17. Инфологичная модель данных ("сущность-связь").

Цель инфологического моделирования - обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предусматривается хранить в создаваемой базе данных. Поэтому инфологическую модель данных пытаются строить по аналогии с естественным языком. Основными конструктивными элементами инфологической моделей являются сущности, связки между ними и их свойства (атрибуты).

Сущность - любой заметный объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в базе данных. Сущностями могут быть люди, места, самолеты, рейсы, вкус, цвет и так далее. Необходимо различать такие понятия, как тип сущности и экземпляр сущности. Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий или идей, которые выступают как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе. Атрибут - поименованная характеристика сущности.

Его наименование должно быть уникальным для конкретного типа сущности, но может быть одинаковым для разного типа сущностей. Атрибуты используются для определения того, какая информация должна быть собрана о сущности. Примерами атрибутов для сущности АВТОМОБИЛЬ есть ТИП, МАРКА, номерной знак, цвет и так далее. Здесь также существует расхождение между типом и экземпляром. Тип атрибута ЦВЕТ имеет много экземпляров или значений : Красный, Синий, Банановый, Белая ночь и так далее, однако каждому экземпляру сущности присваивается только одно значение атрибута.

Абсолютное отличие между типами сущностей и атрибутами отсутствует. Атрибут является таким только в связи с типом сущности. В другом контексте атрибут может выступать как самостоятельная сущность. Например, для автомобильного завода цвет - это только атрибут продукта производства, а для лакокрасочной фабрики цвет - тип сущности.

Ключ - минимальный набор атрибутов, за значениями которых можно однозначно найти необходимый экземпляр сущности.Минимальность значит, что исключения из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать сущность по что остались. Связь - ассоциирование двух или больше сущностей. Если бы назначением базы данных было только сохранение отдельных, не связанных между собой данных, то ее структура могла бы быть очень простой.

Однако одно из основных требований к организации базы данных - это обеспечение возможности отыскания одних сущностей за значениями других, для чего необходимо установить между ними определенные связки. А так как в реальных базах данных нередко содержатся сотни или даже тысячи сущностей, то теоретически между ними может быть установлено больше миллиона связей.Наличие такого огромного количества связей и определяет сложность инфологической моделей.

18. Общие понятия реляционного подхода к организации бд

Согласно Дейту, реляционная модель состоит из трех частей:

Структурная часть описывает, какие объекты рассматриваются реляционной моделью. Будет постулировать, что единственной структурой данных, которая используется у реляционной модели, нормализованы n -арні отношения.

Целостная часть описывает ограничения специального вида, которые должны выполняться для любых отношений в любых реляционных базах данных. Это целостность сущностей и целостность внешних ключей.

Манипуляционная часть описывает два эквивалентных способу манипулирования реляционными данными - реляционную алгебру и реляционное исчисление.

Основными понятиями реляционных баз данных являются тип данных, домн, атрибут, кортеж, первичный ключ и отношение.

Понятие тип данных в реляционной модели данных полностью адекватно понятию типа данных в языках программирования. Обычно в современной реляционной БД допускается хранение символьных, числовых данных, битовых строк, специализированных числовых данных, а также специальных "темпоральных" данных (дата, время, часовой интервал). Достаточно активно развивается подход к расширению возможностей реляционных систем абстрактными типами данных

Понятие домену более специфически для баз данных, хотя и имеет некоторые аналогии с подтипами в некоторых языках программирования. В самом общем виде домен определяется заданием некоторого базового типа данных, к которому принадлежат элементы домену, и произвольного логического выражения, которое применяется к элементу типа данных.

Схема отношения - это именуемое огромное количество пар. Если все атрибуты одного отношения определены на разных доменах, осмыслено использовать для именования атрибутов имена соответствующих доменов.

Схема БД (в структурном смысле) - это набор именуемых схем отношений.

Кортеж, отношение

Кортеж, который отвечает данной схеме отношения, - это огромное количество пар {имя атрибута, значение}, какая содержит одно вхождение каждого имени атрибута, что принадлежит схемой отношения. "Значение" является допустимым значением домену данного атрибута (или типу данных, если понятие домену не поддерживается). Проще говоря, кортеж - это набор именуемых значений заданного типа.

Отношение - это огромное количество кортежей, соответствующих одной схемой отношения. Иногда, чтобы не путаться, говорят "отношение-схема" и "отношение-экземпляр", иногда схему отношения называют заглавием отношения, а отношение как набор кортежей - телом отношения. В действительности, понятие схемы отношения ближайшее к понятию структурного типа данных в языках программирования. Было бы полностью логично решать отдельно определять схему отношения, а потом одно или несколько отношений с данной схемой.

Однако в реляционных базах данных это не принято. Имя схемы отношения в таких базах данных всегда совпадает с именем соответствующего отношения-экземпляра. В классических реляционных базах данных после определения схемы базы данных изменяются только отношения-экземпляры. У них могут появляться новые и отдаляться или модифицироваться существующие кортежи. Однако во многих реализациях допускается и изменение схемы базы данных : определение новых и изменение существующих схем отношения. Это принято называть эволюцией схемы базы данных.

Реляционная база данных - это набор отношений, имена которых совпадают с именами схем отношений в схеме БД.

Как видно, основные структурные понятия реляционной модели данных (если не считать понятия домену) имеют очень простую интуитивную интерпретацию, хотя в теории реляционной БД все они определяются абсолютно формально и точно.