6.2. Концептуальная модель данных

Концептуальная модель данных – это модель, построенная на основе представления о данных конкретных пользователей.

Например, земельный участок с точки зрения пользователя - изыскателя представляет собой замкнутый полигон, содержащий определенное число поворотных точек. Каждая точка в свою очередь определяется плановыми координатами и типом закрепления при ее координировании.

С точки зрения пользователя – хозяйственника земельный участок представляет собой усадьбу, дачу или огород, отграниченные от других объектов хозяйствования.

С системной точки зрения на логическом уровне земельный участок представляет базу данных, состоящую из записей. Каждая запись представляется номером точки, ее плановыми координатами X, Y и описанием типа закрепления точки.

С системной точки зрения на физическом уровне земельный участок представляет собой файл, состоящей из физических записей, в каждом из которых определенное число байт выделяется под номер точки, координаты X, Y и описания типа закрепления точки.

Схема общей организации данных по земельному участку представлена в таблице 6.1.

Таблица 6.1.Общая схема организации данных

Уровни	Логические уровни			Физический уровень
Обобщение	Изыскателя	Хозяйственника	Системы	Системы
1	Полигон	Усадьба (сад, огород и т.д.)	База данных	Файл
2	Точка	Угол поворота межи	Запись	Физическая запись
3	Координата	-	Элемент данных	Определенное число байт

Приведенная в таблице схема является описанием логической и физической организации данных и является схемой базы данных. На основе схемы базы данных составляется подсхема, которая отображает представление о данных в конкретных приложениях.

6.3. Понятие о модели данных

Под моделью данных понимается набор программных средств для отображения предметной области в базе данных.

Модель данных определяется следующими составляющими:

а) допускаемой организацией данных;

б) ограничениями целостности;

в) множеством операций, осуществляемых над данными.

Допускаемая организация данных подразумевает разнообразие типов объектов и ограничение на структуру данных.

Ограничения целостности подразумевают ограничения на значения и взаимосвязи данных, устанавливаемые внутри базы данных.

Множество операций определяет операции, связанные с манипулированием данных. К ним могут относиться: ввод данных, обновление, удаление и др.

К настоящему времени существуют следующие модели данных: сетевая, иерархическая и реляционная.

6.4. Сетевая модель данных

Организация данных в сетевой модели определена следующими понятиями различного иерархического уровня: элемент данных, агрегат данных, запись (группа), групповое отношение, база данных.

Элемент данных представляет собой наименьшую единицу структуры данных. Каждому элементу в базе данных присваивается уникальное имя. К элементам данных на примере земельного участка можно отнести номер точки, ее координаты X, Y а также текст, описывающий тип закрепления граничных точек.

Агрегат данных – это поименованная совокупность элементов данных или других агрегатов, входящих в состав называемого. Примером агрегата может быть данное «координаты», которое включает два элемента данных X и Y.

Запись или группа данных – это агрегат, который не может войти в состав какого-либо агрегата. Например, запись «точка» состоит из таких элементов данных как, например, номер точки, координата X, координата Y, тип закрепления.

Элемент или совокупность элементов данных в записи может быть объявлен ключом, если его значение отождествляет экземпляр записи. Например, в рассматриваемом примере таким ключом является номер точки.

Если элемент записи определенного типа принимает несколько значений, то считается, что в данной записи определен вектор. В зависимости от постоянства значений элемента вектор считается переменной или постоянной длины.

Групповое отношение – это иерархическое отношение между записями двух типов. Запись одного типа называется владельцем отношения, а другого – подчиненной.

Групповые отношения при графическом изображении обозначаются дугами, а типы записей вершинами.

Например, групповое отношение тахеометрическая съемка может быть представлено в виде записей следующих типов: станция и пикет (рис. 6.1). Станция является записью – владельцем отношения, а пикет – подчиненной записью.

Запись типа станция включает следующие элементы: номер станции, ее плановые координаты X, Y и высоту H, место нуля МО, высоту прибора, высоту наведения на рейку, номер станции, на которую выполняется ориентирование. Пикет включает: номер пикета, отсчет по горизонтальному кругу, отсчет по вертикальному, дальность по дальномеру.

Рис.6.1.

Один экземпляр группового отношения для одной станции ставит в соответствии несколько пикетов. Пикет в данном случае подчинен лишь определенной станции.

Подчиненные записи могут быть упорядочены в одном из следующих порядков: произвольном, хронологическом, обратно-хронологическом, сортировочном.

Включаться эти записи могут в ручном и автоматическом режимах. При автоматическом включении осуществляется одновременное заполнение записи в память. При ручном запоминание осуществляется после включения в групповое отношение.

Различают следующие виды членства записи: фиксированное, обязательное, необязательное. При фиксированном членстве подчиненная запись принадлежит лишь фиксированному владельцу. Обязательное членство предусматривает наличие не фиксированного, а любого владельца. При необязательном членстве подчиненная запись может находиться в базе данных не прикрепленной к какому-либо владельцу.

Операции над данными.

Возможны следующие операции над данными в сетевых моделях.

Операция ЗАПОМНИТЬ. В этом случае операция записывается в базу данных и включается в групповое отношение, где она объявлена подчиненной.

Операция ВКЛЮЧИТЬ В ГРУППОВОЕ ОТНОШЕНИЕ подключает подчиненную запись к записи – владельцу.

Операция ПЕРЕКЛЮЧИТЬ дает возможность связать подчиненную запись с записью – владельцем того же типа.

Операция ОБНОВИТЬ заменяет значения элементов существующих записей.

Операция ИЗВЛЕЧЬ позволяет извлечь запись определенного типа.

Операция УДАЛИТЬ позволяет удалить выбранную запись. При этом если ее членство фиксированное, то запись удаляется вместе с владельцем. Если членство обязательное, то эту запись предварительно необходимо открепить от владельца. Если необязательное, то удаляется лишь выбранная запись.

Операция ИСКЛЮЧИТЬ ИЗ ГРУППОВОГО ОТНОШЕНИЯ разрывает связь между записью – владельцем и подчиненной.

База данных в сетевой модели представляет набор рассмотренных групповых отношений с определенными на них операциями.