3. Методы организации данных в памяти эвм. Линейная организация данных. Операции поиска, корректировки и последовательной обработки данных.

При проектировании инф-х сис-м широко исп-ся основные положения: организация первичной инф-ии или построение инф-х структур, документов; моделирование данных или формализованное описание структур единиц инф-ии в концепции трехуровневой модели; методы организации инф-ии непосредственно в ЭВМ.

Концепция трехуровневой иерархии: построение внешней модели данных; построение концептуальной модели данных; построение внутренней модели (физическая организация).

Организация значений базируется на основном понятии – запись данных. Под организацией значений данных понимают относительно устойчивый порядок расположения записей в памяти ЭВМ и способ обеспечения взаимосвязи между записями.

Организация значений данных может быть линейной и нелинейной. При линейной организации каждая запись, кроме 1-ой и последней, связана с одной предыдущей и с одной последующей записями. Среди линейных методов выделяются последовательная, строчная и страничная организация данных.

У записей, соотв. нелинейной организации данных, количество предыдущих и последующих записей может быть произвольным.

При последовательной организации данных записи располагаются в памяти строго одна за другой, без промежутков, в той последовательности, в которой они обрабатываются. Такая организация данных соотв-т понятию «массив» (файл). Записи массива могут быть упорядоченными и неупорядоченными по значению ключевого реквизита (ключа), кот. обычно явл. реквизитом-признаком.

Записи могут быть 3 типов: фиксированной длины, произвольной длины, неопределенной длины.

Записи фиксированной (постоянной) длины имеют одинаковую, заранее известную длину. Если длины записей не одинаковы, то длина указывается в самой записи. Такие записи называют записями переменной длины. Вместо явного указания длины записи можно отмечать окончания записи спец. символами – разделителями. Записи, заканчив-ся разделителями, назыв. записями неопределенной длины. Адреса промежуточных записей фиксированной длины в массиве задаются формулой: A(i)=A(1)+(i-1)*L, где A(1) – начальный адрес первой записи, A(i) – начальный адрес i-ой записи, L – длина одной записи.

Для массива записей переменной и неопределённой длины подобной формулы не сущ-т.

Одним из методов ускорения доступа к инф-ии в последовательной структуре явл-ся метод образования для него инвертированного массива данных, содер. адреса записей и ключевые признаки. Он исп-ся при поиске данных в структуре по нескольким признакам.

3. Модели данных: иерархическая, сетевая, реляционная. Примеры.

Модель данных – формализованное описание струтуры единиц инф-ии и операции над ними в инф. сис-ме.

Иерархическая модель данных.

Иерархические модели данных широко исп-ся при моделировании БД. Такая модель строится в виде древовидного графа. Необходимо разработать логическую стрктуру БД для хранения данных о трех поставщиках (П1, П2, П3), которые поставляют товары (Т1, Т2, Т3), причем П1 поставляет все товары, П2 – товары Т1 и Т3, П3 – Т2 и Т3.

На верхнем уровне (корень дерева) – инф-ия о поставщиках, на втором уровне – инф-ия о конкретных поставщиках, на нижнем – о товарах, кот. могут поставлять конкретные поставщики.

Правило: каждый порожденный узел не может иметь больше одного порождающего узла.

В структуре может быть только один непорожденный узел (корень). Узлы, не имеющие входных стрелок, назыв. висячими узлами (вершинами). Один узел интегрируется как запись. Для поиска необходимой записи нужно каждый раз начинать его с корня.

Достоинства: простота; мин. расход памяти; описание структуры на логическом и физическом уровне. Недостатки: просмотр каждый раз начинается с корня дерева; неуниверсальность.

Соответ. взаимосвязи 1:М (один ко многим).

Сетевая модель данных.

При графическом отображении получается граф типа «сеть».

Связь М:М (многие ко многим).

В сетевой модели данных допустимы любые связи между данными, но должно соблюдаться правило: связь включает основную и зависимую запись.

Достоинства: универсальность, возможность доступа к данным через отношения нескольких отношений (многие ко многим). Недостатки: сложность, тяжелая реализация.

Реляционная модель данных.

Такая модель является совокупностью отношений, из кот. образуются новые производные отношения в результате выполнения запросов пользователей инф. системы. В реляционной БД взаимосвязи представлены в виде двумерной таблицы, кот. называют отношением.

Таблица обладает след. св-ми: на пересечении строки и столбца – неделимый элемент; данные в пределах одного столбца однородны; столбцы однозначно поименованы; в таблице отсутствуют одинаковые строки; обращение к строкам и столбцам произвольное.

Столбец таблицы назыв. доменом, а строки – кортежем.

Отношение – множество однотипных записей. Степенью отношения явл-ся кол-во доменов. Каждая запись таблицы имеет ключ.

Для представления задачи о поставщиках сконструируем модель данных: R1 – поставщики, R2 – товары, R3 – поставки.

Код	наим
П1
П2

Код	наим	цена
Т1
Т2

Код П	Код Т	Кол-во
П1	Т1
П1	Т2
П2	Т1

3 аспекта модели: структура – логическая организация данных; целостность данных – безошибочность и точность инф-ии; манипуляции данных – действия.

Достоинства: простота, независимость данных. Недостатки: большой расход памяти.