23. Иерархическая модель

Иерархическая БД состоит из упорядоченного набора деревьев; более точно, из упорядоченного набора нескольких экземпляров одного типа дерева.

Иерархическая модель данных строится по принципу иерархии объектов, то есть один тип объекта является главным, все нижележащие – подчиненными. Устанавливается связь «один ко многим», то есть для некоторого главного типа существует несколько подчиненных типов объектов. Иначе, главный тип именуется исходным типом, а подчиненные – порожденными. У подчиненных типов могут быть в свою очередь подчиненные типы. Наивысший в иерархии узел (совокупность атрибутов) называют корневым.

Записи одного уровня (относящиеся к одной исходной) называются подобными.

Правила установления связей между записями

Связи между записями объективно отражают объективно существующие взаимосвязи между объектами предметной области.

Эти объективно существующие связи должны быть выявлены при абсолютно предметной области и отражены в виде:

1. Очевидных утверждений (в фирме несколько отделов).

2. Запроса.

На основе анализа элементного состава исходных документов может быть составлена связь, если каких-либо 2 элемента, находящихся в исходном документе, включены в разные записи.

3. Между 2-мя записями устанавливается связь, если одна из них имеет сцепленный ключ, в состав которого входит простой ключ другой записи (1:М – от простого к сцепленному).

Иерархическая древовидная структура удовлетворяет следующим условиям:

1. Иерархия неизменно начинается с корневого узла.

2. Каждый узел состоит из одного или нескольких атрибутов, которые описывают объект в данном узле.

3. Исходный узел может иметь в качестве зависимых один или несколько порожденных узлов. Если узел не имеет ни одного зависимого узла, то он не является исходным.

4. Доступ к каждому узлу, за исключением корневого, происходит через исходный узел. Выборка каждого узла, представленного в иерархии, осуществляется через его исходный узел. В связи с этим в иерархической модели данных пути доступа к каждому узлу являются уникальными.

5. Возможность существования любого числа экземпляров узлов каждого уровня. Каждый экземпляр узла (за исключением корневого) соеди­нен с экземпляром исходного узла.

Включение и удаление данных:

• Включение данных. Экземпляр порожденного узла не может существовать в отсутствии экземпляра исходного узла.

• Удаление данных. При удалении экземпляра исходного узла также удаляются все экземпляры порожденных узлов.

24. В сетевой структуре любой элемент может быть связан с любым другим элементом.

В сетевой модели основными понятиями являются:

• тип записи

• наборы данных

Сам набор – это отношения между двумя типами записей: запись-владелец ->> запись-член.

Для каждого типа записи-члена набора в данном наборе имеется один и только один исходный тип – тип записи-владельца. Однако для одной записи может существовать несколько исходных записей, если они являются владельцами разных наборов. Другими словами, запись может быть членом многих наборов, у нее может быть несколько владельцев.

Одни и те же типы записей могут быть связаны в разные наборы. Различные связи между одними и теми же записями можно представить, например, следующим образом:

Отношение типа М : М между записями не может быть представлено без преобразования. Отношений типа М:М между группами элементов данных следует заменить, введя дополнительные группы со сцепленным ключом.

Один поставщик может поставлять много видов изделий, и один вид изделия может поставляться несколькими поставщиками. Для преобразования этой сетевой структуры необходимо создать промежуточный тип записи, содержащей пару элементов данных – номер изделия и номер поставщика, и определить два набора – поставляет и поставляется.

26. Сущность - это реальный или представляемый объект, информация о котором должна сохраняться и быть доступна (тип сущности – понятие)

Основной единицей представления знаний об однородных сущностях наз-ся тип сущности (понятие). Понятие образуется при выделении тех свойств сущностей, кото­рые наиболее важны для решения задач пользователя ЭИС. (Например, понятие СТУДЕНТ объединяет сущности: Иванов, Петров; понятие ПРЕДПРИЯТИЕ включает в себя сущности: завод «ВЭМ», банк «Тарханы», кафе «Пирожки»).

Понятие должно иметь характеристики:

1.имя

2. объем (количество сущностей, которые можно описать данным понятием)

3. содержание (совокупность свойств)

Св-ва понятия делятся на 3 типа:

Ключевые свойства позволяют различить сущности внутри одного понятия (ключ может состоять из нескольких свойств).

Дифференциальные свойства содержат смысл понятия (то, что отличает его от других понятий).

Валентные свойства служат для связи между разными понятиями.

Каждое понятие имеет ряд свойств.

Свойство (атрибут) - это элементарная единица структуры понятия, которая служит для уточнения, идентификации, классификации, числовой характеристики или выраже­ния состояния сущности

Ha ER-диаграммах свойства понятий отображаются по-разному в зависимости от раз­новидности модели. Например имена свойств могут быть записаны малыми буквами внутри прямоугольника, изображающего понятие, под именем понятия. Или свойства, вынесены за прямоугольник понятия и связаны с ним линиями, ключевое свой­ство выделено.

Связь - это ассоциация между двумя понятиями. Она всегда является бинарной и может существовать между двумя разными понятиями или между понятием и им же самим (рекурсивная связь). В любой связи выделяются два конца, на каждом из которых оказывается имя конца связи, степень конца связи (сколько сущностей данного понятия связывается), обязательность связи (т.е. любая ли сущность данного понятия должна участвовать в данной связи)

На диаграмме связь изображается в виде линии между понятиями. В месте присоединения связи к понятию используется "вилка" или стрелка, если связь может относиться к нескольким сущностям этого понятия. Одноточечный вход соответствует связи, в которой может участвовать только одна сущность из данного понятия. Обязательный конец связи изображается сплошной линией, а необязательный - прерывистой линией.

Характеристики связей и свойств

время существования – различают постоянные, долговременные и кратко­временные связи.

Пример. Размер стипендии- кратковременное, №зачетной книжки-постоянные

избирательность – различают необязательные, возможные, условные и обязательные связи. ассоциативность (степень, мощность) – различают связи 1 : 1, 1 : М, N : М.

Связь 1:1 – это такая, при которой каждой сущности понятия А соответствует только одна сущность понятия В,                                                                                                                                     

Связь 1:М – это такая, при которой каждой сущности понятия А соответствует не­сколько (или 0) сущностей понятия В.                                                                                                                 

Связь N:М – это такая, при которой каждой сущности понятия А соответствует не­сколько (или 0) сущностей понятия В и наоборот.

Операции над единицами информации

Агрегация – это метод абстрагирования, при котором понятие - агрегат связано с другими понятиями, как целое связано с частями.

Декомпозиция - это деление сложного понятия на компоненты. 

Обобщение – это метод абстрагирования, при котором обобщенное понятие связано с другими понятиями отношением «род - вид»

Специализация – операция обратная обобщению.

Ассоциация - это логическая операция, которая устанавливает связи между конкретными сущностями разных понятий.   

Индивидуализация - это независимое рассмотрение связанных ассоциацией понятий.