14. Типы моделей бд. Иерархическая и сетевая модели данных.

Осн проблема проектирования и разработки любой БД это выбор структуры данных. Сущ–ет спец методика в основе кот–й лежит тип модели данных, включающий мн–во структур данных, связей м/у ними, ограничений целостности и операций манипулирования данными, причем необходимо помнить что процедура моделирования данных осущ–ся для конкретной предметной обл–ти, те модель данных позволяет представить объекты предметной обл–ти и реализовать сущ–ие м/у ними связи. Сейчас исп–ся 3 базовых модели и смешанные модели данных

1) иерархическая модель данных (ИМД) основана на математическом

аппарате. Теория графов. Метод мат моделирования – фундаментальный метод прикладной математики для проектирования и разработки ис

этапы: – анализ предметной обл–ти: выделение осн сущностей, параметров, свойств и тд. Оценка сложности задачи.

– выбор мат аппарата, соответствующего сложности задачи

– построение мат модели (сис ур–ий, инфо модель)

– «решение» полученной сис ур–ий, задачи (для этого необходимо исп–ть численные алгоритмы и проги)

– построить ис

– апробация внутренней модели

Те искомая предметная обл–ть, ее сущности, связи м/у ними отображаются в виде ориентированного графа или дерева. К основным понятиям имд относят уровень дерева, Эл–т или узел и связь. Узел – совокупность атрибутов (параметров), описывающих конкретный объект, на схеме имд узлы представляются вершинами графа. Дуги м/у вершинами обозначают связи м/у сущностями. В имд каждый дочерний узел связан только с одним родительским узлом (кроме вершины дерева), те зависимые и подчиненные узлы находятся на 2,3 и тд уровнях. Кол–во деревьев в БД опр–ся числом корневых записей

Имд имеет очевидные достоинства и недостатки

1) в имд автоматически поддерживается целостность ссылок м/у предками и потомками, те действует правило: никакой потом не может сущ–ть без своего родителя (тогда как в реляционных моделях все нужно задавать)

2) структура данного дерева позволяет реализовать мгновенный поиск данных

недостатки: 1) проблемы с удалением и вставкой новых узлов. Главный недостаток – катастрофическая избыточность данных, поэтому вместо иерархических моделей используют сетевые.

2) Сетевые. Тождественна имд. Но здесь любой потомок может иметь несколько родителей

3) Реляционная модель. 99,9% совр СУБД. В основе отношения и связи м/у ними.

15. Реляционная модель данных. Структура. Общее представления.

Введение в реляционные модели данных

Осн проблема при проектировании и разработке ис в частности БД состоит в выборе (проектировании) структур данных, кот способны не только хранить огромные массивы сложноструктурированных данных но и обеспечить мнгновенный доступ к ним, а значит и быструю обработку. => выбор реляционной модели данных должен быть обоснован и основан на строгом мат аппарате. В соот–ии с наиболее распространенной толковкой принадлежащей Дейту РМД следует рассматривать в 3х аспектах: а)структурном; б)целостном; в)манипуляционном.

структура реляционной модели данных

в основе рмд лежит идея о том что все исп–мые ею данные должны иметь простой тип(текстовый, числовой). Она не накладывает жестких ограничений, тк в теории рмд трактуется так: в реляц операциях не должна учитываться внутренняя структура данных, тем не менее, должны быть формализованы опр–ые операции над конкретными типами данных, напр известно что над числовыми данными разрешена операция арифм сложения, а над строковыми данными конкотинация. Осн структурным типом рмд явл–ся структура данных отношение, с кот тесно связано понятие домена. Домен характеризуется след св–ми: в пределах одной БД домен должен иметь уникальное имя; домен опр–ся на простом типе данных, либо на др домене; домен может иметь некоторое логическое условие (ограничение), позволяющее описать (конкретизировать) подмн–во данных простого типа; домен несет опр–ую смысловую нагрузку.

Пр. домен–номер месяца 1<=N_month<=13. ShortInt,Byte,I2

Отличие домена от подмн–ва простого типа сост в том что домен отражает семантику опр–ую предметной обл–тью, напр может быть несколько доменов совпадающих как подмн–во простого типа, но несущих различный смысл, конкретно возьмем домен 1<=«возраст сотрудника» I2<=99, 2ой домен 1<=«кол–во сотрудников» I2<=99, эти домены опр–ны на одном подмн–ве данных, но у них абс–но разный смысл, их нельзя складывать умножать сравнивать, те осн смысловое значение доменов сост в том что они ограничивают сравнение данных, в частности не корректно сравнивать значения из различных доменов, даже если они одного типа. Понятие домена позволяет корректно моделировать предметную обл–ть с помощью рмд.

Отношение как структура данных задается с помощью заголовка отношений и тела отношений. Заголовок структура вида R(A1, A2... An), где R–имя отношения Ai–атрибуты. Атрибутом отношения наз–ся пара (Ai, Di), где Di–домен, те каждый атрибут опр–ся на конкретном домене, можно считать что атрибут и домен одно и то же, но есть одно но в отличии от домена имя атрибута должно быть уникально только в пределах данного отношения. Тело отношения состоит из мн–ва кортежей, под кортежем понимается мн–во (A1Val1, A2Val2...). Кортеж – декартово произведение значений атрибутов. Число атрибутов в отношениях наз–ют степенью или арностью отношений. Напр. отнош–е Student(N_z, Fam, Im,D_r, Rost, N_gr, Photo); кортеж: («03,06», Иванов, Иван, 13,07,88, 1,95, 12201,10, :)). Мощность мн–ва кортежей отношения называют мощностью отношения. Отношения как структура данных обладает 2мя уникальными св–ми, на этом и основана работа всех БД: заголовок отн–ия статичен и не меняется никогда в данной БД, напр если в отн–ии изменить удалить добавить хотя бы один атрибут это по опр совсем др БД; тело отн–ия динамично и может изменяться во время работы БД сколько угодно. Вывод:рбд: набор отношений+связи м/у ними, схема рбд – набор заголовков и связь м/у ними.