Скачать презентацию Модели данных Иерархическая сетевая модели Модели данных Скачать презентацию Модели данных Иерархическая сетевая модели Модели данных

Л4_Модели данных_Иерархическаф_Сетевая.ppt

  • Количество слайдов: 20

Модели данных. Иерархическая, сетевая модели Модели данных. Иерархическая, сетевая модели

Модели данных Модель данных - это некоторая абстракция, которая, будучи приложенной к конкретным данным, Модели данных Модель данных - это некоторая абстракция, которая, будучи приложенной к конкретным данным, позволяет пользователям и разработчикам трактовать их уже как информацию, то есть сведения, содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними. Модель данных включает, по меньшей мере, три аспекта: 1) аспект структуры: методы описания типов и логических структур данных в базе данных; 2) аспект манипуляции: методы манипулирования данными; 3) аспект целостности: методы описания и поддержки целостности баз данных. Целостность данных означает корректность данных и их непротиворечивость.

Модели данных Каждая БД и СУБД строится на основе некоторой явной или неявной модели Модели данных Каждая БД и СУБД строится на основе некоторой явной или неявной модели данных. Все СУБД, построенные на одной и той же модели данных, относят к одному типу. Например, основой реляционных СУБД является реляционная модель данных, сетевых СУБД — сетевая модель данных, иерархических СУБД —иерархическая модель данных, объектно-ориентированная база данных (ООБД) и т. д. Модель данных есть теория, или инструмент моделирования, в то время как модель базы данных (схема базы данных) есть результат моделирования.

Классификация моделей данных Классификация моделей данных

Классификация моделей данных Ø Инфологические (или семантические) модели относятся к концептуальному уровню и выражают Классификация моделей данных Ø Инфологические (или семантические) модели относятся к концептуальному уровню и выражают информацию о предметной области, независимо от используемой СУБД. Эти модели рассматривают объекты предметной области, их свойства и взаимосвязи. Далее будем изучать модель сущность-связь. Ø Даталогические модели уже поддерживаются конкретной СУБД. Ø Документальные модели данных соответствуют представлению о слабоструктурированной информации, ориентированной в основном на свободные форматы документов, текстов на естественном языке.

Классификация моделей данных Ø Модели, основанные на языках разметки документов, связаны, прежде всего, со Классификация моделей данных Ø Модели, основанные на языках разметки документов, связаны, прежде всего, со стандартным общим языком разметки — SGML (Standart Generalised Markup Language), который был утвержден ISO в качестве стандарта в 80 -х годах. Этот язык предназначен для создания других языков разметки, он определяет допустимый набор тегов (ссылок), их атрибуты и внутреннюю структуру документа. Гораздо более простой и удобный, чем SGML, язык HTML (Hyper. Text Markup Language) позволяет определять оформление элементов документа и имеет некий ограниченный набор инструкций — тегов, при помощи которых осуществляется процесс разметки. Теги определяют способ представления документа, но не его структуру.

Классификация моделей данных Сегодня предложен новый язык гипертекстовой разметки, мощный и гибкий XML (Extensible Классификация моделей данных Сегодня предложен новый язык гипертекстовой разметки, мощный и гибкий XML (Extensible Markup Language) — это язык разметки, описывающий целый класс объектов данных, называемых XMLдокументами. Он используется в качестве средства для описания грамматики других языков и контроля за правильностью составления документов. Ø Тезаурусные модели основаны на принципе организации словарей. Эти модели эффективно используются в системах-переводчиках, особенно многоязыковых переводчиках. Ø Дескрипторные модели — самые простые из документальных моделей, они широко использовались на ранних стадиях использования документальных баз данных. В этих моделях каждому документу соответствовал дескриптор — описатель, который имел жесткую структуру.

Классификация моделей данных Ø Фактографические модели данных оперируют с фактическими сведениями, над которыми выполняются Классификация моделей данных Ø Фактографические модели данных оперируют с фактическими сведениями, над которыми выполняются задачи обработки: ввод, хранение, сортировка, отбор и группировка записей данных однородной структуры. Ø Теоретико-графовые модели данных — отражают совокупность объектов реального мира в виде графа взаимосвязанных информационных объектов, В зависимости от типа графа выделяют иерархическую или сетевую модели. Исторически эти модели появились раньше, и в настоящий момент они используются реже, чем более современная реляционная модель данных.

Иерархическая модель данных является наиболее простой среди всех даталогических моделей. Именно эту модель поддерживает Иерархическая модель данных является наиболее простой среди всех даталогических моделей. Именно эту модель поддерживает первая из промышленных СУБД IMS фирмы IBM (начальная версия – 1968 г. ). В реальном мире многие связи соответствуют иерархии, когда один объект выступает как родительский, а с ним может быть связано множество подчиненных объектов. Иерархия проста и естественна в отображении взаимосвязи между классами объектов. Основными информационными единицами в иерархической модели являются: база данных (БД), сегмент и поле. Поле данных определяется как минимальная, неделимая единица данных, доступная пользователю с помощью СУБД. Например, город или фамилия.

Иерархическая модель данных Сегмент определяет два понятия: тип сегмента и экземпляр сегмента. Тип сегмента Иерархическая модель данных Сегмент определяет два понятия: тип сегмента и экземпляр сегмента. Тип сегмента — это поименованная совокупность типов элементов данных, в него входящих. Экземпляр сегмента образуется из конкретных значений полей или элементов данных. Тип сегмента образует некоторый набор однородных записей. Для возможности различия отдельных записей в данном наборе каждый тип сегмента должен иметь ключ, однозначно идентифицирующих экземпляр сегмента. Например, тип сегмента – Группа (Номер, Староста), а экземпляр сегмента – (4305, Петров Ф. И. ). В иерархической модели сегменты объединяются в ориентированный древовидный граф.

Иерархическая модель данных а) структура дерева б) два экземпляра дерева Линейно эти записи можно Иерархическая модель данных а) структура дерева б) два экземпляра дерева Линейно эти записи можно представить так: а 1 b 2 b 3 c 1 d 2 e 1 a 2 b 4 b 5 c 2 c 3 d 4 e 2 e 3 e 4 Запись 1 Запись 2

Иерархическая модель данных В рамках иерархической модели выделяют языковые средства описания данных (DDL, Data Иерархическая модель данных В рамках иерархической модели выделяют языковые средства описания данных (DDL, Data Definition Language) и средства манипулирования данными (DML, Data Manipulation Language). Пример иерархической БД (продажей компьютеров):

Иерархическая модель данных Иерархическая модель характеризуется наличием жестких связей «один - к - одному» Иерархическая модель данных Иерархическая модель характеризуется наличием жестких связей «один - к - одному» или «один - ко - многим» между записями. К достоинствам иерархической модели данных относятся эффективное использование памяти ЭВМ и неплохие показатели времени выполнения операций над данными. Недостатком иерархической модели является ее громоздкость для обработки информации с достаточно сложными логическими связями. На иерархической модели данных основано сравнительно ограниченное количество СУБД, в числе которых можно назвать зарубежные системы IMS , PC / Focus , Team - Up и Data Edge , а также отечественные системы Ока, ИНЭС и МИРИС.

Сетевая модель данных Стандарт сетевой модели впервые был определен в 1975 году организацией CODASYL Сетевая модель данных Стандарт сетевой модели впервые был определен в 1975 году организацией CODASYL (Conference of Data System Languages), которая определила базовые понятия модели и формальный язык описания. Пример — IDMS. Базовыми объектами являются: § элемент данных; § агрегат данных; § запись; § набор данных. Элемент данных — то же, что и в иерархической модели поле. Агрегат данных соответствует следующему уровню обобщения в модели. В модели определены агрегаты двух типов: агрегат типа вектор и агрегат типа повторяющаяся группа.

Сетевая модель данных Агрегат типа вектор соответствует линейному набору элементов данных. Например, Адрес (Город, Сетевая модель данных Агрегат типа вектор соответствует линейному набору элементов данных. Например, Адрес (Город, Улица, Дом, Квартира). Агрегат типа повторяющаяся группа – это вектор данных. Например, Зарплата соответствует группе (Месяц, Сумма) с числом повторений 12. Записью называется совокупность агрегатов или элементов данных, моделирующая некоторый класс объектов реального мира. Набором называется двухуровневый граф, связывающий отношением "один-ко-многим" два типа записи.

Сетевая модель данных Для любых двух типов записей может быть задано любое количество наборов, Сетевая модель данных Для любых двух типов записей может быть задано любое количество наборов, которые их связывают. Наличие подобных возможностей позволяет промоделировать отношение "многие-ко -многим" между двумя объектами реального мира. В рамках набора возможен последовательный просмотр экземпляров членов набора, связанных с одним экземпляром владельца набора. Пример:

Сетевая модель данных Этим двум наборам соответствует таблица: Преподаватель Группа День недели № пары Сетевая модель данных Этим двум наборам соответствует таблица: Преподаватель Группа День недели № пары Иванов 4306 Понедельник 1 22 -13 КИД Иванов 4307 Понедельник 2 22 -13 КИД Карпова 4307 Вторник 2 22 -14 БЗ и ЭС Карпова 4309 Вторник 4 22 -14 БЗ и ЭС Карпова 4305 Вторник 1 22 -14 БД Смирнов 4306 Вторник 3 23 -07 ГВП Смирнов 4309 Вторник 4 23 -07 ГВП Аудитория Дисциплина Экземпляров набора Ведет занятия будет 3 (по числу преподавателей), экземпляров набора Занимается у будет 4 (по числу групп).

Сетевая модель данных На следующем рисунке представлены взаимосвязи экземпляров данных наборов. В общем случае Сетевая модель данных На следующем рисунке представлены взаимосвязи экземпляров данных наборов. В общем случае сетевая база данных представляет совокупность взаимосвязанных наборов, которые образуют некоторый граф. В сетевой модели есть два языка: язык описания данных и язык манипулирования данными.

Сетевая модель данных Язык описания данных имеет несколько разделов: § описание базы данных — Сетевая модель данных Язык описания данных имеет несколько разделов: § описание базы данных — области размещения; § описания записей — элементов и агрегатов (каждого в отдельности); § описания наборов (каждого в отдельности). Все операции манипулирования данными в сетевой модели делятся на навигационные операции и операции модификации. Навигационные — осуществляют перемещение по БД путем прохождения по связям, которые поддерживаются в схеме БД. Операции модификации осуществляют как добавление новых экземпляров отдельных типов записей, так и экземпляров новых наборов, удаление экземпляров записей и наборов, изменение отдельных составляющих внутри конкретных экземпляров записей.

Сетевая модель данных Сетевая модель БД: Сетевая модель допускает также использование в БД связей Сетевая модель данных Сетевая модель БД: Сетевая модель допускает также использование в БД связей «многие - ко – многим» . Достоинством сетевой модели данных является возможность эффективной реализации по показателям затрат памяти и оперативности. Недостатком сетевой модели данных являются высокая сложность и жесткость схемы БД, построенной на ее основе. Наиболее известными сетевыми СУБД являются IDMS , db _ Vista. III, отечественные - СЕТЬ, СЕТОР и КОМПАС.