Модели данных Модель данных Модель это

Модели данных

Модель данных Модель – это абстракция, с помощью которой человек описывает суть проблемы или явления без акцента на существенных деталях, с целью понимания и возможности исследования проблемы или явления. Модель данных – это абстракция, содержащая сведения об организации данных, их отношениях (связях). Данные 003210011120247 Модель данных 1. Код потока (4 цифры) 2. день (2 цифры) 3. месяц (2 цифры) 4. год (2 цифры) 5. период (1 цифра) 6. кол. групп (2 цифры) 7. кол. слуш. (2 цифры)

Классификация концептуальных моделей данных Даталогические модели Объектноориентированные Объектно реляционные Графовые Множественные Бинарных ассоциаций Тезауросные Сетевые Дискрипторные Иерархические Формат документа Фактографические Реляционные Документальные

Иерархическая модель Модель описывает структуру данных в виде направленного графа А потомок предок потомок B D предок потомок C E Модель данных для БД автомобильной компании Корневой сегмент Модель F сегменты Двигатель Сегмент – это набор однородных записей Записи состоят из полей Поле – это минимальная неделимая структура данных, доступная пользователю как единое целое … Кузов … … Лев. дв. … Подвеска … Прав. дв. … Лев. крыло … …

Иерархическая модель Недостатки иерархической модели 1. Невозможность простой реализации связей, основанных на потомке, имеющем несколько предков 2. Сложность реализации связей М: М, основанных на потомке, имеющем несколько предков 3. Изменения в структуре БД ведет к проблемам с приложениями 4. Сложность организации физического хранения данных А B С А потомок B С предок потомок

Сетевая модель Модель описывает структуру данных в виде наборов двухуровневых графов Набором называется двухуровневый граф, связывающий отношением «одинко-многим» два типа записей Между двумя типами записей может быть определено любое количество наборов А Владелец набора B Член набора Товары Клиенты Заказы

Недостатки графовых моделей 1. Жесткая структура, требующая распределения памяти между структурными элементами этих моделей 2. Запросы к БД реализовывались как навигационные программы.

Реляционная модель данных Предпосылки разработки реляционной модели – устранить недостатки иерархической и сетевой моделей 1. Жесткая структура, требующая распределения памяти между структурными элементами этих моделей 1. Устранить явные указатели на предков и потомков 2. Запросы к БД реализовывались как навигационные программы. 2. Формализовать операции над БД

Теоретические основы РМ Теоретической основой реляционной модели стала теория отношений Основоположники теории отношений Чарльз Пирс (1829 -1214) Эрнст Шредер (1841 -1902)

Теоретические основы РМ Основной структурой данных в модели является ОТНОШЕНИЕ (RELATION) Отношение -называется подмножество декартового произведения доменов R Н D 1 х D 2 х … Dn Множество элементов, с одинаковыми свойствами(одного типа) ДОМЕНОМ D 1 …Dn Именование ДОМЕНА в отношении называется атрибутом Количество атрибутов в отношении называется степенью или рангом отношения Строки отношения называются кортежами

Пример отношения D 1 = {Иванов, Петров, Сидоров} D 2 = {матем, физика} D 3 = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} D 1 х D 2 х D 3 = {{Иванов, матем, 1}, {Иванов, матем, 2}, … {Иванов, матем, 10}, {Петров, матем, 1}, {Петров, матем, 2}, … {Петров, матем, 10}, {Сидоров, матем, 1}, {Сидоров, матем, 2}, … {Сидоров, матем, 10}, {Иванов, физика, 1}, {Иванов, физика, 2}, … {Иванов, физика, 10}, {Петров, физика, 1}, {Петров, физика, 2}, … {Петров, физика, 10}, {Сидоров, физика, 1}, {Сидоров, физика, 2}, … {Сидоров, физика, 10} R = {{Иванов, матем, 8}, {Петров, матем, 7}, {Сидоров, физика, 10}, {Иванов, физика, 8}, {Сидоров, физика 10} } }

Представление отношения Графической интерпретацией отношения является таблица атрибуты R Фамилия Дисцип. Оценка Иванов матем 8 Петров матем 7 Сидоров физика, 10 Сидоров физика 10 Иванов физика 8 картежи Свойства таблиц 1. Каждый атрибут имеет уникальное имя 2. С таблице нет 2 -х одинаковых строк 3. Порядок строк произвольный

База данных в РМ представляется в виде взаимосвязанных отношений. Связи в РМ поддерживаются в неявном виде через значения атрибутов отношений. Типы связей в РМ – иерархические, т. е. одно отношение выступает как основное, другое как подчиненное. Атрибуты основного отношения, которые участвуют в связях, называются первичным ключом (PRIMARY KEY) Первичный ключ однозначно определяет кортежи основного отношения Атрибуты подчиненного отношения, которые участвуют в связях, называются вторичным ключом (FOREIGN KEY)

Элементы реляционной модели Элемент реляционной модели Форма представления Отношение Таблица Схема отношения Строка заголовков столбцов таблицы (заголовок таблицы) Кортеж Строка таблицы Сущность Описание свойств объекта Атрибут Заголовок столбца таблицы Домен Множество допустимых значений атрибута Значение поля в записи Первичный ключ Один или несколько атрибутов Тип данных Тип значений элементов таблицы

Пример схемы БД в РМ Сетевая модель Товары Клиенты Заказы Реляционная модель Табл. Клиенты 1 1 ФИО Табл. Товары Наименование Адрес Цена Табл. Заказы Номер М Количество ФИО Наименование М

Данные в РМ Поставщики ФИО Товар Адрес Наименование Иванов Москва Ручка Петров Ворнеж Цена 1000 Карандаш 800 Фломастер 2500 Связи неявные по значениям Поставки Номер Количество ФИО Наименование 2000 1000 Иванов Карандаш 2000 5000 Иванов Фломастер 2001 2000 Петров Ручка 2001 2000 Петров Карандаш 2100 6000 Иванов Карандаш