12. Основные понятия

Целью любой информационной системы является обработка данных об объектах реального мира. Термины ''объект'' и ''данные'' в целом не поддаются формальному определению, однако для создания аппарата проектирования баз данных необходимо ввести несколько понятий, которые, с одной стороны, позволили бы описать свойства объектов и данных, а с другой – ограничили произвол при толковании этих терминов.

Объект – это нечто существующее и различимое, т.е. объектом можно назвать ''нечто'', для которого существует способ отличия подобных объектов. Иначе говоря, определим объект как "нечто, о чем мы хотим хранить информацию" (К. Дейт) Объектами могут быть как материальные предметы, так и абстрактные понятия, отражающие реальный мир. Группа всех подобных объектов образует набор объектов. Конкретный объект в такой группе уместно назвать экземпляром объекта.

Информационные системы оперируют наборами объектов, спроектированными применительно к данной предметной области, используя при этом конкретные значения данных о тех или иных объектах. Под предметной областью мы понимаем подмножество (часть реального мира), на котором определяется набор данных и методов манипулирования с ними для решения конкретных задач или исследований.

Данное – это некоторый показатель, который характеризует некоторый объект и принимает для конкретного экземпляра объекта числовое или текстовое значение. Слово "данное'' происходит от латинского "datum" означающего "факт". Другими словами, под данными мы понимаем описание любого явления (или идеи), которое представляется достаточно ценным для того, чтобы его определить и точно зафиксировать (т.е. определить значения данных).

Совокупность данных конкретной предметной области будем называть базой данных (БД). Данные, представленные в виде базы данных, имеют следующую характерную особенность, эти данные организованы по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования, и не зависят от программ обработки.

Информация об объекте имеет следующие характеристики: имя объекта, свойства объекта, значение свойства, время. Приведенное ниже высказывание К. Дейта позволяет увидеть взаимосвязь этих характеристик объекта: ''Явление (или идея) обычно соотносится с объектом (имя объекта) и некоторой характеристикой объекта (свойство объекта), принимающей некоторое значение (значение свойства) в определенное время (время)". Во многих случаях характеристика времени подменяется другими характеристиками или упорядочением объектов. Напомним, что для этих понятий существуют однозначные английские термины: name (имя данного), title (наименование данного), value (значение данного), key (ключ).

Рассмотрим некоторые информационные единицы, которые составляют основу организации моделей и структур данных.

При выборе данного необходимо приписать ему точное название (имя), с помощью которого в дальнейшем можно манипулировать значением данных. Как правило, данное имеет некоторые свойства, например тип и формат. Тип представляет собой совокупность моделей или объектов, объединенную общим набором признаков. Понятие типа данных широко используется в программировании при описании данных. Введение этого понятия в программирование обусловлено восприятием человеком действительности. Человек привык классифицировать объекты, объединять в одну группу объекты со сходными признаками и применять к ним одни и те же способы исследования.

Для выделения типов применяют процедуру типизации, под которой понимается объединение данных по набору заданных признаков (или критериев). Частным случаем понятия типа данных являются такие, как числовой целый тип, числовой вещественный тип, а также текстовый тип. Числовой тип данных определяет некоторое численное значение определенного формата, связанного с размерностью и точностью числа. Значение данного текстового типа задается произвольной последовательностью символов (букв, цифр и служебных знаков). В этом случае должна быть определена длина этой последовательности. В ИС текстовое данное чаще всего называют символьным.

Как говорилось выше, совокупность данных конкретной предметной области (БД) должна подчиняться определенной структуре, что подразумевает упорядоченное множество объектов и отношений между ними. Структура данных на концептуальном уровне называется концептуальной схемой или информационной структурой. Концептуальная структура (или схема) содержит следующие компоненты:

• Сущность – элемент модели, описывающая законченный объект или понятие. Сущность представляет собой основное содержание явления или процесса, о котором необходимо собрать информацию. Понятия тип сущности и экземпляр сущности соотносятся так же, как понятия имя переменной и значение переменной в алгоритмических языках;

• Атрибут – элементарное данное, описывающее свойства сущностей, при этом атрибут данных – свойство данных. Атрибуты – это, прежде всего числовые или символьные характеристики, содержащиеся в базе данных. В свою очередь атрибуты характеризуются:

• наименованием, которое составляет уникальное обозначение атрибута;

• описанием, несущим смысловую нагрузку атрибута;

• ролью, которая определяет конкретное использование атрибута.

• Связь – ассоциации между одинаковыми или различными типами сущностей. Связи между экземплярами сущностей могут иметь простой или составной тип;

• Запись данных – формализованное представление сложной информационной модели без описания ее структуры. Запись может быть физической и логической;

• Запись логическая – информационная единица, соответствующая одному шагу обработки информации;

• Запись физическая – порция информации, которая является единицей обмена данными внутренней и внешней памятью компьютера.

Концептуальная схема должна обладать следующими свойствами:

• иметь возможность обеспечения согласованности связей;

• быть независимой от конкретной СУБД, операционной системы, аппаратного обеспечения;

• являться проблемно–ориентированной структурой.