Модель данных, факты, данные, информация, знания , единица(элемент) данных. Понятие модели данных. Правила порождения структур данных и ограничений целостности.
Модель данных - это средство абстракции, которое дает возможность увидеть информационное содержание данных, а не конкретные значения данных. Существует множество моделей, отражающих различные стороны реального мира. Модели данных дают возможность представить частичную семантику данных, что в свою очередь обеспечивает нас частичными знаниями о реальном мире. Система знаний о мире - открытая система. Главное, чтобы объем знаний и семантика данных, представленные в модели, соответствовали желаемому использованию данных.
Информация – любые сведения о каком-либо событии, сущности, процессе и т.п., являющиеся объектом некоторых операций: восприятия, передачи, преобразования, хранения или использования.
Данные – это информация, зафиксированная в некоторой форме, пригодной для последующей обработки, передачи и хранения, например, находящаяся в памяти ЭВМ или подготовленная для ввода в ЭВМ.
Знания – в системах обработки информации знания понимают как сложноорганизованные данные, содержащие фактографическую и семантическую информацию (т.е. регистрация некоторого факта и его смысловое содержание).
Подготовка информации состоит в её формализации, сборе и перенесении на машинные носители.
Обработка данных – это совокупность задач, осуществляющих преобразование массивов данных. Обработка данных включает в себя ввод данных в ЭВМ, отбор данных по каким-либо критериям, преобразование структуры данных, перемещение данных на внешней памяти ЭВМ, вывод данных, являющихся результатом решения задач, в табличном или в каком-либо ином удобном для пользователя виде.
Система обработки данных (СОД) – это набор аппаратных и программных средств, осуществляющих выполнение задач по управлению данными.
Управление данными – весь круг операций с данными, которые необходимы для успешного функционирования СОД.
Предметная область (ПО) – часть реального мира, подлежащая изучению с целью организации управления и, в конечном итоге, автоматизации. ПО представляется множеством фрагментов, которые характеризуются множеством объектов, множеством процессов, использующих объекты, а также множеством пользователей, характеризуемых единым взглядом на предметную область.
База данных (БД) – совокупность структурированных взаимосвязанных данных, относящихся к определённой предметной области и организованных таким образом, что эти данные могут быть использованы для решения многих задач многими пользователями.
Элемент данных – наименьшая поименованная единица данных, к которой СУБД может обращаться непосредственно и с помощью которой выполняется построение всех остальных структур. Для каждого элемента данных должен быть определён его тип.
А
грегат
данных
– поименованная совокупность элементов
данных внутри записи, которую можно
рассматривать как единое целое. Агрегат
может быть простым (включающим только
элементы данных, рис.2.2,а) и составным
(включающим наряду с элементами данных
и другие агрегаты, рис.2.2,б).
Рис.2.2. Примеры агрегатов: а) простой и б) составной агрегат
Запись – поименованная совокупность элементов данных или элементов данных и агрегатов. Запись – это агрегат, не входящий в состав никакого другого агрегата; она может иметь сложную иерархическую структуру, поскольку допускается многократное применение агрегации. Различают тип записи (её структуру) и экземпляр записи, т.е. запись с конкретными значениями элементов данных. Одна запись описывает свойства одного объекта ПО (экземпляра).
Среди элементов данных (полей) выделяются одно или несколько ключевых полей. Значения ключевых полей позволяют классифицировать объект, к которому относится конкретная запись. Ключи с уникальными значениями называются потенциальными. Каждый ключ может представлять собой агрегат данных. Один из ключей является первичным, остальные – вторичными. Первичный ключ идентифицирует экземпляр записи и его значение должно быть уникальным в пределах записей одного типа.
Иногда термин "запись" заменяют термином "группа".
Набор (или групповое отношение) – поименованная совокупность записей, образующих двухуровневую иерархическую структуру. Каждый тип набора представляет собой отношение (связь) между двумя или несколькими типами записей. Для каждого типа набора один тип записи может быть объявлен владельцем набора, остальные типы записи объявляются членами набора. Каждый экземпляр набора должен содержать только один экземпляр записи типа владельца и столько экземпляров записей типа членов набора, сколько их связано с владельцем. Для группового отношения также различают тип и экземпляр.
Групповые отношения удобно изображать с помощью диаграммы Бахмана (названа по имени одного из разработчиков сетевой модели данных). Диаграмма Бахмана представляет собой ориентированный граф, в котором вершины соответствуют группам (типам записей), а дуги – иерархическим групповым отношениям (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Пример диаграммы Бахмана для фрагмента БД "Город"
Здесь запись типа ПОЛИКЛИНИКА является владельцем записей типа ЖИТЕЛЬ и они связаны групповым отношением диспансеризация. Запись типа ОРГАНИЗАЦИЯ также является владельцем записей типа ЖИТЕЛЬ и они связаны групповым отношением работают. Записи типа РЭУ и типа ЖИТЕЛЬ являются владельцами записей типа КВАРТИРА с отношениями соответственно обслуживают и проживают. Таким образом, запись одного и того же типа может быть членом одного отношения и владельцем другого
Правила порождения структур данных.
Какими должны быть таблицы сущностей: Осн правило при создании таблиц сущностей – это «каждой сущность – отдельную таблицу». Поля таблиц сущностей могут быть двух видов: ключевые и неключевые. Введение ключей в таблице практически во всех реляционных СУБД позволяет обеспечить уникальность значений в записях таблицы по ключу, ускорить обработку записей таблицы, выполнить автоматическую сортировку записей по значениям в ключевых полях.
Обычно достаточно определения простого ключа, реже – вводят составной ключ. В некоторых СУБД пользователям предлагается определить автоматически создаваемое ключевое поле нумерации (в Access – это поле типа «счетчик»).
Т.о. инф-цию о сущностях следует представить таким образом, чтобы неключевые поля в таблицах были взаимно независимыми и полностью зависели от ключа.
Организация связей сущностей: Записи таблицы связей предназначены для отображения связей м/д сущностями, инф-ция о которых находится в соответствующих таблицах сущностей. Обычно одна таблица связей описывает взаимосвязь двух сущностей. Т.к. таблицы сущностей в простейшем случае имеют по одному ключевому полю, то таблица связей двух таблиц для обеспечения уникальности записей о связях должна иметь два ключа. Можно создать таблицу связей и без ключей, но тогда функции контроля за уникальностью записей ложатся на пользователя.
Более сложные связи (небинарные) следует сводить к бинарным. Для описания взаимосвязей N объектов требуется N-1 таблиц связей. Транзитивных связей не должно быть. Избыток связей приводит к противоречиям.
Не следует включать в таблицы связей хар-ки сущностей, иначе неизбежны аномалии. Их лучше хранить в отдельных таблицах сущностей.
С помощью таблиц связей можно описывать и несколько специфичный вид связи – линейную связь, или слабую связь. Примером линейной связи можно считать отношение принадлежности сущностей некоторой другой сущности более высокого порядка (системы, состоящие из узлов; лекарства, состоящие из компонентов; сплавы металлов и т.д.). В этом случае для описания связей достаточно одной таблицы связей.