2.6. Структура субд

ЯДРО СУБД - процессор описания. Он реализует модель данных, средствами которой проектировщик, строит логическую структуру БД, соответствующую ИМ предметной области и обеспечивает поддержание внутренней схемы БД.

ИНТЕРФЕЙС ВВОДА реализует входной информационный язык БД, обеспечивая абонентам-поставщикам информационные средства описания и ввода данных в информационную систему.

ИНТЕРФЕЙС ЗАПРСОВ совместно с процессором запросов обеспечивает концептуальную модель ИС в части стандартных типовых запросов, отражающих потребности абонентов-потребителей информации.

ИНТЕРФЕЙС ВЫДАЧИ получает от процессора запросов результаты исполнения запросов и переводит эти результаты в форму, удобную для восприятия и выдачи информации абоненту-пользователю.

ГЕНЕРАТОР ОТЧЕТОВ используют для создания «отчетов».

 

Вопросы самоконтроля

1. Какие компоненты входят в состав СУБД?

2. Какие функции у СУБД?

3. Какие бывают виды СУБД?

4. Какие существуют уровни представления информации в АИС?

5. Что входит в состав АИС?

6. Какие существуют виды АИС?

Лекция №3

Цель: Изучение моделей организации данных

3.1. Модели организации данных

Модель данных - это математическое средство абстракции, позволяющее отделить факты от их интерпретации и вместе с

обеспечить развитие возможности представления соотношения данных.

Основными моделями являются:

- иерархическая

- сетевая

- реляционная

В ИМД объекты сущностей и отношения предметной области представляются набором данных, которые имеют строго древовидную структуру.

ДОСТОИНСТВА ИМД	позволяют описать структуру, как на логическом, так и на физическом уровнях
НЕДОСТАТКИ	1) Жесткая фиксация связей между элементами данных;
	2) Быстрота доступа достигается за счет потери информационной гибкости

В ИМД устанавливается строгий порядок обхода дерева (сверху - вниз, слева – направо) и следующие операции над данными:

а) найти указанное дерево;

б) перейти от одного дерева к другому;

в) перейти от одной записи к другой;

г) перейти от одной записи к другой в порядке обхода иерархии;

д) удалить текущую запись.

В ограничениях целостности ИМД основное внимание уделяется целостности ссылок между предками и потомками с учетом основного правила: - никакой потомок не может существовать без родителей. 

СМД состоит из одного или нескольких типов записей и набора типов связей между ними, то есть каждый тип записи представлен в базе данных набором экземпляров записей данного типа.

В сетевой модели допустимы любые виды связей (L) между записями (Р, С) и отсутствует ограничение на число обратных связей.

Должно соблюдаться правило: связь включает основную и зависимую записи.

Над данными выполняются следующие операции:

1) найти конкретную запись (экземпляр) в наборе однотипных записей;

2) перейти от предка к первому потомку по некоторой связи;

3) перейти к следующему потомку по некоторой связи;

4) создать новую запись;

5) уничтожить запись;

6) модифицировать запись;

7) включить в связь;

8) исключить из связи;

9) переставить в другую связь. 

ДОСТОИНСТВА	1. Навигация по связанным данным, что является отличительной особенностью СМД;
	2. Использование множественных типов данных для описания атрибутов информационных объектов (записей), что позволяет создавать информационные структуры табличной формы;
	3. Адекватно отражает инфологические схемы сложных предметных областей.
НЕДОСТАТОК	невозможно использовать различные прикладные информационные системы для одинакового описания данных в сетевой организации.

В РМД объекты сущности инфологической схемы предметной области представляются плоскими таблицами данных.

Столбцы таблицы, называемые полями соответствуют атрибутам объектов сущностей.

Множество атомарных значений атрибута называется доменом.

Строки таблиц представляют собой различное сочетание значений полей из доменов и называются кортежами и соответствуют экземплярам объектов-сущностей информационной схемы ПО.

Ключевому атрибуту объекта сущности, который идентифицирует (определяет) конкретный экземпляр объекта в таблице соответствует ключевое поле. В некоторых таблицах роль ключа могут играть сразу несколько полей или группа полей (составной ключ). В этом случае один из ключей объявляется первичным. Непервичные ключи называются возможными, и в отличие от первичных могут обновляться.

Значения первичных ключей уникальны, то есть не могут повторяться.

Значения внешнего ключа могут повторяться, что автоматически обеспечивает связь «один ко многим».

СХЕМОЙ таблицы-отношения называется совокупность определенных для нее полей и их свойств.

ОГРАНИЧЕНИЕ ЦЕЛОСТНОСТИ РМД:

- требования целостности сущностей;

- целостность ссылок.

Вопросы самоконтроля

1. Какие бывают модели представления данных?

2. Ч то представляет собой иерархическая модель?

3. Ч то представляет собой сетевая модель?

4. Ч то представляет собой реляционная модель?

5. Структура РМД

Лекция №4

Цель: Изучение операций реляционной алгебры

Операции реляционной алгебры, используемые в РМД:

1) Операции обновления и обработки кортежей в таблицах-отношениях (объект обработки – кортеж);

2) Операции обработки таблиц-отношений (объект обработки – таблица в целом).

ПЕРВАЯ ГРУППА:

1. операция «ВКЛЮЧИТЬ». Здесь требуется задание имени таблицы. Выполняется при условии уникальности значения ключа.

2. операция «УДАЛИТЬ». Удаляет один или группу кортежей. Требует задания имени таблицы, имени поля и параметров значений полей, кортежи из которых должны быть удалены.

3. операция «ОБНОВИТЬ». Заключается в изменении значений неключевых полей у одного или группы кортежей.

ВТОРАЯ ГРУППА:

1) объединение

2) пересечение

3) вычитание

4) произведение (декартово)

5) выборка (горизонтальное подмножество)

6) проекция (вертикальное подмножество)

7) соединение

8) деление

 

Операция ОБЪЕДИНЕНИЕ выполняется над двумя односхемными таблицами. Результирующая таблица содержит все строки операндов, за исключением повторяющихся.

 Операция ВЫЧИТАНИЕ (разность) выполняется над односхемными таблицами-отношениями.

Во многом ВЫЧИТАНИЕ похоже на ПЕРЕСЕЧЕНИЕ, за исключением того, что результирующее отношение содержит кортежи, присутствующие в первом и отсутствующие во втором исходных отношениях.

Операция ПРОИЗВЕДЕНИЕ (декартово) выполняется над таблицами-отношениями с разными схемами.

Результат – таблица-отношения с полями из первой и второй таблиц. Кортежи сцепляются последовательно, их количество равно произведению кортежей первой и второй таблиц.

Следовательно:

- степень результирующего отношения равна сумме степеней исходных отношений;

- мощность результирующего отношения равна произведению мощностей исходных отношений.

ВЫБОРКА (горизонтальное подмножество).

На входе используется одно отношение, результат - новое отношение, построенное по той же схеме, содержащее подмножество кортежей исходного отношения, удовлетворяющих условию выборки.

 

ПРОЕКЦИЯ (вертикальное подмножество). Операция проекции использует одно отношение и представляет собой выборку из каждого кортежа отношения значений атрибутов и удаление из полученного отношения повторяющихся строк.

 

 Операция СОЕДИНЕНИЕ – выполняется над таблицами-отношениями с разными схемами. В каждой таблице-отношении выделяется поле, по которому будет осуществляться соединение. При этом оба поля должны быть определены на одном домене.

Схема итоговой таблицы-отношения включает все поля первой таблицы и все поля второй таблицы.

Кортежи итоговой таблицы-отношения образуются путем сцепления каждого кортежа из первой таблицы с теми кортежами второй таблицы, значения которых по полю сцепления одинаковы.

 Операция ДЕЛЕНИЕ выполняется над двумя таблицами: делимое и делитель. При этом схема таблицы делителя должна состоять из подмножества полей таблицы делимого.

Схема итоговой таблицы содержит те поля таблицы делимого, которых нет в таблице делителе.

Кортежи итоговой таблицы образуются на основе кортежей первой таблицы по значениям полей, вошедших в итоговую таблицу при условии, что если взять произведение итоговой таблицы и делителя, то образуются кортежи таблицы делимого.

Вопросы самоконтроля

1. Операция объединение

2. Операция пересечение

3. Операция вычитание

4. Операция произведение (декартово)

5. Операция выборка (горизонтальное подмножество)

6. Операция проекция (вертикальное подмножество)

7. Операция соединение

8. Операция деление

Лекция №5

Цель: Изучение структурного метода разработки программного обеспечения