Основные типы данных и их классификация. Модели данных и их компоненты. Типы моделей субд.
Любые данные могут быть отнесены к одному из двух типов: основному (простому), форма представления которого определяется архитектурой ЭВМ, или сложному, конструируемому пользователем для решения конкретных задач.
Данные простого типа это - символы, числа и т.п. элементы, дальнейшее дробление которых не имеет смысла. Из элементарных данных формируются структуры (сложные типы) данных.
Классификация типов данных
Обобщенные структуры называют также моделями данных, т.к. они отражают представление пользователя о данных реального мира.
Любая модель данных должна содержать три компоненты:
- структура данных - описывает точку зрения пользователя на представление данных.
- набор допустимых операций, выполняемых на структуре данных. Модель данных предполагает, как минимум, наличие языка определения данных (ЯОД), описывающего структуру их хранения, и языка манипулирования данными (ЯМД), включающего операции извлечения и модификации данных.
- ограничения целостности - механизм поддержания соответствия данных предметной области на основе формально описанных правил.
В процессе исторического развития в СУБД использовалось следующие модели данных:
- иерархическая;
- сетевая;
- реляционная.
В последнее время все большее значение приобретает объектно-ориентированный подход к представлению данных.
Это так называемые модели реализации, т. е. модели, ориентированные на получение ответа на вопрос: "Каким образом следует описывать структуры данных?“.
Единственное исключение составляет понятийная модель "сущность-связь", это ближайший союзник реляционной модели, но отвечающий не за реализацию, а за логику будущей БД.
Методы доступа к данным. Поиск по дереву. Хеширование.
Существуют два класса методов, реализующих доступ к данным по ключу:
- методы поиска по дереву;
- методы хеширования.
Метод поиска по дереву:
Определение:Деревом называется конечное множество, состоящее из одного или более элементов, называемых узлами, таких, что:
- между узлами имеет место отношение типа "исходный-порожденный " (“родитель-потомок”);
- есть только один узел, не имеющий исходного. Он называется корнем;
- все узлы за исключением корня имеют только один исходный; каждый узел может иметь несколько порожденных;
- отношение "исходный-порожденный" действует только в одном направлении, т.е. ни один потомок некоторого узла не может стать для него предком.
Число порожденных отдельного узла (число поддеревьев данного корня) называется его степенью. Узел с нулевой степенью называют листом или концевым узлом. Максимальное значение степени всех узлов данного дерева называется степенью дерева.
Если в дереве между порожденными узлами, имеющими общий исходный, считается существенным их порядок, то дерево называется упорядоченным. В задачах поиска почти всегда рассматриваются упорядоченные деревья.
Упорядоченное дерево, степень которого не больше 2 называется бинарным деревом. Бинарное дерево особенно часто используется при поиске в оперативной памяти.
Хеширование:
Этот метод используется тогда, когда все множество ключей заранее известно и на время обработки может быть размещено в оперативной памяти. В этом случае строится специальная функция, однозначно отображающая множество ключей на множество указателей, называемая хеш-функцией. Имея такую функцию можно вычислить адрес записи в файле по заданному ключу поиска. В общем случае ключевые данные, используемые для определения адреса записи организуются в виде таблицы, называемой хеш-таблицей.