1. Основные понятия банков данных и знаний.

2. Определение, назначение, логическая и физическая организация баз данных.

База данных — организованная в соответствии с определёнными правилами и поддерживаемая в памяти компьютера совокупность данных, характеризующая актуальное состояние некоторой предметной области и используемая для удовлетворения информационных потребностей пользователей.

БД хранится и обрабатывается в вычислительной системе.

Таким образом, любые внекомпьютерные хранилища информации (архивы, библиотеки, картотеки и т. п.) базами данных не являются.

Данные в БД логически структурированы (систематизированы) с целью обеспечения возможности их эффективного поиска и обработки в вычислительной системе.

Структурированность подразумевает явное выделение составных частей (элементов), связей между ними, а также типизацию элементов и связей, при которой с типом элемента (связи) соотносится определённая семантика и допустимые операции[5].

БД включает метаданные, описывающие логическую структуру БД в формальном виде (в соответствии с некоторой метамоделью).

В соответствии с ГОСТ Р ИСО МЭК ТО 10032-2007, «постоянные данные в среде базы данных включают в себя схему и базу данных. Схема включает в себя описания содержания, структуры и ограничений целостности, используемые для создания и поддержки базы данных. База данных включает в себя набор постоянных данных, определенных с помощью схемы. Система управления данными использует определения данных в схеме для обеспечения доступа и управления доступом к данным в базе данных».

Логическая независимость данных означает, что общая логическая структура данных может быть изменена без изменения прикладных программ (изменение, конечно, не должно заключаться в удалении из базы данных таких элементов, которые используются прикладными программами).

Физическая независимость данных означает, что физическое расположение и организация данных могут изменяться, не вызывая при этом изменений ни общей логической структуры данных, ни прикладных программ.

3. Выбор модели данных; иерархическая, сетевая, реляционная, многомерная модели данных.

Инфологическая модель должна быть отображена в даталогическую модель, «понятную» СУБД.

Даталогическая модель – описание на языке конкретной СУБД.

Иерархическая модель

Сначала стали использовать иерархические даталогические модели. Эта модель представляет собой совокупность связанных элементов, образующих иерархическую структуру. К основным понятиям иерархии относятся уровень, узел и связь. Узлом называется совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. Каждый узел связан с одним узлом более высокого уровня и с любым количеством узлов нижнего уровня. Исключением является узел самого высокого уровня, который не связан ни с одним узлом более высокого уровня.

Количество деревьев в БД определяется количеством корней деревьев. К каждой записи БД существует единственный путь от корневой записи.

Примером иерархической модели данных может служить адрес. На первом уровне (корне дерева) лежит наша планета – Земля. На втором – страна. На третьем – регион (республика, край, район), затем – населенный пункт, улица, дом, квартира.

Еще один пример – это система доменных имен в Интернете.

Типичным представителем СУБД (наиболее известным и распространенным), основанной на иерархической модели, является Information Management System (IMS) фирмы IBM. Первая версия появилась в 1968 г.

Сетевая модель

В основе сетевой модели данных лежат те же понятия, что и в основе иерархической модели – узел, уровень и связь. Однако существенным различием является то, что в иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка; в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков.

Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического.

В сетевой модели данных любой объект может быть одновременно и главным, и подчиненным, и может участвовать в образовании любого числа взаимосвязей с другими объектами. Сетевая БД состоит из набора записей и набора связей между этими записями, а если говорить более точно - из набора экземпляров каждого типа из заданного в схеме БД набора типов записи и набора экземпляров каждого типа из заданного набора типов связи

Типичным представителем является Integrated Database Management System (IDMS) компании Cullinet Software, Inc., предназначенная для использования на машинах основного класса фирмы IBM под управлением большинства операционных систем.

Реляционная модель

Сегодня наиболее распространена реляционная модель. В ее основе лежит идея о том, что любой набор данных можно представить в виде двумерной таблицы. Простейшая реляционная БД может состоять из единственной таблицы, в которой будут храниться все необходимые данные. На практике реляционная БД состоит из нескольких таблиц, связанных между собой по определенным критериям.

Реляционная модель данных была предложена Е. Коддом в 1970 г

Реляционная база данных – это совокупность отношении, содержащих всю информацию, которая должна храниться в базе данных.