Глава 15 система управления базой данных

Имя 4			>айла
Поле			Формат поля
Имя (обозначение)	Полное наименование	Признак ключа	Тип	Длина	Точность (для чисел)
имя1
имя п

Рис. 15.6. Описание логической структуры записи файла

В структуре записи файла указываются поля, значения которых являются ключам первичными(ПК), которые идентифицируют экземпляр записи, ивторичным (ВК), которые выполняют роль поисковых или группировочных признаков (по значени вторичного ключа можно найти несколько записей).

Пример 15.3. На рис. 15.7 приведен пример описания логической структуры запи файла (таблицы) СТУДЕНТ, содержимое которого приводится на рис 15.2. Структу записи файла СТУДЕНТ линейная, она содержит записи фиксированной длины. Л вторяющиеся группы значений полей в записи отсутствуют Обращение к значен» поля производится по его номеру.

Имя файла: СТУДЕНТ
Поле		Признак ключа	Формат поля
Обозначение	Наименование		Тип	Длина	Точносп
Номер	№ личного дела	^	Сим в	5
Фамилия	Фамилия студента		Симв	15
Имя	Имя студента		Симв	10
Отчество	Отчество студента		Симв	15
Дата	Дата рождения		Дата	8

Рис. 15.7. Описание логической структуры записи файла СТУДЕНТ

ВИДЫ МОДЕЛЕЙ ДАННЫХ

Общие положения

Ядром любой базы данных является модель данных. Модель данных представляет соб< множество структур данных, ограничений целостности и операций манипулирования да ными. С помощью модели данных могут быть представлены объекты предметной области взаимосвязи между ними.

Модель данных— совокупность структур данных и операций их обр ботки. _________ " __

СУБД основывается на использовании иерархической, сетевой или реляционной мод ли, на комбинации этих моделей или на некотором их подмножестве [I].

Рассмотрим три основных типа моделей данных: иерархическую, сетевую и рел

ционную.

Иерархическая модель данных

Иерархическая структура представляет совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам. Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют ориентированный граф (перевернутое дерево), вид которого представлен на рис. 15.8.

К основным понятиям иерархической структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь. Узел —это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящимся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень дерева), не подчиненную ника- кой другой вершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчи- ненные) узлы находятся на втором, третьем и т.д. уровнях. Количество деревьев в базе данных определяется числом корневых записей.

К каждой записи базы данных существует только один (иерархический) путь от корне- вой записи. Например, как видно из рис. 15.8, для записи С4 путь проходит через записи АиВЗ.

Уровень 1

Уровень 2

Уровень 3

Рис. 15.8. Графическое изображение иерархической структуры БД

Пример 15.4. Пример, представленный на рис. 15.9, иллюстрирует использование ие- рархической модели базы данных.

Для рассматриваемого примера иерархическая структура правомерна, так как каждый студент учится в определенной (только одной) группе, которая относится к опреде- ленному (только одному) институту

Сетевая модель данных

В сетевой структуре при тех же основных понятиях (уровень, узел, связь) каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

На рис. 15.10 изображена сетевая структура базы данных в виде графа. «

Пример 15.5. Примером сложной сетевой структуры может служить структура базы данных, содержащей сведения о студентах, участвующих в научно-исследовательских работах (НИРС). Возможно участие одного студента в нескольких НИРС, а также участие нескольких студентов в разработке одной НИРС. Графическое изображение описанной в примере сетевой структуры, состоящей только из двух типов записей, показано на рис. 15.11. Единственное отношение представляет собой сложную связь между записями в обоих направлениях.

Институт (специальность, название, директор)

071900

Экономической информатики

Иванов И.В.

Группа (номер, староста)

Студент (номер зачетной книжки, фамилия, имя, отчество)

98795 Сидоров Андрей Петрович		97695 Черняева Юлия Николаевна			98495 Дроздов Константин Иванович

Рис. 15.9. Пример иерархической структуры БД

Рис. 15.10. Графическое изображение сетевой структуры

Студент (номер зачетной книжки, фамилия, группа)

Рис. 15.11. Пример сетевой структуры БД

15.1, ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Реляционная модель данных

Понятие реляционный(англ. relation —отношение) связано с разработками известного аме- риканского специалиста в области систем баз данных Е. Кодда.

Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таб- лиц. Каждая реляционная таблицапредставляет собой двумерный массив и обла- дает следующими свойствами:

• каждый элемент таблицы — один элемент данных;

• все столбцы в таблице однородные, т.е. всеэлементы 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.

Пример 15.6. Реляционной таблицей можно представить информацию о студентах, обучающихся в вузе (рис. 15.12).

№ личного дела	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения	Группа
16493	Сергеев	Петр	Михайлович	01.01.76	111
16593	Петрова	Анна	Владимировна	15.03.75	112
16693	Анохин	Андрей	Борисович	14.04.76	111

Рис. 15.12. Пример реляционной таблицы

Отношения представлены в виде таблиц,строки которых соответствуют кортежам илизаписям,а столбцы — атрибутам отношений, доменам,полям.

Поле» каждое значение которого однозначно определяет соответствующую запись, на- зывается простым ключом(ключевым полем). Если записи однозначно определяются значениями нескольких полей, то такая таблица базы данных имеетсоставной ключ. В примере, показанном на рис. 15.12, ключевым полем таблицы является "№ личного дела".

Чтобы связать две реляционные таблицы, необходимо ключ первой таблицы ввести в состав ключа второй таблицы (возможно совпадение ключей); в противном случае нужно ввести в структуру первой таблицы внешний ключ —ключ второй таблицы.

Пример 15.7. На рис. 15.13 показан пример реляционной модели, построенной на ос- нове отношений: СТУДЕНТ. СЕССИЯ, СТИПЕНДИЯ.

СТИПЕНДИЯ (Результат)

(Номер)

(Результат)

Рис. 15.13. Пример реляционной модели

568 ГЛАВА 15 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БАЗОЙ ДАННЫХ

СТУДЕНТ (Номер, Фамилия, Имя, Отчество, Пол, Дата рождения, Группа);

СЕССИЯ (Номер, Оценка!, Оценка2, ОценкаЗ, Оценка4, Результат);

СТИПЕНДИЯ (Результат, Процент).

Таблицы СТУДЕНТ И СЕССИЯ имеют совпадающие ключи (Номер), что дает воз- можность легко организовать связь между ними. Таблица СЕССИЯ имеет первичный ключ Номер и содержит внешний ключ Результат, который обеспечивает ее связь с таблицей СТИПЕНДИЯ.