 |
Инфологическое моделирование баз данных. ER-модель.
|
|
|
|
Инфологическая модель (информационно-логическая модель) — ориентированная на человека и не зависимая от типа СУБД модель предметной области, определяющая совокупности информационных объектов, их атрибутов и отношений между объектами, динамику изменений предметной области, а также характер информационных потребностей пользователей. Инфологическая модель предметной области может быть описана моделью "сущность—связь" (модель ER), в основе которой лежит деление реального мира на отдельные различимые сущности, находящиеся в определенных связях друг с другом, причем обе категории — сущность и связь полагаются первичными, неопределенными понятиями.
Цель инфологического моделирования. Обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Основными конструктивными элементами инфологических моделей являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты).
§ Сущность – любой различимый объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в базе данных. Сущностями могут быть люди, места, самолеты, рейсы, вкус, цвет и т.д. Необходимо различать такие понятия, как тип сущности и экземпляр сущности. Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий или идей, выступающих как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе. Например, типом сущности может быть ГОРОД, а экземпляром – Москва, Киев и т.д.
§ Атрибут – поименованная характеристика сущности. Его наименование должно быть уникальным для конкретного типа сущности, но может быть одинаковым для различного типа сущностей (например, ЦВЕТ может быть определен для многих сущностей: СОБАКА, АВТОМОБИЛЬ, ДЫМ и т.д.). Атрибуты используются для определения того, какая информация должна быть собрана о сущности. Примерами атрибутов для сущности АВТОМОБИЛЬ являются ТИП, МАРКА, НОМЕРНОЙ ЗНАК, ЦВЕТ и т.д. Здесь также существует различие между типом и экземпляром. Тип атрибута ЦВЕТ имеет много экземпляров или значений: Красный, Синий, Банановый, Белая ночь и т.д., однако каждому экземпляру сущности присваивается только одно значение атрибута.
|
|
|
§ Ключ – минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать сущность по оставшимся. Для сущности Расписание ключом является атрибут Номер_рейса или набор: Пункт_отправления, Время_вылета и Пункт_назначения
§ Связь – ассоциирование двух или более сущностей. Если бы назначением базы данных было только хранение отдельных, не связанных между собой данных, то ее структура могла бы быть очень простой. Однако одно из основных требований к организации базы данных – это обеспечение возможности отыскания одних сущностей по значениям других, для чего необходимо установить между ними определенные связи. А так как в реальных базах данных нередко содержатся сотни или даже тысячи сущностей, то теоретически между ними может быть установлено более миллиона связей. Наличие такого множества связей и определяет сложность инфологических моделей.
Чаще всего инфологическая модель базы описывается графическими нотациями, или так называемыми ER-диаграммами:
ER-модель (или модель сущность-связь) используется при высокоуровневом (концептуальном) проектировании баз данных. С её помощью можно выделить ключевые сущности и обозначить связи, которые могут устанавливаться между этими сущностями.
|
|
|
И 23. База данных: понятие, типы, структура. Понятие баз данных: классификация, основные характеристики. Модели баз данных.
Банк данных – система, специальных образом организованных данных, предназначенных для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования.
Компонентами банка данных являются база данных, система управления базой данных (СУБД), вычислительная система (операционная система и технические средства), словарь данных (база метаданных), администратор базы данных и обслуживающий персонал.
База данных – информационная модель предметной области, которая состоит из совокупности взаимосвязанных, хранящихся данных минимальной избыточности и используемых для решения задач пользователя.
СУБД – программа, реализующая управление данными, хранимыми в базе, доступ к ним, поддержку их в актуальном состоянии.
Классификация СУБД
- по способу установления связей между данными: реляционные, иерархические, сетевые;
- по выполняемым функциям: операционные и информационные;
- по сфере применения: универсальные и проблемно-ориентированные;
- по используемому языку общения: замкнутые, имеющие собственные самостоятельные языки общения пользователей с БД, и открытые, в которых для общения с БД используется язык программирования, расширенный операторами языка манипулирования данными;
- по числу поддерживаемых уровней моделей данных: одно-, двух-, трехуровневые системы;
- по способу хранения данных и выполнения функций обработки БД: централизованные и распределённые.
Наибольшее распространение в наст время получили СУБД Access, FoxPro, Paradox, SQL Server, Oracle.
Основными характеристиками при оценке и выборе СУБД являются:
Ø производительность;
Ø обеспечение целостности данных на уровне баз данных;
Ø обеспечение безопасности данных;
Ø возможность работы в многопользовательских средах;
Ø возможность импорта и экспорта данных;
Ø обеспечение доступа к данным с помощью языка SQL;
Ø возможность составления запросов;
Ø наличие инструментальных средств разработки прикладных программ.
Производительность СУБД может оцениваться временем выполнения запросов, скоростью поиска информации, временем импортирования баз данных из других форматов, скоростью выполнения операций обновления, вставки, удаления, временем генерации отчёта и др.
|
|
|
Безопасность данных достигается шифрованием прикладных программ и данных, защитой паролем, ограничением доступа к БД.
Целостность данных. В терминах целостности БД администратор обязан следить за тем, чтобы между БД и её определением в словаре данных существовало соответствие. Администратор должен поддерживать средства ограничения обновления БД, которые позволяют обновлять данные только правомочным пользователям.
Технология работы в СУБД включает этапы.
1. Создание структуры базы данных, т.е. определение перечня полей, составляющих запись, типов и размеров полей (числовой, текстовый и т.д.);
2. Установка ключевых полей для обеспечения связей между данными;
3. Ввод и редактирование данных с помощью формы в виде таблицы или с помощью экранных форм, специально созданных пользователем.
4. Обработка данных, содержащихся в таблицах, на основе запросов.
5. Вывод информации с использованием отчётов и без них.
Модели БД
Классификация моделей БД базируется на понятиях о взаимосвязи объектов.
Между таблицами баз данных могут существовать следующие типы связей:
- «один к одному»;
- «один ко многим»;
- «многие ко многим».
По отношении «один к одному» в каждый момент времени одной записи таблицы «1» соответствует не более одной записи таблицы «2».
Такую связь используют для разделения очень широких таблиц, например, для разделения таблицы с информацией о сотрудниках фирмы на две – со служебной и личной информацией.
Связь с отношением «один ко многим» характеризует то, что одной записи таблицы «1» соответствует 0, 1, 2 и более записей таблицы «2».
Отношение «многие ко многим» предполагает, что в каждый момент времени одной записи таблицы «1» соответствует несколько экземпляров таблицы «2» и наоборот.
Реализуется отношение с помощью третьей (связующей) таблицы, ключ которой состоит, по крайней мере, из двух полей, которые являются полями внешнего ключа в исходных таблицах.
|
|
|
Три основных типа моделей БД:
- иерархическая;
- сетевая;
- реляционная.
Иерархическая модель - организация данных в виде древовидной структуры. Дерево представляет собой иерархию элементов. На самом верхнем уровне структуры находится корень дерева. У одного дерева может быть только один корень, остальные – узлы, называемые порождёнными. Каждый узел имеет исходный, находящийся выше него. Запись - множество значений, содержащее одно значение корневого отношения в все веера, доступные от него. Например, в иерархической БД по университету запись образуют данные, относящиеся к одному факультету.
Сетевая модель- сетевые структуры, в которых любой элемент может быть связан с любым другим элементом. Практически по всех СУБД, поддерживающих сетевые модели, между парой типов записей мб объявлено несколько связей, направление и характер связи в сетевых моделях не являются очевидными, как в случае иерархической модели, поэтому имена и направления связей должны указываться как при графическом изображении БД, так и при её описании.
Реляционная модель данных основана на понятии математических отношений. В реляционной модели данные и связи представлены в виде двумерных таблиц (отношений), каждая из которых имеет несколько столбцов с уникальными именами.
Реляционные базы данных.
Реляционная модель данных основана на понятии математических отношений. В реляционной модели данные и связи представлены в виде двумерных таблиц (отношений), каждая из которых имеет несколько столбцов с уникальными именами.
Ограничения на отношения реляционной модели:
- каждый элемент таблицы представляет собой простой элемент данных;
- в таблице нет одинаковых строк;
- столбцам (полям) присвоены уникальные имена;
- все строки таблицы имеют одну и ту же структуру;
- в таблице порядок строк и столбцов произволен.
Связь между таблицами осуществляется посредством значений одного или нескольких совпадающих полей. Каждая строка таблицы в реляционных базах данных уникальна. Для обеспечения уникальности строк используют ключи, которые содержат одно или несколько полей таблицы.
|
|
|
