Логическое проектирование

Каждая система СУБД поддерживает ту или иную модель данных. Логическая модель данных определяет правила порождения допустимых видов структур данных и возможные операции над ними. Основной целью проектирования БД является решение проблемы выбора оптимальной логической структуры для заданного набора данных.

По технологии обработки данных базы подразделяются на централизованные и распределенные.

Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы.

Распределенная база данных состоит из нескольких частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).

По способу доступа к данным базы данных разделяются на базы данных с локальным доступом и базы данных с удаленным (сетевым) доступом.

Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобных систем:

q        файл-сервер - одна из машин сети выделяется в качестве центральной, на ней хранится совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательской системы к централизованной базе данных. Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится обработка.

q        клиент-сервер – помимо хранения централизованной базы данных центральная машина должна обеспечивать выполнение основного объема обработки данных. Запрос на данные, выдаваемые клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные (но не файлы) транспортируются по сети от сервера к клиенту.

Модели данных

 Ядром любой базы данных является модель данных. Модель данных представляет собой множество структур данных и операций их обработки.  СУБД основывается на использовании иерархической, сетевой или реляционной модели, на комбинации этих моделей или на некотором их подмножестве.

Иерархическая модель данных

Иерархическая модель базы данных представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих перевернутое дерево (граф). Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи. Принцип работы модели таков, что несколько узлов более низкого уровня соединяются при помощи связи с одним узлом более высокого уровня. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа.

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

Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень дерева), не подчиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и т. д. уровнях. Количество деревьев в базе данных определяется числом корневых записей. К каждой записи базы данных существует только один  иерархический путь от корневой записи.

Рассмотрим иерархическую модель на примере базы данных «Наша школа». С точки зрения иерархической модели, она должна принять следующий вид: в состав школы входят классы; параллельные классы делятся по буквам, в состав каждого класса входят конкретные ученики. Модель может быть представлена в виде схемы.

Сетевая модель

Сетевая модель базы данных похожа на иерархическую. Она имеет те же основные составляющие (узел, уровень, связь), однако характер их отношений принципиально иной. В сетевой модели принята свободная связь между элементами разных уровней. Сетевые модели, в отличие от иерархических, реализуют связи всех со всеми. Типичные операции: поиск, замена значений, запись. Сетевые модели являются улучшенной иерархической моделью.

В качестве примера рассмотрим базу данных, хранящую сведения о закреплении учителей-предметников за определенными классами. Видно, что один учитель может преподавать в нескольких классах и, что один и тот же предмет могут вести разные учителя.