6. Иерархические, сетевые, реляционные и объектные базы данных, сравнение их принципов построения и областей применения.

Иерархические - графически могут быть представлены как перевернутое дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень (корень дерева) занимает один объект, второй - объекты второго уровня и так далее.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект, более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом объект-предок может не иметь потомков или иметь их несколько, тогда как объект-потомок обязательно имеет только одного предка. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами.

Иерархической базой данных является Каталог папок Windows

Сетевая база данных является обобщением иерархической за счет допущения объектов, имеющих более одного предка. Вообще, на связи между объектами в сетевых моделях не накладывается никаких ограничений.

Сетевой базой данных фактически является Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую базу данных

Реляционная база данных - база данных, построенная на основе реляционной модели. В реляционной базе каждый объект задается записью (строкой) в таблице.

Реляционная база создается и затем управляется с помощью реляционной системы управления базами данных.

Объектные базы данных. Таким образом, для описания предметной области, оперирующей в основном общечеловеческими понятиями - медицина, образование, складское хозяйство и т.д. – было бы естественным использовать объектную модель представления.

Для манипуляций с большими объемами структурированной информации, которая, как правило, возникает при попытке компьютеризации, например, сферы обслуживания или процесса товарооборота, лечебно-диагностического процесса в медицинских учреждениях, образовательной сферы или учета населения, автотранспорта и т.д. широко используются базы данных.

Объектные базы данных, однако, применяются в настоящее время в основном как исследовательское средство для теоретических выкладок. Для реализации технологического процесса они, как правило, не пригодны по причине их академичности, то есть неприспособленности к манипулированию большими объемами информации, низкими показателями надежности и быстродействия, а также малой распространенностью. В то же время наиболее распространенным, проверенным средством для работы со значительными массивами данных на сегодняшний день являются реляционные базы данных.

Предлагается для рассмотрения средство, позволяющее манипулировать данными, представленными в виде объектов (с использованием средств и возможностей объектного программирования), в рамках реляционных баз данных (реализация на базе Oracle-7). Поскольку речь далее идет об объектно-ориентированном программировании (ООП), для описания будет использована соответствующая терминология.

7. Модели и технологии инфологического проектирования реляционных БД. Модель сущность-связь. ER- диаграмма. Пять нормальных форм ER-диаграмм. Целью инфологического проектирования есть создание структурированной информационной модели ПО, для которой будет разрабатываться БД. При проектировании на инфологическом уровне создается информационно-логическая модель (ИЛМ), которая должна отвечать таким требованиям:  - обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных; - корректность схемы БД, то есть адекватное отображение моделированной ПО; -простота и удобство использования на следующих этапах проектирования, то есть ИЛМ может легко отображаться на модели БД, которые поддерживаются известными СУБД (сетевые, иерархические, реляционные и др.); - ИЛМ должна быть описана языком, понятным проектировщикам БД, программистам, администратору и будущим пользователям. Суть инфологического моделирования состоит в выделении сущностей (информационных объектов ПО), которые подлежат хранению в БД, а также в определении характеристик (атрибутов) объектов и взаимосвязей между ними. Существует два подхода к инфологическому проектированию: анализ объектов и синтез атрибутов. Подход, который базируется на анализе объектов, называется нисходящим, а на синтезе атрибутов — восходящим.

Модель "сущность-связь"

Модели «сущность-связь» дающие возможность представлять структуру и ограничения реального мира, а затем трансформировать их в соответствии с возможностями промышленных СУБД, являются весьма распространенными. Под сущностью понимают основное содержание того явления, процесса или объекта, о которых собирают информацию для БД. В качестве сущности могут выступать место, вещь, личность, явление и т.д. Связь - это связь между разными информационными объектами, а также между информационным объектом и его характеристиками возникают определенные ассоциации.

ER-диаграммы используются для разработки данных и представляют собой стандартный способ определения данных и отношений между ними. Таким образом, осуществляется детализация хранилищ данных. ER-диаграмма содержит информацию о сущностях системы и способах их взаимодействия, включает идентификацию объектов, важных для предметной области (сущностей), свойств этих объектов (атрибутов) и их отношений с другими объектами (связей). Во многих случаях информационная модель очень сложна и содержит множество объектов.

Пять нормальных форм ER-диаграмм

1НФ. ER-диаграммы устраняются повторяющиеся атрибуты или группы атрибутов, т. е. производится выявление неявных сущностей, «замаскированных» под атрибуты.

2НФ. Устраняются атрибуты, зависящие только от части уникального идентификатора. Эта часть уникального идентификатора определяет отдельную сущность.

3НФ. Устраняются атрибуты, зависящие от атрибутов, не входящих в уникальный идентификатор. Эти атрибуты являются основой отдельной сущности.

4НФ. Применяется при наличии более чем одной многозначной функциональной зависимости - отношение находится в НФБК или 3НФ и не содержит независимых многозначных функциональных зависимостей;

5НФ. Отношение находится в 4НФ и не содержит ФЗ по соединению.