Головна
Лекції
Завдання
Побажання
Гостьова
Лінки
Лекція №5 Лекція №3 Скачати лекцію

Лекція 4

Моделі та типи даних.

Дані, які зберігаються в БД мають визначену логічну структуру, тобто описуються деякою моделлю представлення даних (моделлю даних), яка підтримується СУБД. До числа класичних відносяться наступні моделі даних:

  • Ієрархічна,
  • Сітьова
  • Реляційна.

Крім того, в останні роки з’явились та стали більш активно впроваджуватись на практиці наступні моделі даних:

  • Постреляційна,
  • Багатовимірна
  • Об’єктно-орієнтована

Ієрархічна модель

В ієрархічній моделі зв’язки між даними можна описати за допомогою дерева. Для опису структури ієрархічної БД в деяких мовах програмування використовується тип даних “дерево”, схожий з типом даних “структура” мови С. Тип “дерево” є складеним. Він включає в себе піддерева, кожне з яких має тип “дерево”, яке складається з кореневого типу та впорядкованого набору, (можливо порожнього) підлеглих типів. Кожний з елементарних типів, включених в тип “дерево” є простим або складеним типу “запис”. Простий запис складається з одного типу, наприклад числового, а складений “запис” об’єднує деяку сукупність типів, наприклад, ціле, строку символів та показчик (посилання).

Кореневим називається тип, який має підлеглі типи, та сам не є підтипом. Підлеглий тип (підтип) є нащадком по відношенню до типу, який виступає для нього в ролі попередника (батька). Нащадки одного й того ж дерева є близнюками по відношенню один до одного.

В цілому тип “дерево” являє собою упорядковану сукупність екземплярів даних типу дерево, які містять екземпляри типу “запис”. Часто відношення споріднення між типами переносять на відношення між самими записами. Поля записів зберігають власне числові та символьні значення, які складають основний зміст БД. Обхід всіх елементів ієрархічної БД звичайно проводиться зверху вниз та зліва направо.

До основних операцій маніпулювання ієрархічно організованими даними відносяться наступні:

  • Пошук вказаного екземпляра БД (наприклад дерева із значенням 10 в полі Відділ_номер);
  • Перехід від одного дерева до іншого;
  • Перехід від одного запису всередині дерева до іншої (наприклад, до наступного запису типу Співробітники;
  • Вставка нового запису у вказану позицію;
  • Видалення поточного запису;

Основне правило контролю цілісності даних формулюється наступним чином: нащадок не може існувати без батька, а в деяких батьків може не бути нащадків.

До переваг ієрархічної моделі даних відносяться ефективне використання пам’яті ЕОМ та непогані показники часу виконання основних операцій над даними. Ієрархічна модель даних зручна для роботи з ієрархічно упорядкованою інформацією.

Недоліки – громіздкість обробки інформації із складними логічними зв’язками, а також складність для розуміння звичайними користувачами (IMS, PC/Focus, Ока, ИНЭС, МИРИС).

Сітьова модель.

Сітьова БД складається з набору записів та набору відповідних зв’язків. Якщо в ієрархічних структурах запис-нащадок міг мати тільки один запис-попередник, то в сітьовій моделі даних він може мати довільне число записів-попередників.

Найважливішими операціями маніпулювання даними баз сітьового типу є такі:

  • Пошук запису в БД;
  • Перехід від попередника до першого нащадка;
  • Перехід від нащадка до попередника;
  • Створення нового запису;
  • Видалення поточного запису;
  • Модифікація поточного запису;
  • Включення запису в зв’язок;
  • Виключення запису із зв’язку;
  • Зміна зв’язків.

 

Перевагами сітьової моделі є можливість ефективної реалізації по показниках затрат пам’яті та оперативності. Порівняно з ієрархічною моделлю, сітьова модель надає великі можливості в припустимості утворення довільних зв’язків.

Недоліками сітьової моделі є велика складність схеми БД, а також складність обробки інформаціі для звичайного користувача.(IDMS, СЕТЬ, КОМПАС).

Реляційна модель

 

Реляційна модель даних запропонована співробітником фірми IBM Коддои та базується на понятті відношення (relation)

Відношення являють собою множину елементів, які називаються кортежами. Наглядною формою представлення відношення є звичайна таблиця, яка має рядки (записи) та стовпчики (колонки). Кожний рядок має однакову структуру та складається з полів. Рядкам таблиці відповідають кортежі, а стовпчикам – атрибути відношень. Наприклад, таблиця може містити відомості про групу студентів, про кожного з яких відомі наступні характеристики: ПІБ, стать, вік, домашня адреса. Для опису складних логічних структур застосовують зв’язування таблиць.

Перевагою реляцыйної моделі є простота, наочність та зручність реалізації на ЕОМ. Це є основною причиною їх широкого використання.

Недоліки – складність опису ієрархічних та сітьових зв’язків. Приклади реляційних СУБД (dBase IV, FoxBase, Paradox, Visual Foxpro, Access, Oracle).

Типи даних
  • Числові 0.43, 328,2Е+5
  • Символьні “запис”, “програміст”
  • Дати, що задаються за допомогою спеціального типу “Дата” 23/08/03, 01.07.01
  • Часові та дата-часові (9:10:03, 6.03.2002 12:00)
  • Двоїчні, призначені для збереження графічних об’єктів, аудіо та відео інформації;
  • Гиперссилки (hyperlinks) , призначення для збереження посилань на різні ресурси (файли, документи), що знаходяться за межами БД, наприклад в мережі Інтернет.

Елементи реляційної моделі

Елемент реляційної моделі

Форма представлення

Відношення

Таблиця

Схема відношення

Заголовок таблиці

Кортеж

Строка таблиці

Сутність

Опис властивостей об’єкта

Атрибут

Заголовок стовпця таблиці

Домен

Множина допустимих значень атрибута

Значення атрибута

Значення поля в запису

Первинний ключ

Один чи кілька атрибутів

Тип даних

Тип значень елементів таблиці

 

Первинним ключом (ключовим атрибутом) називається атрибут відношення, який однозначно ідентифікує кожний запис, наприклад, у відношенні СПІВРОБІТНИК (ПІБ, Відділ, Дата_Народження) ключовим є атрибут ПІБ. Ключ може бути складним, тобто складатись з декількох атрибутів. Кожне відношення обов’язково має комбінацію атрибутів, яка може слугувати ключем. Ключі звичайно використовують для досягнення наступних цілей:

  1. Виключення дублювання значень в ключових атрибутах;
  2. Упорядкування кортежів (по зростанню, або зменшенню);
  3. Прискорення роботи з кортежами;
  4. Організації зв’язування таблиць.

За допомогою ключів встановлюються зв’язки між відношеннями. Наприклад є два відношення СТУДЕНТ (ПІБ, Група, Спеціальність) та ПРЕДМЕТ( Назва_пр, Години), які зв’язані відношенням СТУДЕНТ_ПРЕДМЕТ(ПІБ, Назва_пр, Оцінка). В цьому відношенні атрибути ПІБ та Назва_пр. утворюють складений ключ.

Таблицю можна вважати відношенням за виконання наступних умов:

  1. Всі рядки таблиці повинні бути унікальні, тобто не може бути рядків з однаковими первинними ключами.
  2. Імена стовпчиків таблиці повинні бути різними, а значення їх простими, тобто неприпустимі група значень в одному стовпчику одного рядка
  3. Всі рядки однієї таблиці повинні мати одну структуру, яка відповідає іменам та типам стовпчиків.
  4. Порядок розміщення рядків в таблиці може бути довільним.

Найчастіше таблиця з відношенням розміщується в одному файлі. В деяких СУБД одна окрема таблиця вважається БД. В інших СУБД БД може містити декілька таблиць, поєднаних за змістом, а також процедури контроля інформації. Так при використанні MS Access в файлі БД поряд з таблицями зберігаються інші об’єкти бази: звіти, макроси, форми, макроси, модулі.

Таблиця даних звичайно зберігається в окремому файлі ОС, тому може мати обмеження в назві. Імена полів зберігаються всередині таблиць. Правила їх формування визначаються СУБД, які, як правило, на довжину полів і використаний алфавіт серйозних обмежень не накладають.

Якщо задане таблицею відношення має ключ, то вважається, що таблиця також має ключ і її називають ключевою чи таблицею з ключовими полями.

У більшості СУБД файл таблиці включає керуючу частину (описання типів полів, імена полів та інша інформація), і область розміщення записів.

Малюнок до четвертої лекції
Лекція №5 Лекція №3 Скачати лекцію

 

 

Hosted by uCoz