Сделай Сам Свою Работу на 5
 

Иерархическая модель данных.

Базы данных, системы управления базами данных

Развитие современного промышленного производства и биз­неса невозможно без создания автоматизированных информаци­онных систем, одно из назначений которых — предоставление пользователю достоверной информации, необходимой для при­нятия оптимального решения. В настоящее время ни одна из задач управления производством и бизнесом не должна выполняться без применения автоматизированных информационных систем. Это анализ рынка и проектирование конструкции и технологии изго­товления новых изделий; это системы управления производствен­ными, технологическими процессами и качеством изготовления продукции.

Сегодня мы должны рассматривать любую деятельность любо­го специалиста как некоторую систему принятия решений, по­этому специалисту и нужна достоверная информация. Таким об­разом, одной из важнейших функций информационной системы является информационное обеспечение процесса управления. Та­кие системы называют управленческими информационными сис­темами; они обычно включают в себя большие и сложные базы данных.

Итак, что же такое База данных и Система управления базами данных? Рассмотрим некоторые из наиболее популярных определений.

В учебном пособии Карповой Т. С. [6] даны следующие опреде­ления.

База данных (БД) — именованная совокупность данных, отра­жающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.

Система управления базами данных — совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

 

В руководстве по настольной СУБД Microsoft Access 2000 авто­ры Харитонова И. А. и Михеева В. Д. [13] предлагают следующие определения.

База данных — это совокупность сведений (о реальных объек­тах, процессах, событиях или явлениях), относящихся к опреде­ленной теме или задаче, организованная таким образом, чтобы обеспечить удобное представление этой совокупности как в це­лом, так и любой ее части.



 

Основные функции Системы управления базами данных — это оп­ределение данных (описание структуры базы данных), обработка данных и управление данными.

База данных, в обычном, строгом смысле слова — файл дан­ных, для определения и обращения к которому используются сред­ства управления базой данных..

С учетом данных определений можно сказать, что База дан­ных — это файл, организованный (структурированный) как файл с прямым доступом.

Понятие файла прямого доступа и принципов его организации известны из теории программирования многомерных массивов, в том числе на алгоритмических языках взбю, Паскаль.

В Толковом словаре по вычислительным системам [11] даны следующие понятия СУБД.

Система управления базой данных — система программного обес­печения, имеющая средства обработки на языке базы данных, позволяющая обрабатывать обращения к базе данных, которые поступают от прикладных программ и (или) конечных пользова­телей, и поддерживать целостность базы данных.

Обычно различают три класса (модели) организации баз дан­ных: иерархические, сетевые и реляционные. Термин «модель» в данном случае рассматривается как структура, позволяющая ко­личественно и качественно оценивать на логическом уровне орга­низацию хранения и доступа к данным (например, рассчитать ожи­даемую потребность в памяти для хранения данных или рассчи­тать потребное число шагов поиска данных).

Иерархическая модель данных.

Иерархическая модель данных, как следует из названия, имеет иерархическую структуру, т.е. каж­дый из элементов связан только с одним стоящим выше элементом, но в то же время на него могут ссылаться один или несколько стоящих ниже элементов. В терминологии иерархической моде­ли используются более конкретные понятия: «элемент» (узел); «уро­вень» и «связь». Узел чаще всего представляет собой атрибут (при­знак), описывающий некоторый объект. Иерархически модель схематически изображается в виде графа, в котором каждый узел является вершиной. Эта модель представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих граф — дерево с иерархической структу­рой (рис. 1.1). Такой граф имеет единственную вершину, не под­чиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верх­нем (первом) уровне. Число вершин первого уровня определяет число деревьев в базе данных.

Рисунок 1.1

 
 

 


Сетевая модель данных.Эта модель использует ту же терминологию, что и иерархическая модель: «узел», «уровень» и «связь». Единственное отличие между иерархической и сетевой моделями данных заключается в том, что в последней каждый элемент данных (узел) может быть связан с любым другим элементом(узлом) (рис. 1.2).

Рисунок 1.2

 

 

Реляционная модель данных.Основная идея реляционной модели данных заключается в том, чтобы представить любой набор данных в виде двумерного массива — таблицы. В простейшем случае реляционная модель описывает единственную двумерную таблицу, но чаще всего эта модель описывает структуру и взаимоотношения между несколькими различными таблицами.

Реляционные модели данных, или реляционные базы данных, являются в настоящее время основным способом в проектировании и организации информационных систем в производстве и бизнесе, поэтому мы рассмотрим теоретические основы и практические методы разработки реляционных баз данных.

Термины и определения

Развитие реляционных баз данных началось в конце 1960-х гг., когда появились первые работы, в которых обсуждались возможности использования привычных для специалиста способов формализованного представления данных в виде таблиц. Некоторые специалисты такой способ представления информации называли таблицами решений, другие — табличными алгоритмами. Теоретики реляционных баз данных табличный способ представления информации называли даталогическими моделями.

Основоположником теории реляционных баз данных считается сотрудник фирмы 1ВМ доктор Э. Ф. Кодд, опубликовавший 6 июня 1970 г. статью «Реляционная модель данных для больших коллективных банков данных» В этой статье впервые и был использован термин «реляционная модель данных», что и положило начало реляционным базам данных.

Реляционная БД представляет собой информацию (данные) об объектах, представленную в виде двумерных массивов — таблиц, объединенных определенными связями. База данных может состоять и из одной таблицы. Прежде чем приступить к дальнейшему изучению реляционных баз данных, рассмотрим применяемые в теории и практике термины и определения.

Таблица базы данных — двумерный массив, содержащий информацию об одном классе объектов. В теории реляционной алгебры двумерный массив (таблицу) называют отношением.

Таблица состоит из следующих элементов: поле, ячейка, запись

Поле (столбец) содержит значения одного из признаков, характеризующих объекты БД. Число полей в таблице соответствует числу признаков, характеризующих объекты БД.

Ячейка содержит конкретное значение соответствующего поля (признака одного объекта).

Запись — строка таблицы. Она содержит значения всех признаков, характеризующих один объект. Число записей (строк) соответствует числу объектов, данные о которых содержатся в таблице.

Одним из важных понятий, необходимых для построения оптимальной структуры реляционных баз данных, является понятие ключа, или ключевого поля.

Ключом считается поле, значения которого однозначно определяют значения всех остальных полей в таблице. Например, поле «Номер паспорта», или «Идентификационный номер налогоплательщика (ИНН)», однозначно определяет характеристики любого физического лица (при составлении соответствующих таблиц баз данных для отделов кадров или бухгалтерии предприятия).

Ключом таблицы может быть не одно, а несколько полей. В этом случае множество полей может быть возможным ключом таблицы только тогда, когда удовлетворяются два независимых от времени условия: уникальность и минимальность.

Уникальность ключа означает, что в любой момент времени таблица базы данных не может содержать никакие две различные записи, имеющие одинаковые значения ключевых полей. Выполнение условия уникальности является обязательным.

Условие минимальности ключевых полей означает, что только сочетание значений выбранных полей отвечает требованиям уникальности записей таблицы базы данных. Это означает также, что ни одно из входящих в ключ полей не может быть исключено из него без нарушения уникальности.

При формировании ключа таблицы базы данных, состоящего из нескольких полей, необходимо руководствоваться следующими положениями:

§ не следует включать в состав ключа поля таблицы, значения которых сами по себе однозначно идентифицируют записи в таблице. Например, не стоит создавать ключ, содержащий одновременно поля «номер паспорта» и «идентификационный номер налогоплательщика», поскольку каждый из этих атрибутов может однозначно идентифицировать записи в таблице;

§ нельзя включать в состав ключа неуникальное поле, т.е. поле, значения которого могут повторяться в таблице.

 



©2015- 2022 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.