Модели данных

Понятие модели данных

Модель данных – совокупность правил порождения структур данных в базе данных, операций над ними, а так же ограничений целостности, определяющих допустимые связи и значения данных и последовательность их изменения.

Таким образом, модель данных состоит из 3-х частей:

1. Набор типов структур данных

2. Набор операторов или правил вывода

3. Набор общих правил целостности

ТИПЫ СТРУКТУР ДАННЫХ

Структуризация данных базируется на концепциях агрегации и обобщения.

Рисунок 6

Элемент данных – наименьшая поименованная единица данных, к которой СУБД может обращаться непосредственно.

Агрегат данных – поименованная совокупность элементов данных внутри записи, которую можно рассматривать как единое целое.

Агрегаты могут быть простыми и составными (составной агрегат состоит из агрегатов).

Запись – поименованная совокупность элементов данных или агрегатов, не входящая в состав никакого другого агрегата.

Одна запись описывает свойство одного экземпляра сущности предметной области. Иногда термин запись заменяют термином группа.

Рисунок 7

Эта запись содержит несколько элементов данных, простой агрегат ФИО, составной агрегат Адрес и повторяющийся агрегат Телефон.

Среди элементов данных выделяется 1 или несколько ключевых полей, позволяющих классифицировать сущность, к которой относится конкретная запись (в нашем примере - № отдела).

Ключи с уникальными значениями называются потенциальными. Среди них выбирается 1 первичный ключ, остальные считаются вторичными.

Первичный ключ идентифицирует записи, его значение должно быть уникальным и обязательным.

Набор (Групповое отношение) – поименованная совокупность записей, образующих 2-х уровневую иерархическую структуру. Каждый тип набора представляет собой связь между 2 или несколькими типами записи. Для каждого типа набора 1 тип записи объявляется владельцем набора, а остальные типы записи объявляются членами набора. Каждый экземпляр набора должен содержать только 1 экземпляр записи владельца и столько экземпляров записей членов набора, сколько их связано с владельцем.

Рисунок 8

База данных – поименованная совокупность экземпляров групп и групповых отношений (записей наборов).

ОПЕРАЦИИ НАД ДАННЫМИ

Модель данных определяет множество действий, которые допустимо производить над некоторой реализацией базы данных для ее перевода из одного состояние в другое. Любая операция над данными включает в себя селекцию данных, то есть выделение из всей совокупности тех данных, над которыми должна быть выполнена требуемая операция.

По типу производимых действий различают следующие операции:

1. Идентификация данных и нахождение их позиции в базе данных

2. Выборка (чтение) данных из базы данных

3. Включение (запись) данных в базу данных

4. Удаление

5. Модификация

Обработка данных осуществляется с помощью процедур базы данных, называемых транзакциями. Транзакция – упорядоченное множество операций, переводящих БД из одного согласованного состояния в другое.

Транзакция либо выполняется полностью, либо не выполняется совсем.

ОГРАНИЧЕНИЕ ЦЕЛОСТНОСТИ

Это правила, которым должны удовлетворять значения элементов данных.

Делятся на:

• Явные ограничения – включаются в структуру базы данных с помощью средств языка контроля данных.

• Неявные ограничения – определяются самой структурой данных

Также различают статические и динамические ограничения целостности:

• Статические – накладываются на состояние предметной области

• Динамические – на переход предметной области из одного состояния в другое

За выполнением ограничений целостности следит СУБД, в процессе своего функционирования.

В настоящее время разработано много различных моделей данных, основные:

• Сетевая

• Иерархическая

• Реляционная