7.Файловая модель данных.

«Данные» в концепции БД - набор конкретных значений, параметров, характеризующих объект, условие, ситуацию или любые другие ф-ры.

Модель данных - совокупность взаимосвязанных структур данных и операции над этими структурами.

Файловая модель - модель типа плоских файлов. При данной модели внутримашинная информационная база представляет собой совокупность не связанных между собой файлов, состоящих из однотипных записей с линейной (одноуровневой) структурой. Основные элементы структуры данных файловой модели:

• Файл - поименованная целостная совокупность данных, содержащая множество одинаковых по структуре экземпляров записей со значениями в отдельных полях ;

• Запись - совокупность полей, соответствующих логически связанным реквизитам. Структура записи определяется составом и последовательностью входящих в нее полей;

• Поле - элементарная единица логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации - атрибуту (реквизиту).

Структура каждой записи линейная, т.е. каждое поле имеет единственное значение и отсутствуют групповые данные. Каждый экземпляр записи однозначно идентифицируется уникальным ключом записи. Первичный ключ - 1 или несколько полей, однозначно идентифицирующих запись и каждое значение первичного ключа уникальное. Первичный ключ м.б. простым (1 поле) и составным. Вторичный ключ - 1 или несколько полей, значения которого могут повторяться в нескольких записях.

Чтобы обеспечить эффективный доступ к записям файла по значениям ключа применяют индексирование. При этом создается дополнительный индексный файл, каждая запись которого имеет 2 поля. Одно содержит все значения ключа, а 2-ое содержит указатель на соответствующую запись файла данных, с помощью которого осуществляется прямой доступ к этой записи данных. Индексирование может производиться не только по первичному, но и по вторичному ключу, т.е. одному и тому же файлу данных могут соответствовать несколько индексных файлов в зависимости от того, по каким полям (ключам) осуществляется индексирование для решения той или иной задачи.

При описании логической организации данных каждому файлу присваивается уникальное имя и дается описание структуры его записей. Описание структуры записей представляет перечень входящих в нее полей и их порядок внутри записи. При этом для каждого поля задается имя поля (его сокращенное обозначение), длина (размер) поля, формат (тип хранимых данных), точность числовых данных (кол-во знаков после десятичной точки при представлении данных на экране), для полей, выполняющих роль первичного ключа, указывается признак ключа.

8.Иерархические модели данных. Операции над данными в иерархической базе данных.

«Данные» в концепции БД - набор конкретных значений, параметров, характеризующих объект, условие, ситуацию или любые другие ф-ры.

Модель данных - совокупность взаимосвязанных структур данных и операции над этими структурами.

Иерархические данные хранятся в разных файлах, которые содержат иерархические записи. Иерархическая модель имеет структуру в виде дерева и выражает вертикальные связи подчинения нижнего уровня высшему. Это облегчает доступ к необходимой информации, но только при условии, что все запросы имеют структуру в виде дерева.

Иерархическая структура представляет совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам. Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют ориентированный граф (перевернутое дерево: корень находится наверху, а ветви растут вниз).

К ее основным элементам относятся:

• Элемент данных (минимальная именованная структурная единица данных). Каждому элементу соответствует уникальное имя, по которому к элементу обращаются при обработке,

• агрегат данных (именованное подмножество элементов данных или других агрегатов внутри записи). В агрегатах допускается множественный элемент, который содержит несколько значений элемента в одном экземпляре агрегата (например, элемент – улица и номер дома, агрегат – адрес),

• запись; – групповое отношение;

Запись в общем случае является составным агрегатом, который не входит в состав др. агрегатов. Она характеризуется структурой взаимосвязей ее элементов и агрегатов. Т.о., структура записи может иметь иерархический характер. Все множество экземпляров записей одинаковой структуры образуют тип записи. Запись конкретного типа является объектом модели данных.

Элемент данных изображается в виде круга, агрегат данных в виде прямоугольника. Запись при графическом изображении отображается в виде прямоугольника, размер его больше чем агрегата.

Совокупность взаимосвязанных конкретных объектов модели, для некоторой предметной области образуют БД. Связи между 2-я типами записей (между объектами моделей) определяется групповыми отношениями между их экземплярами.

Групповое отношение – это строго иерархическое отношение между записями 2-х типов: главной записью набора и подчиненными записями набора. Если один из объектов – это «группа», а 2-й объект – «студент», то между ними можно установить групповое отношение, в котором объект «группа» будет являться владельцем группового отношения. Объект студент будет являться членом группового отношения подчиненной записью.

Иерархическая модель данных характеризуется тем, что любой объект починяется строго только одному объекту вышестоящего уровня, при этом для доступа к данным в записи вводится ключ, но непосредственный доступ по ключу возможен только к объекту самого высокого уровня (корневому) владельцу группового отношения, которые не подчиняются никакому другому объекту. Переход от выбранного объекта подчиненным осуществляется по линиям связи.

Над данными объединенными в рамках иерархической модели могут выполнять следующие операции:

1. добавить новую запись, если добавлена корневая запись, то для нее должен быть сформирован уникальный ключ. При добавлении подчиненных записей ключ не формируется. При этом для подчинения записи обязательно должна существовать запись вышестоящего уровня.

2. изменить. При этой операции изменяется значение предварительно извлеченной записи. Если запись корневая, то ключевые данные не изменяются.

3. удаляется корневая запись и все подчиненные ей, тоесть удаляются все члены группового отношения.

4. извлечь. Возможны 2 варианта:

- извлекается корневая запись по значению ключа

- извлекается запись, член группового отношения, но для этого необходимо указать путь доступа к ней.

Достоинства иерархической модели.

1. простота. Иерархический принцип используется во многих экономических задачах.

2. минимальный размер памяти, т.к. количество элементов и связей между ними минимально

Недостатки иерархической модели.

1. не уникальность. Многие предметные области допускают одну и туже стуктуру модели, многие важные варианты взаимодействия данных в рамках одной и той же предметной области не возможно будет различить между собой. Для отличия их необходимо вводить дополнительные структурные элементы данных, что приведет к повышению избыточности в базе данных.

2. доступ к данным производится только через корневое отношение (владельца группового отношения)

3. при доступе к данным необходимо указывать полный путь (навигационный принцип доступа).