3.3 Основные рабочие характеристики бд

• полнота – чем полнее БД, тем вероятнее, что она содержит нужную информацию (не должно быть избыточной);

• правильная организация – чем лучше структурирована БД, тем легче в ней найти необходимые сведения;

• актуальность – БД должна в каждый момент времени соответствовать состоянию отображаемого ею объекта;

• удобство для использования – БД должна быть проста и удобна в использовании, иметь развитые методы доступа к любой части информации.

3.4 Основные структурные элементы реляционной базы данных

Таблица БД - двумерный массив, содержащий ин­формацию об одном классе объектов.

В теории реляционной ал­гебры двумерный массив (таблицу) называют отношением. Таблица состоит из элементов: поле, ячейка, за­пись.

Имя поля 1	Имя поля 2	Имя поля 3	Имя поля 4

поле

запись

1. Поле – элементарная единица логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации – реквизиту. Его называют атрибутом, он имеет уникальное имя.

Характеристики поля:

- Имя поля. Пример. Фамилия, Имя, Дата рождения.

- Тип. Пример. Числовой, текстовый, счетчик, логический, денежный, дата/время и т.д.

- Длина. Пример. 15 байт.

- Точность для числовых данных, например два десятичных знака для отображения дробной части числа.

- Признак ключа. Ключ – поле, однозначно определяющее значения всех остальных полей в таблице. Для отношения предусматривают уникальный идентификатор – первичный ключ.

2. Ячейка. Содержит конкретное значение соответствующего поля. Важное требование по заполнению ячеек – вводимое значение должно быть атомарным (неделимым, однотипным во всем поле).

3. Запись - это совокупность логически связанных полей. Ее называют кортежем.

Сущность (entity)(класс объектов) - это объект, идентифицируемый пользователем в предметной области. Иначе, любой различимый объект (пример, люди, самолеты). В модели сущности обозначаются заглавными буквами (СТУДЕНТ). У сущностей есть атрибуты (свойства). Взаимоотношения сущностей выражаются связями.

Атрибут – поименованная характеристика сущности. Он используется для определения конкретной информации о сущности. Пример. Атрибуты для сущности ДОМ: Номер, Тип, Адрес, Цвет и т.д.

3.5 Виды моделей данных

Ядром любой БД является модель данных. Она позволяет описывать логическую структуру БД: представлять объекты предметной области и взаимосвязи между ними.

Рассмотрим 3 основных типа моделей данных: иерархическую, сетевую, реляционную. Первые 2-е модели используются для формирования концептуального уровня архитектуры БД, 3-я – для описания БД на внутреннем уровне.

а) иерархическая модель данных

Организует данные в виде древовидной структуры. Представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих перевернутое дерево (граф). Данная модель характеризуется такими параметрами, как узлы, уровни, связи.

Дерево представляет собой иерархию элементов, называемых узлами.

Узел – информационная модель элемента, находящегося на данном уровне иерархии.

Корневой узел (корень дерева) находится на самом верхнем уровне и не имеет узлов, стоящих выше него. Остальные узлы – порожденные.

Каждый порожденный узел имеет исходный, находящийся на более высоком уровне.

В иерархии рассматривают уровни, на которых расположен тот или иной узел.

Между исходным узлом и порожденными узлами существуют 2 вида взаимосвязи: связь «один ко многим», «многие ко одному».

Пример. Иерархическая модель «ВУЗ».

Уровень 1

Уровень 2

факультет

факультет

факультет

специальность

специальность

Уровень 3

группы

группы

Уровень 4

Отд.студенты

Отд.студенты

Уровень 5

Свойства иерархической модели.

- несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня;

- иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень), не подчиненный никакой другой вершине;

- каждый узел имеет свое имя (идентификатор);

- узел содержит один или несколько атрибутов, описывающих объект в данном узле;

- доступ к порожденным узлам возможен только через исходный узел.

Достоинства:

- наличие промышленных СУБД;

- простота понимания принципа иерархии;

- обеспечение определенного уровня независимости данных.

Недостатки:

- сложность отображения связей «многие ко многим»;

- иерархия усложняет операции включения новых объектов в базу данных и удаления старых;

- доступ к любому узлу возможен только через корневой.

б) сетевая модель данных

В основу сетевой модели данных положены сетевые структуры.

Отличие сетевой структуры от иерархической: любой элемент в сетевой структуре может быть связан с любым другим элементом (свободная связь между элементами разных уровней).

Сетевая модель имеет те же основные составляющие (узел, уровень, связь).

В сетевой структуре между объектами присутствуют 2 вида взаимосвязей: «один ко многим», «многие к одному».

Пример.

Недостатки:

- сложность;

- возможная потеря независимости данных при реорганизации базы данных.

в) реляционная модель данных (табличная)

Термин «реляционный» произошел от лат.слова relatio–отношение. Построена на взаимоотношении составляющих ее частей. В простейшем случае она представляет собой двухмерный массив (двухмерную таблицу), а при создании сложных информационных моделей составляет совокупность взаимосвязанных таблиц.

Основное отличие от иерархической и сетевой моделей - отсутствие связей в явном виде.

Свойства модели:

1. каждый элемент таблицы – один элемент данных;

2. все поля в таблице являются однородными, т.е. имеют один тип (числа, текст, дата и т.д.)

3. каждое поле имеет уникальное имя;

4. одинаковые строки в таблице отсутствуют;

5. порядок следования строк произвольный.

Достоинства:

- простота и доступность;

- независимость данных;

- гибкость.

Недостатки:

- имеет более низкую скорость доступа и требует большего объема внешней памяти;

- большое количество таблиц затрудняет понимание структуры данных;

- не всегда предметную область можно представить в виде совокупности таблиц.

Для преодоления недостатков в настоящее время развиваются многомерная и объектно-ориентированная модели.

Если реляционная модель данных состоит из нескольких таблиц, то они связываются ключами.

Пример. Реляционная таблица.

№ личного дела	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения	Группа
197	Комаров	Иван	Владимирович	01.03.78	БУА