Основные концепции.

Значение – это конечное обозначение, которое мы можем рассматривать как ответ или результат вычисления. Каждое значение имеет соответствующий тип. Мы можем рассматривать типы как наборы подобных значений.

Переменная – это сущность, имеющая имя, ячейка памяти, которая имеет специфическое значение и хранит его неизменным во время выполнения программы, пока она не получит другое значение.

Обычные программы состояли из переменных и инструкций для компьютера, чтобы ими управлять.

Реальный объект – это специфическая сущность, которую мы можем видеть, чувствовать или воспринимать любым другим образом и отличать от других объектов.

Моделируя реальный мир с помощью компьютерной программы, мы приходим к понятию компьютерного объекта (или просто объекта). Объект – это специфическая компьютерная сущность, которая существует в компьютерной памяти и может описывать реальный объект.

Моделирование – процесс создания модели чего-то; означает выделение важных значащих свойств, характеристик и отбрасывание всех неважных. Это отбрасывание называется абстрагированием.

Для формального описания качества свойства, мы должны ввести его обозначение. Каждый объект может быть охарактеризован его свойствами. Каждое из них имеет значение конкретного типа.

Некоторые свойства объекта могут никогда не изменять своего значения. Когда свойство объекта меняет значение, мы говорим, что объект меняет свое состояние.

Если и свойства, и их значения двух объектов одинаковы, то эти объекты неразличимы.

Так же, как каждое значение принадлежит к конкретному типу, каждый объект принадлежит к конкретному классу, который группирует схожие объекты. Класс – это абстрактное обозначение, на самом деле он не существует. Классы описывают свойства, которые должны иметь принадлежащие к ним объекты.

Объекты одного и того же класса имеют одинаковые свойства. Когда объект принадлежит конкретному классу, мы говорим, что объект – экземпляр этого класса. Для создания объекта необходимо точно определить класс и заполнить все свойства объекта, описанные в классе, значениями.

Объекты могут действовать, изменяя свое состояние или побуждая другие объекты к действию. Действия, совершаемые объектом, формализуются методом (функцией). Функции определяются для классов так же, как свойства, хотя они одинаковы для каждого объекта класса.

Объекты могут изменять свое состояние и влиять на другие объекты, вызывая их функции. Этот процесс можно рассматривать так: один объект отправляет сообщение другому, который его принимает и действует соответствующим образом.

2. Модели систем управления данными: сетевая, иерархическая, реляционная модель.

Организация структуры БД формируется исходя из следующих соображений:

1. Адекватность описываемому объекту/системе — на уровне концептуальной и логической модели.

2. Удобство использования для ведения учёта и анализа данных - на уровне так называемой физической модели.

Виды концептуальных и логических моделей БД — сетевая модель, иерархическая модель, реляционная модель (ER-модель), многомерная модель, объектная модель.

Таким образом, по виду модели БД разделяются на:

Иерархическая модель базы данных состоит из объектов с указателями от родительских объектов к потомкам, соединяя вместе связанную информацию.

Иерархические базы данных могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй — объекты второго уровня и т. д.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможно, когда объект-предок не имеет потомков или имеет их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами.

Например, если иерархическая база данных содержала информацию о покупателях и их заказах, то будет существовать объект «покупатель» (родитель) и объект «заказ» (дочерний). Объект «покупатель» будет иметь указатели от каждого заказчика к физическому расположению заказов покупателя в объект «заказ».

В этой модели запрос, направленный вниз по иерархии, прост (например: какие заказы принадлежат этому покупателю); однако запрос, направленный вверх по иерархии, более сложен (например, какой покупатель поместил этот заказ). Также, трудно представить не-иерархические данные при использовании этой модели.

Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневой директории, в которой имеется иерархия поддиректорий и файлов.

Реляционная база данных — база данных, основанная на реляционной модели. Слово «реляционный» происходит от английского «relation» (отношение[1]). Для работы с реляционными БД применяют Реляционные СУБД.

Теория реляционных баз данных была разработана доктором Коддом из компании IBM в 1970 году. В реляционных базах данных все данные представлены в виде простых таблиц, разбитых на строки и столбцы, на пересечении которых расположены данные. Запросы к таким таблицам возвращают таблицы, которые сами могут становиться предметом дальнейших запросов. Каждая база данных может включать несколько таблиц. Кратко особенности реляционной базы данных можно сформулировать следующим образом:

• Данные хранятся в таблицах, состоящих из столбцов ("атрибутов") и строк ("записей");

• На пересечении каждого столбца и строчки стоит в точности одно значение;

• У каждого столбца есть своё имя, которое служит его названием, и все значения в одном столбце имеют один тип.

• Запросы к базе данных возвращают результат в виде таблиц, которые тоже могут выступать как объект запросов.

Строки в реляционной базе данных неупорядочены - упорядочивание производится в момент формирования ответа на запрос.

Общепринятым стандартом языка работы с реляционными базами данных является язык SQL.

К основным понятиям сетевой модели базы данных относятся: уровень, элемент (узел), связь.

Узел — это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. В сетевой структуре каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.

Несмотря на то, что эта модель решает некоторые проблемы, связанные с иерархической моделью, выполнение простых запросов остается достаточно сложным процессом.

Также, поскольку логика процедуры выборки данных зависит от физической организации этих данных, то эта модель не является полностью независимой от приложения. Другими словами если необходимо изменить структуру данных, то нужно изменить и приложение.

3. Построить программу на языке С++ для работы со структурами – строками. Структура должна включать следующие поля: массив для хранения строки, его длину, время создания строки. Программа должна обеспечивать простейшие функции для работы с данными структуры: изменение строки, вывод строки, нахождение подстроки в строке.