Билет 79 Иерархическая модель данных.

Иерархическая модель данных является частным случаем сетевой модели и состоит из нескольких типов записей, один из которых определен как корневой или исходный. Между типами объектов в иерархической модели должны быть определены структурные связи 1:1, 1:n при этом корневые записи соответствующие элементам 1 в структурной связи определяется как исходные, а соответствующие элементам n, как порожденные. Диаграмма структурной связи иерархической модели данных должна описываться «деревом», в котором значим относительный порядок «поддеревьев». Другими словами, значимо относительное расположение «вершин», т.е. их расположение слева или справа относительно друг друга. Так же структурная диаграмма получила название иерархического дерева определения.

Билет 80 Реляционная модель данных.

Реляционная модель данных представляет собой совокупность формально описанных отношений между атрибутами объектов, из которых могут быть образованы требуемые производные отношения. Для каждого атрибута в реляционной модели задается область определения, называемая доменом. По определению любой домен включает два дополнительных параметра:  – «значение в данный момент не известно» и – «значение для данного объекта не имеет смысла». Один и тот же домен может служить областью определения различных атрибутов.

Каждому домену и атрибуту в реляционной модели присваивается имя, которое должно быть уникальным среди имен доменов одной модели. Аналогично вводятся и имена атрибутов. В общем случае способ конструирования и мои произвольный. Допускается совпадение имен атрибута и соответствующего ему домена. Если на одном домене определено несколько атрибутов, то их имена могут конструироваться из имени данного домена с помощью специальных уточнений, которые должны отражать различные роли домена в этом отношении.

Каждому классу объектов в реляционной модели ставится в соответствие некоторая совокупность атрибутов. Это соответствие формально описывается выражением

R(A1; A2; …; An).

Тогда любой объект класса может быть описан кортежем <1, 2, i, …, n>, где i – значение атрибута Аi для данного объекта. Множество таких кортежей называется отношением, выражение R(A1; A2; …; An) – схемой отношения, R – именем отношения, n – степенью отношения.

Для каждой компоненты кортежа должна быть определена ее связь с тем или иным атрибутом. Такая связь может быть задана либо упорядочением компонент кортежа в соответствии с порядком имен атрибутов в схеме отношения, либо введением специальных позиционных индексов. Каждое отношение определяет состояние класса объектов в некоторый момент времени. Очевидно, что одной схеме отношения в реальные моменты времени могут соответствовать разные отношения, поэтому ее часто называют типом отношений, а само отношение экземпляром отношения. Экземпляр отношения может быть представлен в виде таблицы, в которой заголовок соответствует схеме отношений, а имя таблицы совпадает с именем отношения; каждая строка является элементом отношения; все строки различны; каждый столбец содержит совокупность значений одного атрибута, имеет имя, совпадающее с именем атрибута, и представляет собой срез отношения по соответствующему атрибуту; порядок строк и столбцов произвольный.

Домены реляционной модели данных можно разделить на простые и составные. Простой домен – множество значений атрибута, каждое из которых на используемом уровне рассмотрения является информационно неделимым (атомарным). Составной домен – множество, элементами которого являются экземпляры отношений одного типа. Составные домены используются для описания тех характеристик моделируемого объекта, которые представляются взаимосвязью более простых свойств этого объекта.

Формальный аппарат, позволяющий описывать отношения, а также осуществлять преобразования отношений для построения новых требуемых отношений, называют реляционной алгеброй или алгеброй Кодда. К числу основных операций реляционной алгебры относятся: проектирование, объединение, соединение, пересечение, вычитание, произведение ограничение, деление и выборка.

При построении реляционных моделей обеспечивается выполнение двух основных требований:

информационное содержание данных рассматривается независимо от способов их представления в памяти;

модель данных представляется в виде набора изменяющихся во времени отношений, которые задаются на множествах значений свойств, отображаемых в базе данных объектов и их атрибутов.

Реализация второго требования позволяет наряду с другими преимуществами обеспечить более комфортные средства для обращения с базами данных и создать основу для развития информационных систем различного назначения и информационного обеспечения систем интегральной автоматизации производства. Следует отметить, что интенсивное развитие реляционного подхода в последние годы позволяет надеяться, что на этом пути в ближайшее время будут созданы не только мощные и эффективные в различных приложениях реляционные системы управления базами данных, но и разработаны основы общей теории проектирования баз данных и информационных систем, необходимость появления которой весьма остро ощущается на практике.

При кратком рассмотрении основных моделей данных целесообразно упомянуть о четырех моделях данных: типа «сущность—связь», бинарных, семантических, сетевых и инфологических.