

Ниже приведены примеры моделей данных для разных предметных областей. Под моделью данных здесь понимается набор сущностей, их атрибутов, связей и ограничений.

1. Библиотека

Основные сущности

• Книга: идентификатор, название, год издания, ISBN, количество страниц.

• Автор: идентификатор, фамилия, имя, дата рождения.

• Экземпляр книги: инвентарный номер, состояние, дата поступления.

• Читатель: номер читательского билета, ФИО, телефон, адрес.

• Выдача: дата выдачи, срок возврата, фактическая дата возврата.

Связи

• Один автор может написать много книг.

• У одной книги может быть несколько авторов.

• Одна книга может иметь несколько физических экземпляров.

• Читатель может брать много экземпляров книг.

• Один экземпляр в конкретный момент может быть выдан только одному читателю.

Реляционная схема

Автор(
    author_id,
    фамилия,
    имя,
    дата_рождения
)

Книга(
    book_id,
    название,
    isbn,
    год_издания,
    страниц
)

КнигаАвтор(
    book_id,
    author_id
)

ЭкземплярКниги(
    copy_id,
    book_id,
    инвентарный_номер,
    состояние,
    дата_поступления
)

Читатель(
    reader_id,
    фио,
    телефон,
    адрес
)

Выдача(
    loan_id,
    copy_id,
    reader_id,
    дата_выдачи,
    срок_возврата,
    дата_возврата
)

Связь между книгами и авторами имеет тип «многие ко многим», поэтому для нее используется отдельная таблица КнигаАвтор.

2. Интернет-магазин

Основные сущности

• Товар: артикул, название, цена, описание, остаток.

• Категория: название, родительская категория.

• Покупатель: имя, электронная почта, телефон.

• Заказ: дата, статус, сумма.

• Позиция заказа: товар, количество, цена на момент покупки.

• Оплата: способ оплаты, сумма, дата, статус.

• Доставка: адрес, служба доставки, трек-номер.

Реляционная схема

Категория(
    category_id,
    название,
    parent_category_id
)

Товар(
    product_id,
    category_id,
    артикул,
    название,
    цена,
    описание,
    остаток
)

Покупатель(
    customer_id,
    имя,
    email,
    телефон
)

Заказ(
    order_id,
    customer_id,
    дата_создания,
    статус,
    общая_сумма
)

ПозицияЗаказа(
    order_item_id,
    order_id,
    product_id,
    количество,
    цена_на_момент_заказа
)

Оплата(
    payment_id,
    order_id,
    способ,
    сумма,
    дата_оплаты,
    статус
)

Доставка(
    delivery_id,
    order_id,
    адрес,
    перевозчик,
    трек_номер,
    статус
)

Важное правило: цена товара в ПозицияЗаказа хранится отдельно от текущей цены в таблице Товар, потому что цена может измениться после оформления заказа.

3. Медицинская клиника

Основные сущности

• Пациент: ФИО, дата рождения, полис, контакты.

• Врач: ФИО, специальность, кабинет.

• Прием: дата и время, жалобы, диагноз, рекомендации.

• Медицинская услуга: название, стоимость.

• Назначение: лекарство, дозировка, период приема.

• Анализ: вид исследования, дата, результат.

• Медицинская карта: история заболеваний и обращений пациента.

Реляционная схема

Пациент(
    patient_id,
    фио,
    дата_рождения,
    телефон,
    номер_полиса
)

Врач(
    doctor_id,
    фио,
    специальность,
    кабинет
)

Прием(
    appointment_id,
    patient_id,
    doctor_id,
    дата_время,
    жалобы,
    диагноз,
    рекомендации,
    статус
)

Услуга(
    service_id,
    название,
    стоимость
)

ПриемУслуга(
    appointment_id,
    service_id,
    количество,
    стоимость_на_дату
)

Назначение(
    prescription_id,
    appointment_id,
    препарат,
    дозировка,
    частота_приема,
    дата_начала,
    дата_окончания
)

Анализ(
    test_id,
    patient_id,
    appointment_id,
    вид_анализа,
    дата_сдачи,
    результат
)

Один пациент может иметь много приемов, а один врач принимает много пациентов. Один прием может включать несколько услуг и несколько назначений.

4. Университет или колледж

Основные сущности

• Студент: номер зачетной книжки, ФИО, группа, дата поступления.

• Преподаватель: ФИО, кафедра, должность.

• Дисциплина: название, количество часов, форма контроля.

• Учебная группа: код группы, курс, направление подготовки.

• Семестр: учебный год, номер семестра.

• Запись на дисциплину: студент, дисциплина, семестр.

• Оценка: балл, дата, вид аттестации.

Реляционная схема

Группа(
    group_id,
    код,
    курс,
    направление
)

Студент(
    student_id,
    group_id,
    фио,
    дата_рождения,
    дата_поступления
)

Преподаватель(
    teacher_id,
    фио,
    кафедра,
    должность
)

Дисциплина(
    course_id,
    название,
    часы,
    форма_контроля
)

Семестр(
    semester_id,
    учебный_год,
    номер
)

ПроведениеДисциплины(
    teaching_id,
    course_id,
    teacher_id,
    semester_id,
    group_id
)

ЗаписьНаДисциплину(
    enrollment_id,
    student_id,
    teaching_id
)

Оценка(
    grade_id,
    enrollment_id,
    вид_контроля,
    балл,
    дата
)

Эта модель позволяет хранить не только список дисциплин, но и сведения о том, кто, когда и какой группе преподавал предмет, а также результаты каждого студента.

5. Банковская система

Основные сущности

• Клиент: физическое или юридическое лицо, паспортные или регистрационные данные.

• Счет: номер, валюта, дата открытия, баланс.

• Карта: номер, срок действия, статус.

• Транзакция: дата, сумма, тип операции, назначение платежа.

• Кредит: сумма, процентная ставка, срок, статус.

• Платеж по кредиту: дата, сумма основного долга, проценты.

Реляционная схема

Клиент(
    customer_id,
    тип_клиента,
    фио_или_наименование,
    идентификационный_документ,
    телефон
)

Счет(
    account_id,
    customer_id,
    номер_счета,
    валюта,
    дата_открытия,
    баланс,
    статус
)

Карта(
    card_id,
    account_id,
    маскированный_номер,
    дата_окончания,
    статус
)

Транзакция(
    transaction_id,
    счет_отправителя_id,
    счет_получателя_id,
    дата_время,
    сумма,
    валюта,
    тип,
    назначение,
    статус
)

Кредит(
    loan_id,
    customer_id,
    сумма,
    процентная_ставка,
    дата_выдачи,
    дата_окончания,
    статус
)

ПлатежПоКредиту(
    payment_id,
    loan_id,
    дата,
    сумма,
    погашение_основного_долга,
    погашение_процентов
)

Для банковской области особенно важны ограничения целостности: отрицательный баланс разрешается не для всех счетов, транзакции должны быть неизменяемыми после проведения, а доступ к персональным данным должен быть разграничен.

6. Склад и логистика

Основные сущности

• Товар: артикул, название, единица измерения.

• Склад: адрес, тип, ответственный сотрудник.

• Ячейка хранения: номер, вместимость, зона склада.

• Остаток: товар, ячейка, количество.

• Поставка: поставщик, дата, статус.

• Отгрузка: получатель, дата, маршрут, статус.

• Перемещение: откуда, куда, какой товар, количество.

Реляционная схема

Товар(
    product_id,
    артикул,
    название,
    единица_измерения
)

Склад(
    warehouse_id,
    название,
    адрес
)

Ячейка(
    location_id,
    warehouse_id,
    код_ячейки,
    зона,
    вместимость
)

Остаток(
    stock_id,
    product_id,
    location_id,
    количество,
    дата_обновления
)

Поставка(
    receipt_id,
    поставщик,
    warehouse_id,
    дата,
    статус
)

СтрокаПоставки(
    receipt_item_id,
    receipt_id,
    product_id,
    количество,
    цена
)

Отгрузка(
    shipment_id,
    получатель,
    warehouse_id,
    дата,
    статус
)

СтрокаОтгрузки(
    shipment_item_id,
    shipment_id,
    product_id,
    количество
)

Перемещение(
    movement_id,
    product_id,
    откуда_location_id,
    куда_location_id,
    количество,
    дата_время
)

Такая модель помогает определить, где находится конкретный товар, сколько его доступно, какие поставки ожидаются и какие отгрузки должны быть выполнены.

7. Социальная сеть

Для этой области удобна графовая модель данных, поскольку основной интерес представляют связи между пользователями.

Узлы графа

• Пользователь.

• Публикация.

• Сообщество.

• Комментарий.

• Изображение или видео.

Ребра графа

• ПОДПИСАН_НА — пользователь подписан на пользователя.

• СОСТОИТ_В — пользователь состоит в сообществе.

• ОПУБЛИКОВАЛ — пользователь создал публикацию.

• ЛАЙКНУЛ — пользователь отметил публикацию.

• ПРОКОММЕНТИРОВАЛ — пользователь оставил комментарий.

• УПОМЯНУЛ — публикация содержит упоминание пользователя.

Пример

(Пользователь: Анна)-[:ПОДПИСАН_НА]->(Пользователь: Сергей)

(Пользователь: Анна)-[:ОПУБЛИКОВАЛ]->(Публикация: Пост_1)

(Пользователь: Сергей)-[:ЛАЙКНУЛ]->(Публикация: Пост_1)

(Пользователь: Сергей)-[:ПРОКОММЕНТИРОВАЛ]->(Комментарий: Комментарий_1)

(Комментарий: Комментарий_1)-[:К_ПУБЛИКАЦИИ]->(Публикация: Пост_1)

Графовая модель удобна для поиска общих друзей, построения рекомендаций, анализа связей и определения наиболее популярных пользователей.

8. Производственное предприятие

Основные сущности

• Изделие: код, название, версия, себестоимость.

• Компонент: материал или деталь, необходимая для производства.

• Спецификация изделия: перечень компонентов и их количества.

• Производственный заказ: изделие, плановое количество, срок исполнения.

• Операция: резка, сборка, покраска, контроль качества.

• Оборудование: тип, состояние, производительность.

• Сотрудник: профессия, квалификация.

• Контроль качества: результат проверки, выявленные дефекты.

Реляционная схема

Изделие(
    product_id,
    код,
    название,
    версия,
    себестоимость
)

Компонент(
    component_id,
    код,
    название,
    единица_измерения
)

Спецификация(
    specification_id,
    product_id,
    component_id,
    количество
)

ПроизводственныйЗаказ(
    work_order_id,
    product_id,
    плановое_количество,
    дата_начала,
    дата_окончания,
    статус
)

Операция(
    operation_id,
    название,
    нормативное_время
)

МаршрутПроизводства(
    route_id,
    product_id,
    operation_id,
    порядковый_номер
)

Оборудование(
    machine_id,
    название,
    тип,
    состояние
)

ВыполнениеОперации(
    execution_id,
    work_order_id,
    operation_id,
    machine_id,
    дата_время,
    фактическое_количество,
    результат
)

Главная особенность этой модели — наличие спецификаций изделий и технологических маршрутов, то есть описаний, из чего производится изделие и в какой последовательности выполняются работы.

9. Система бронирования гостиницы

Основные сущности

• Гость: ФИО, документ, телефон, электронная почта.

• Номер: тип, вместимость, стоимость, статус.

• Бронирование: даты заезда и выезда, статус, количество гостей.

• Услуга: завтрак, трансфер, парковка, прачечная.

• Оплата: сумма, дата, метод оплаты.

• Проживание: фактический заезд и выезд.

Реляционная схема

Гость(
    guest_id,
    фио,
    документ,
    телефон,
    email
)

Номер(
    room_id,
    номер,
    тип,
    вместимость,
    стоимость_в_сутки,
    статус
)

Бронирование(
    reservation_id,
    guest_id,
    room_id,
    дата_заезда,
    дата_выезда,
    количество_гостей,
    статус
)

Услуга(
    service_id,
    название,
    стоимость
)

БронированиеУслуга(
    reservation_id,
    service_id,
    количество,
    стоимость_на_дату
)

Оплата(
    payment_id,
    reservation_id,
    дата,
    сумма,
    способ,
    статус
)

Ограничение целостности: для одного номера не должно существовать двух подтвержденных бронирований с пересекающимися периодами проживания.

10. Аналитика продаж: многомерная модель

Для отчетов и бизнес-аналитики часто применяют не обычную операционную модель, а многомерную модель типа «звезда».

Таблица фактов

ФактПродаж(
    дата_id,
    товар_id,
    покупатель_id,
    магазин_id,
    количество,
    выручка,
    скидка,
    себестоимость
)

Таблицы измерений

Дата(
    дата_id,
    день,
    месяц,
    квартал,
    год,
    день_недели
)

Товар(
    товар_id,
    название,
    категория,
    бренд
)

Покупатель(
    покупатель_id,
    пол,
    возрастная_группа,
    город
)

Магазин(
    магазин_id,
    название,
    город,
    регион,
    формат
)

Эта модель позволяет быстро отвечать на аналитические вопросы: какие товары лучше продавались по месяцам, в каких регионах выше выручка, как скидки влияют на объем продаж, какие категории покупают разные группы клиентов.

Таким образом, для разных предметных областей выбираются разные модели: реляционная модель хорошо подходит для учета операций и строгих связей, графовая — для социальных связей и рекомендаций, документная — для гибких и слабо структурированных данных, а многомерная — для аналитики и отчетности.