Виды баз данных (модели представления данных)

СОЗДАНИЕ И ОБРАБОТКА ЭЛЕКТРОННЫХ ДОКУМЕНТОВ

Тема: Базы данных как системы отображения деловой информации

1. Определение базы данных

2. Системы управления базами данных

3. Виды баз данных (модели представления данных)

4. Объекты базы данных

 

Определение базы данных

База данных (БД) – совокупность взаимосвязанных данных, объединенных вместе по определенному признаку. Например, в качестве базы данных можно рассматривать расписание движения поездов или книгу регистрации данных о заказах покупателей и выполнении заказов. При этом в качестве базы данных рассматривается только набор данных, организованных определенным образом. Основным назначением баз данных является быстрый поиск и обработка содержащейся в них информации.

Предметная область – это отражение в БД совокупности объектов реального мира с их связями, относящихся к некоторой области знаний и имеющих практическую ценность для пользователей. Состоит БД из множества связанных файлов, разделяемых различными пользователями. Данные в БД рассматриваются с различных точек зрения. Это означает, что каждый пользователь работает только с конкретной частью БД и различные потребители могут применять одни и те же данные.

База данных является отображением предметной области, например, финансов или сбыта предприятия, поэтому объекты и отношения между ними в БД и реальном мире должны соответствовать друг другу. Компьютерные информационные системы оперируют только с формально определенными объектами области внешнего мира. Для формального описания точек зрения пользователей на предметную область разработано более тридцати моделей представления данных и знаний.

Модель представления данных или модель данных – множество допустимых типов данных и отношений между ними, ограничений и операций над этими типами данных и отношений. Множество допустимых типов данных и отношений называют структурой данных. Исходя из модели представления данных определяют тип базы данных.

Наиболее широко распространенными являются три модели данных: иерархическая, сетевая и реляционная, которые оперируют данными как самостоятельными объектами.

Системы управления базами данных

Существует значительное количество программ, которые позволяют организовать информацию и поместить ее в таблицу. Однако это не означает, что любая из программ предоставляет широкие возможности по эффективному управлению базой данных. Например, текстовые редакторы имеют очень ограниченные возможности при их использовании в качестве систем управления базами данных. Для взаимодействия пользователя с базами данных используется специальный класс программ – системы управления базами данных (СУБД).

Современные СУБД содержат:

- Набор средств для поддержки таблиц и отношений между связанными таблицами.

- Развитый пользовательский интерфейс, который позволяет вводить и модифицировать информацию, выполнять поиск и представлять информацию в текстовом или графическом виде.

- Средства программирования высокого уровня, с помощью которых пользователь может создавать собственные приложения.

 

Виды баз данных (модели представления данных)

Иерархическая модель характеризуется, с одной стороны, эффективными средствами описания объектов с иерархической структурой, а с другой – сильной зависимостью между описанием структуры данных и способами записи данных на внешние носители, а также способами доступа к данным.

Иерархическая модель БД представляется связным графом типа дерева, вершины которого расположены на разных иерархических уровнях. При этом одна из вершин на самом высоком уровне, называемая корнем, не подчиняется ни одной вершине, а все остальные вершины связаны с одной и только одной вершиной, расположенной на более высоком уровне.

Уровень вершины – это расстояние от нее до корня, уровень которого – нуль. Вершины, подчиненные другой вершине, т.е. имеющие отца, называют сыновьями или детьми дерева. В дереве любой сын может иметь не более одного отца, а любой отец – множество сыновей. Любая из вершин может иметь множество подчиненных ей вершин, находящихся на более низком уровне. Дерево имеет n вершин и n-1 дуг, не имеет циклов, каждая пара вершин соединена одной и только одной простой дугой.

Дуга дерева соответствует типу связи, называемому «исходный–порожденный». Дуги направлены от исходных записей к порожденным.

Рассмотрим пример иерархической модели БД Учебное заведение. Модель включает семь сегментов: Колледж (наименование, адрес, количество работающих, количество учащихся, и т. д.); Курс (номер, специальность, форма обучения и т.д.); Группа (номер, куратор, бюджетная/хозрасчетная и т.д.); Учащийся (ФИО, шифр, дата рождения и др. анкетные данные); Цикловая комиссия (председатель комиссии, изучаемые предметы, учебные кабинеты и лаборатории и т.д.); Преподаватель (табельный номер, ФИО, категория и др. анкетные данные); Лаборант (табельный номер, ФИО, лаборатория и др. анкетные данные). Дерево для этой модели приведено на рис. 1.

Рис. 1. – Иерархическая модель БД «Учебное заведение»

 

Операции манипулирования данными в иерархических системах ориентированы прежде всего на поиск информации "сверху вниз", т.е. по заданному экземпляру сегмента-отца можно найти все экземпляры сегментов-сыновей. Обратный же поиск (найти экземпляр отца по заданному экземпляру сына) затруднен, а часто и невозможен.

Иерархической модели присущи и другие недостатки, например дублирование данных на логическом уровне.

Сетевая модель была разработана рабочей группой по БД КОДАСИЛ. Целью работы группы было создание иерархической модели с минимальным количеством недостатков, присущих этой модели.

В сетевой модели данные представляются с помощью записей и связей. Запись в сетевой модели в отличие от иерархической может иметь множество как подчиненных ей записей, так и записей, которым она подчинена.

Рис. 2. – Сетевая модель БД

В сетевой модели БД (рис. 2) экземпляры связующей записи (данные пересечения) содержат количества: узлов в изделии, деталей в узле, деталей в изделии.

Сетевые модели могут содержать циклы, когда предшествующая вершина является в то же время последующей. Связь одного цикла является петлей.

Реляционную модель ввел в 1970 г. Э.Ф. Кода.

Быстрому распространению реляционных моделей способствовало два фактора. Во-первых, БД представляются нам в виде двухмерных таблиц (отношений), встречающихся в повседневной практике, поиск и обработка в которых не зависят от организации хранения данных в памяти ЭВМ.

Рассмотрим реляционную модель БД (рис. 3). Каждая таблица подобна последовательному набору данных. Строки таблиц соответствуют записям наборов, а столбцы – полям записей.

Реляционная модель отличается от иерархической и сетевой моделей простым и единообразным способом представления данных в виде таблиц.

Рис. 3. – Реляционная модель БД

Основной принцип реляционного подхода заключается в использовании операций обработки над таблицами, а не над записями, как в других моделях, с целью извлечения из таблицы желаемой таблицы и формирования новых таблиц. Другими словами, процесс получения результата состоит в формировании новых таблиц из уже существующих.

Недостатком реляционных моделей данных является – жесткость структуры данных (невозможность, например, задания строк таблицы произвольной длины) и зависимость скорости ее работы от размера базы данных. Для многих операций, определенных в такой модели, может оказаться необходимым просмотр всей базы.

 

Объекты базы данных

База данных состоит из отдельных компонентов, которые используются для хранения и представления информации. Этими компонентами являются таблицы, формы, отчеты, запросы, макросы и модули. Для создания форм и отчетов используются конструкторы, поэтому эти компоненты часто называют конструкторскими объектами. Конструкторские объекты являются составными объектами, то есть состоят из более мелких объектов, которые называются элементами управления. К элементам управления относятся: надписи; прямоугольники и линии; поля и списки; кнопки; переключатели, выключатели и флажки; графические объекты; OLE-объекты и т.д.

Таблица является основой базы данных. Вся информация содержится в таблицах.

Запрос является средством извлечения информации из базы данных, причем данные могут быть распределены среди нескольких таблиц. Для формирования запросов часто используется способ, получивший название запроса по образцу. Используя это средство, на основании визуальной информации можно извлечь нужные данные из одной или нескольких таблиц.

Формы используются для ввода и просмотра таблиц в окне формы. Формы позволяют ограничить объем информации, отображаемой на экране, и представить ее в требуемом виде. С помощью мастера можно создать форму, поместив в нее поля исходной таблицы, расположенные в соответствии с одним из заранее созданных шаблонов. С помощью конструктора форм можно создавать формы любой степени сложности.

Отчеты используются для отображения информации, содержащейся в базе данных. С помощью конструктора отчетов можно разработать собственный отчет, включающий группировку данных, групповые и вычисляемые поля, и оформить их соответствующим образом.

Страница доступа к данным – опубликованная веб-страница, имеющая подключение к базе данных. С помощью страницы доступа к данным можно просматривать, добавлять, изменять и обрабатывать данные, хранящиеся в базе данных. Страницы доступа к данным могут также содержать данные из других источников.

Макросы и Модули предназначены для автоматизации часто выполняемых операций. Каждый макрос содержит одну или несколько макрокоманд, каждая из которых выполняет определенное действие, например, открывает форму или печатает отчет. Модули используются для программирования на Visual Basic for Applications.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: