Тема 1.2. Модели бд

Тип лекции: текущая

План:

1. Строение БД

2. Понятие модели данных и их классификация

3. Иерархическая модель данных

4. Сетевая модель данных

5. Реляционная модель данных

1. Строение бд

В 1975 г. американским национальным институтом ANSI была предложена трехуровневая архитектура баз данных, которая отражала уровни описания данных.

БД может быть представлена в трех уровнях:

- внешний – это уровень пользователей, каждое внешнее представление описывает ту часть БД, которая доступна данному пользователю. Каждое внешнее представление может содержать одни и те же данные, но в разных форматах. Кроме того, внешнее представление может содержать вычисляемые данные, т.е. данные, которые не хранятся в БД.

- концептуальный уровень – он описывает, какие данные хранятся в БД и какие между ними существуют связи. Таким образом, этот уровень является обобщенным описанием БД в целом. Концептуальный уровень поддерживает каждое внешнее представление пользователя, т.е. любые необходимые пользователю данные должны быть представлены на концептуальном уровне или их можно вычислить на базе других данных. При этом на концептуальном уровне не содержится никаких сведений о физической организации данных.

- внутренний уровень – этот уровень описывает, как данные хранятся на физическом носителе, т.е. на внутреннем уровне описываются структуры данных, индексы, способы организации отдельных файлов и т.д.

Данные – это отдельные факты, значения. Сами по себе данные никакой информации не несут. Данные становятся информацией, когда пользователь осознает их смысловое содержание и придает им определенную структуру, поэтому центральным понятием теории БД является понятие «модели данных».

2. Понятие модели данных и их классификация

Модель данных – это интегрированный набор понятий для описания данных, связей между ними и ограничений, накладываемых на данные в заданной предметной области.

В соответствии с трехуровневой архитектурой БД в теории «Баз данных» существуют модели каждого уровня. Наиболее важными являются модели концептуального уровня (внешние модели оперируют теми же понятиями, что и концептуальные):

-инфологическая модель описывает предметную область в обобщенном виде и в терминах, понятных каждому пользователю.

-даталогическая модель описывает БД с учетом той модели данных, которую поддерживает целевая СУБД. Однако обе эти модели не содержат информацию о способах физической организации данных.

Основная классификация моделей данных представлена на рисунке 1.

3. Иерархическая модель данных

Иерархическая модель данных является наиболее простой среди всех даталогических моделей. Исторически она появилась первой: именно эту модель поддерживает первая из зарегистрированных промышленных СУБД IMS фирмы IBM.

В иерархической модели связи между данными представлены виде дерева, в узлах которого находятся сегменты, состоящие из полей.

Рис. 1. – Схема классификации моделей данных

Ребра дерева отражают иерархические связи между сегментами. Различают тип сегмента и экземпляр сегмента.

Тип сегмента – это поименованная совокупность полей, экземпляр сегмента образуется из конкретных значений полей.

Экземпляры сегмента одного типа называются близнецами.

Каждый экземпляр сегмента, стоящий по иерархии выше может быть связан с несколькими экземплярами, подчиненные сегменту. В то же время каждый экземпляр подчиненного сегмента может быть связан только с одним родительским экземпляром.

Физическая БД всегда имеет один корневой сегмент, т.е. сегмент, который не связан ни с каким родительским сегментом.

Совокупность всех экземпляров сегмента, подчиненных одному экземпляру корневого сегмента наз-ся физической записью иерархической БД.