Тема: Модели данных

Данные не обладают определенной структурой, данные становятся информацией тогда, когда пользователь задает им определенную структуру, т.е. осознает их смысловое содержание.

Модель данных – это некоторая абстракция, которая, будучи приложима к конкретным данным, позволяет трактовать их как информацию, т.е. сведения, содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними.

Рис 1.1. Классификация моделей данных

Инфологические модели данных используются на ранних стадиях проектирования для описания структур данных в процессе разработки приложения.

Даталогические модели уже поддерживаются конкретной СУБД.

Документальные модели данных соответствуют представлению о слабоструктурированной информации, ориентированной в основном на свободные форматы документов, текстов на естественном языке.

Модели, основанные на языках разметки документов - SGML(Standart Generalised Markup Language-стандартный общий язык разметки),HTML,XML.

Тезаурусные модели основаны на принципе организации словарей, содержат определенные языковые конструкции и принципы их взаимодействия в заданной грамматике. Эти модели эффективно используются в системах – переводчиках, особенно многоязыковых переводчиках. Принцип хранения информации в этих системах и подчиняется тезаурусным моделям.

Дескрипторные модели – самые простые из документальных моделей, широко использовались на ранних стадиях использования документальных БД. В этих моделях каждому документу соответствовал дескриптор-описатель, имеющий жесткую структуру, описывающий документ в соответствии с теми характеристиками, которые требуются для работы с документами в разрабатываемой предметной области.

Теоретико-графовые модели - отражают совокупность объектов реального мира в виде графа взаимосвязанных информационных объектов. В зависимости от типа графа выделяют иерархическую или сетевую модель. В настоящее время эти модели используются реже, чем реляционная модель данных. До сих пор существуют системы, работающие на основе этих моделей. Одна из концепций развития объектно- ориентированных БД предполагает объединение принципов сетевой модели с концепцией реляционной.

Иерархическая модель данных строится по принципу иерархии типов объектов.

Верхний уровень- главный, находящийся ниже подчиненные.

рис2. Иерархическая модель данных

Где А – родитель (порождающий), находится на первом уровне. B, C, D- дети (порожденные), находятся на втором уровне. E, G, F, H, I, J- дети, находятся на третьем уровне.

Или А –логически исходный сегмент(сегмент типа А), B, C, D, E, G, F, H, I, J - логически подчиненные сегменты (сегмент типа B,C,D …..).

Каждая физическая БД удовлетворяет следующим иерархическим ограничениям:

• в каждой физической БД существует один корневой сегмент, т.е. сегмент, у которого нет логически исходного (родительского) типа сегмента;
• каждый логически исходный сегмент может быть связан с произвольным числом логически подчиненных сегментов;
• каждый логически подчиненный сегмент может быть связан только с одним логически исходным (родительским) сегментом.

Каждый порожденный элемент имеет только один порождающий. Примером иерархической модели может служить система каталогов.

рис 3.Сетевая модель данных

В сетевой модели, каждый порожденный элемент может иметь более одного порождающего элемента.

Примером сетевой модели может служить работа банков с вкладчиками.

рис.4. Пример сетевой модели

В реляционной модели данных объекты и взаимосвязи между ними представляются с помощью таблиц. Каждая таблица отображает один объект и состоит из строк и столбцов. Данные, занесенные в строку – записи данных. В реляционной модели БД каждая таблица должна иметь первичный ключевой элемент- поле или комбинацию полей. Реляционная модель данных получила наибольшее распространение.

рис. 5. Реляционная модель данных

Линейная структура (список) – это простейшая структура данных, каждый элемент данных однозначно определяется своим номером в массиве.

Иерархическую, сетевую модель можно представить в виде реляционной модели - нормализация структуры данных.

Практическое задание:

Задание 1. Преобразовать к табличной форме иерархическую структуру. Определить ключ.

Задание 2. Преобразовать приведенную ниже информацию к табличному виду, определив имя таблицы и название каждого поля.

Оля, Петя, 13, пение,14, баскетбол, Вася, Катя, 13, хоккей, баскетбол, футбол,15,11,Коля,11,танцы, Серёжа.

Задание 3. Дан фрагмент БД. Опишите структуру таблицы. Определите главный ключ.

Решение:

Главный ключ: Номер рейса + Дата вылета.

Для самостоятельного решения:

1) Преобразовать приведенную ниже информацию к табличному виду, определив имя таблицы, название каждого поля и первичный ключ:

+18, Москва, северный, Пермь, дождь, дождь, южный, +20, +15, Санкт-Петербург, южный, без осадков, без осадков, Екатеринбург, +17, восточный.

2) Дана таблица базы данных «Автомобилисты». Перечислить названия всех полей таблицы и определить ее первичный ключ.

3) Таблица базы данных «Сотрудники» содержит поля: фамилия, имя, отчество, дата рождения, пол, образование, должность, членство в профсоюзе. Определить тип и ширину каждого поля.

4) Дана сетевая структура БД «Вкладчики». Преобразовать данную структуру к табличному виду. Описать структуру созданной таблицы.

5) Придумать базу данных имеющую иерархическую модель, сетевую модель, реляционную модель.