2. Выбор хранимых данных

Информационные элементы - различные типы входных, промежуточных и выходных данных, которые составляют наборы входных N1, промежуточных N2 и выходных N3 элементов данных.

Матрица смежности (В) - квадратная бинарная матрица, проиндексированная по обеим осям множеством информационных элементов D = {c} где s- число этих элементов:

Наличие отношения между di и dj: di Ro dj, где qij =1.

Отсутствие отношения между di и dj: di Ro dj, где qij = 0.

Принимают - каждый элемент недостижим из самого себя: di Ro dj; i=0, S.

Матрице В ставится в соответствие информационный граф G - (D, Ro).

Множество вершин графа G = (D, Ro) - множество D информационных элементов.

Дуга (di, dj) соответствует условию di Ro dj (записи 1 в позиции (ij) матрицы В).

Например: D = {d1, d2, d3, d4}.

Пусть матрица смежности В этих элементов имеет вид:

Информационный граф в этом случае:

Матрица достижимости (М) - квадратная бинарная матрица, проиндексированная по обеим осям множеством информационных элементов D.

Элемент di достижим из элемента dj, если выполняется условие di R₀ dj и на графе G = (D,R₀) существует направленный путь от вершины di к вершине dj - в позиции (ij) матрицы М записывают 1.

Отношение достижимости между элементами di и dj отсутствует, если di R₀ dj, то и в позиции (ij) матрицы М записывают 0.

Отношение достижимости транзитивно, т.е. если diRodk и dkRоdj, то diR₀dj; i,j,k=1,S.

Для полученного графа матрица М будет выглядеть следующим образом:

Выходные информационные элементы - элементы, строки которых в матрице М не содержат единиц (нулевые строки).

Входные информационные элементы - элементы, столбцы которых в матрице М не содержат единиц (нулевые столбцы).

Промежуточные информационные элементы – элементы, не имеющие нулевой строки или столбца.

На основе матрицы М строится информационный граф Gs (D,R) системы, структурированный по входным (N1), промежуточным (N2) и выходным (N3) наборам информационных элементов и полученный из анализа множества элементов предшествования A(di) и достижимости R (dj):

Информационный граф системы Gs (D.R), получаемый после структуризации по наборам информационных элементов и удаления избыточных элементов и связей, определяет каноническую структуру информационной базы.

3. Реляционная модель данных

Реляционная БД - база данных, организованная в виде набора отношений ее компонентов.

Реляционная БД - связанная между собой совокупность таблиц, где:

• таблица (отношение) - совокупность строк и столбцов;

• строки (кортежи/записи) - экземпляры объекта, конкретное событие или явление;

• столбцы (атрибуты/домены/поля) - признаки, характеристики, параметры объекта, события, явления.

Свойства реляционных таблиц:

• каждый элемент таблицы - один элемент данных;

• все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д.) и длину;

• каждый столбец имеет уникальное имя;

• одинаковые строки в таблице отсутствуют;

• порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Первичный ключ - поле или набор полей, однозначно идентифицирующий запись.

Первичный ключ – уникален и минимально достаточен.

Разновидности связей между таблицами БД:

• -«один-ко-многим»;

• -«один-к-одному»;

• -«многие-ко-многим».

Отношение «один-ко-многим» - одной записи родительской таблицы может соответствовать несколько записей в дочерней таблице.

Связь "один-ко-многим" является самой распространенной для реляционных баз данных.

Отношение «один-к-одному» - одной записи родительской таблицы соответствует одна запись в дочерней таблице.

Данное отношение используют, если не хотят, чтобы таблица БД «не распухала» от второстепенной информации.

Отношение «многие-ко-многим»:

• записи в родительской таблице может соответствовать больше одной записи в дочерней таблице;

• записи в дочерней таблице может соответствовать больше одной записи в родительской таблице.

Многие СУБД (в частности Access) не поддерживают связи «многие-ко-многим» на уровне индексов и ссылочной целостности. Считается, что всякую связь «многие-ко-многим» можно заменить на одну или более связей «один-ко-многим».

Внешний ключ - поля связи дочерней таблицы.

Внешний ключ по составу полей должен совпадать с первичным ключом или с частью первичного ключа родительской таблицы.

Индексы и методы доступа

Индексы – это механизмы быстрого доступа к данным в таблицах БД.

Последовательный метод доступа к данным в таблицах БД:

• просматриваются все записи таблицы, от первой к последней.

Индексно-последовательный метод доступа к данным в таблицах БД:

• поиск ведется по индексу, а не по самой таблице;

• поиск в индексе начинается только с первой строки, удовлетворяющей, условию запроса или его части («прямой доступ»);

• строки в индексе, начиная с такой записи, просматриваются последовательно.