Информационные технологии хранения данных Виды моделей данных 11

Информационные технологии хранения данных Виды моделей данных 11 класс 1

Основные понятия баз данных Основу любой информационной системы составляет база данных, в которой хранятся сведения о большом количестве экземпляров взаимосвязанных классов объектов. Под базой данных принимают совокупность специальным образом организованных данных, которые хранятся на каком-либо материальном носителе. База данных – это поименованная совокупность структуированных данных некоторой предметной области. 2

Поле – это простейший объект базы данных, предназначенный для хранения значений одного параметра описываемого реального объекта. Поле характеризуется Именем и Типом данных. Типы данных полей текстовый дата числовой время денежный 3

Сведения о песнях № Название песни Исполнитель Стиль Год Страна 1 Spice up your life Spice Girls Hip hop 1997 Англия 2 Тучи Pop 1996 Россия 3 Крылья Rock 1994 Россия 4 Breathen Иванушки International Ноутилус Попилиус Prodigy Rave 1996 США 5 Дурень Алиса Rock 1997 Россия 6 Моряк Агата Кристи Rock 1997 Россия Названия полей: Название песни, Исполнитель, Стиль, Год, Страна. Значения каждого поля 4

Важно, в какой последовательности будут располагаться (записываться) параметры объектов предметной области. Сведения об учащихся Фамилия Имя Отчество Дата рождения Улица Дом Квартира Таким образом, важным этапом создания баз данных является разработка структуры записи. Структура записи – это совокупность логически связанных полей, характеризующих параметры реального объекта. Запись – это совокупность значение параметра конкретного объекта. 5

Виды моделей данных Предметная область Школьная библиотека Алфавитный каталог Предметный каталог 6

Информационная модель предметного каталога школьной библиотеки в виде иерархической структуры: Предметный каталог Художественная литература Иностранная Учебная литература Физика Химия Биология Русская 7

Можно создать таблицы: Художественная и учебная литература Художественная литература: иностранная и русская Учебная литература: Химия, Физика, Биология и т. д. База данных может состоять из нескольких таблиц, связь между которыми необходимо организовать по некоторым правилам. Важно е только собрать нужную информацию, но и удачно ее структурировать, то есть создать информационную модель данных и представить в определенной форме. Такая информационная модель называется моделью данных. Модель данных – это совокупность взаимосвязанных по определенному правилу данных. 8

Иерархическая модель данных представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих перевернутое дерево (граф). Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи. Принцип работы модели таков, что несколько узлов более низкого уровня соединяется при помощи связи с одним узлом более высокого уровня. 9

Узел — информационная модель элемента, находящегося на данном уровне иерархии. Дуга или ребро — показывает связь между объектами разных уровней. 10

Свойства иерархической модели Ø модель имеет только одну вершину первого уровня (корень) Ø между узлами двух соседних уровней установлены связи: o каждый узел нижнего уровня связан только с одним узлом верхнего уровня; o каждый узел верхнего уровня может быть связан с несколькими узлами нижнего уровня Такая связь называется «один-ко-многим» (1: М) Ø узлы последнего нижнего уровня не имеют подчиненных узлов Ø узлы одного уровня образуют один класс объектов 11

Сетевая модель данных В сетевой модели при тех же основных понятиях (уровень, узел, связь) каждый элемент может быть связан с любым другим элементом. 12

Свойства сетевой модели Ø каждый узел имеет имя (идентификатор) Ø узлы одного уровня образуют один класс объектов Ø каждый узел одного уровня может быть связан с произвольным количеством узлов другого уровня 13

Реляционная модель данных Понятие реляционный (англ. relation — отношение) связано с разработками известного американского специалиста в области систем баз данных Е. Кодда. Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных. 14

Свойства реляционной модели Ø каждый элемент таблицы — один элемент данных НЕПРАВИЛЬНО Марка автомобиля LADA-112 Цвет Красный Мокрый асфальт Серебристый металлик ПРАВИЛЬНО Марка автомобиля Цвет LADA-112 Красный LADA-112 Мокрый асфальт LADA-112 Серебристый металлик В одной ячейке реляционной таблицы не может быть указано более одного значения параметра 15

Ø все столбцы в таблице однородные, т. е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т. д. ), формат и смысл м Ø каждый столбец имеет уникальное имя Ø одинаковые строки в таблице отсутствуют Ø порядок следования строк и столбцов может быть произвольным № личного Фамилия дела Имя Отчество Дата Группа рождения 16493 Сергеев Петр Михайлович 01. 76 111 16593 Петрова Анна Владимировна 15. 03. 75 112 16693 Анохин Андрей Борисович 111 Пример реляционной таблицы 14. 04. 76 16

Ø каждая таблица должна иметь ключ (ключ или ключевой элемент – это поле или совокупность полей, которые единственным образом определяют каждую строку (запись) в таблице) Ø таблицы, входящие в модель данных, могут характеризоваться разным количеством полей и записей 17

18

Связи между таблицами реляционной модели данных «один-к-одному» (1: 1) «один-ко-многим» (1: М) «многие-ко-многим» (М: М) 19

Графическое обозначение реляционной модели 20

Исполнитель _______________________ # Код исполнителя Исполнитель Песни 1 _______________________ М # Код песни Название Код исполнителя Реляционная модель базы данных Любимые песни 21

Преобразование иерархической и сетевой моделей данных к реляционной Иерархическая модель Планета Земля 22

23