- •А.И. Костюк
- •Введение
- •1. Данные
- •1.1. Источники данных
- •1.1.1. Предметная область
- •1.1.2. Объект
- •1.1.3. Атрибуты (элементы данных)
- •1.2. Значение данных
- •1.2.1. Ключевой элемент данных
- •1.2.2. Запись данных
- •1.2.3. Файл данных
- •1.3. Недостатки традиционной организации файлов данных
- •1.4. База данных
- •1.4.1. Определение базы данных
- •1.4.2. Система управления базами данных
- •1.4.3. Недостатки интеграции данных
- •1.5. Администратор базы данных
- •1.6. Независимость данных
- •1.6.1. Два уровня независимости данных
- •1.6.2. Способы достижения независимости данных
- •1.7. Словарь данных
- •1.8.Принципы проектирования базы данных и достижения требуемых эксплуатационных характеристик
- •2. Администрирование базы данных
- •2.1. Функция администрирования базы данных
- •2.1.1. Обязанности абд
- •2.1.2. Абд и администрация предприятия
- •2.1.3. Абд и пользователи
- •2.1.4. Абд и разработчики прикладных программ
- •2.1.5. Абд и системная группа
- •2.1.6. Абд и эксплуатационная группа
- •2.1.7. Абд и поставщики программного обеспечения
- •2.1.8. Абд и поставщики аппаратных средств
- •2.2. Жизненный цикл системы с базой данных
- •2.2.1. Проектирование базы данных (этап 1)
- •2.2.2. Материализация базы данных (этап 2)
- •2.2.3. Конвертирование существующих наборов данных и прикладных программ во вновь созданную базу данных (этап 3)
- •2.2.4. Интеграция конвертированных и новых прикладных программ для работы в среде вновь созданной базы данных (этап 4)
- •2.2.5. Эксплуатация (этап 5)
- •2.2.6. Развитие, совершенствование и сопровождение (этап 6)
- •2.3. Абд, группа абд и ее обязанности
- •3. Словарь данных
- •3.1. Что такое словарь данных
- •3.1.1. Назначение
- •3.1.2. Словарь данных и система управления базами данных
- •3.1.3. Интерфейсы
- •3.1.4. Идеальный словарь данных. Требования и организация
- •3.2. Стратегия реализации словаря данных
- •3.2.1. Экономическая целесообразность
- •3.2.2. Условия применения
- •3.2.3. Рекомендации по определению данных
- •4. Модели данных
- •4.1. Что такое модель данных
- •4.2. Взаимосвязи в модели данных
- •4.2.1. Взаимосвязь «один к одному» (между двумя типами объектов)
- •4.2.2. Взаимосвязь «один ко многим» (между двумя типами объектов)
- •4.2.3. Взаимосвязь «многие ко многим» (между двумя типами объектов)
- •4.2.4. Взаимосвязь «один к одному» (между двумя атрибутами)
- •4.2.5. Взаимосвязь «один ко многим» (между двумя атрибутами)
- •4.2.6. Взаимосвязь «многие ко многим» (между двумя атрибутами)
- •4.2.7. Обзор моделей данных
- •4.3. Реляционная модель данных
- •4.3.1. Достоинства модели
- •4.3.2. Недостатки модели
- •4.4. Иерархическая модель данных
- •4.4.1. Иерархическая древовидная структура
- •4.4.2. Включение и удаление данных
- •4.4.3. Достоинства модели
- •4.4.4. Недостатки модели
- •4.5. Сетевая модель данных
- •4.5.1. Представление взаимосвязи «один ко многим»
- •4.5.2. Дополнительные классы наборов
- •4.5.3. Операции включения и удаления в сетевой модели данных
- •4.5.4. Достоинства модели
- •4.5.5. Недостатки модели
- •5. Проектирование концептуальной модели данных
- •5.1. Анализ данных
- •5.1.1. Сбор информации о данных, используемых в существующих прикладных программах
- •5.1.2. Сбор информации о данных для перспективных приложений
- •5.2. Нормализация отношений
- •5.3. Графическое представление
- •6. Проектирование логической модели данных
- •6.1. Отображение на реляционную модель данных
- •6.2. Отображение на иерархическую модель данных
- •6.3. Отображение на сетевую модель данных
- •7. Физическая модель данных
- •7.1. Интерфейсы между пользователем и базой данных
- •7.2. Методы доступа внутренней модели (физической)
- •7.2.1. Физический последовательный метод доступа
- •7.2.2. Индексно-последовательный метод доступа
- •7.2.3. Индексно-произвольный метод доступа
- •7.2.4. Инвертированный метод доступа
- •7.2.5. Прямой метод доступа
- •7.2.6. Метод доступа посредством хеширования
- •7.3. Методы доступа внешней модели (представления пользователя)
- •8. Языкsql
- •8.1. Состав языка sql
- •8.2. Реляционные операции. Команды языка манипулирования данными
- •Команда select Простейшие конструкции команды select
- •Список полей
- •Все поля
- •Все поля в произвольном порядке
- •Вычисления
- •Литералы
- •Конкатенация
- •Использование квалификатора as
- •Работа с датами
- •Агрегатные функции
- •Предложение from команды select
- •Ограничения на число выводимых строк
- •Is null
- •Операции сравнения
- •Between
- •Containing
- •Is null
- •Логические операторы
- •Преобразование типов (cast)
- •Изменение порядка выводимых строк (order by)
- •Упорядочивание с использованием имен столбцов
- •Упорядочивание с использованием номеров столбцов
- •Устранение дублирования (модификатор distinct)
- •Соединение (join)
- •Внутренние соединения
- •Самосоединения
- •Внешние соединения
- •9. Общая характеристика баз знаний и экспертных систем
- •9.1. Терминология
- •9.2. Принципы, структура и функции систем баз знаний (сбз)
- •9.3. Классификация инструментальных средств построения сбз
- •Литература
- •Содержание
- •1. Данные 6
- •2. Администрирование базы данных 21
- •3. Словарь данных 43
- •4. Модели данных 57
- •5. Проектирование концептуальной модели данных 82
4.5. Сетевая модель данных
Составляющие базы данных, описываемой сетевой моделью, показаны на рис. 4.16 и 4.17.
Рис. 4.16
База данных состоит из нескольких областей. Область содержит записи. В свою очередь запись состоит из полей. Набор, который объединяет записи, может размещаться в одной или нескольких областях.
Рис. 4.17
Область – это поименованная часть базы данных, в которой могут содержаться экземпляры записей и наборов или частей наборов. Каждая область может обладать собственными уникальными физическими характеристиками Области могут обрабатываться как по отдельности, так и вместе с другими областями.
Рассмотрим основные компоненты сетевой модели данных: записи и наборы.
В сетевой модели данных объекты предметной области объединяются в «сеть». Графически сетевая модель представляется с помощью прямоугольников и стрелок. Каждый тип записи может содержать нуль, один или несколько атрибутов (употребляются также термины «элемент данных» и «поле»).
Поясним различие между типом и экземпляром записи. ПАЦИЕНТ является типом записи, а строка символов «I 111 Джон Уайт 15 Нью-Стрит,Нью-Йорк, Н.-Й.»– экземпляром типа записи ПАЦИЕНТ (рис. 4.18 и 4.19). Таким образом, в базе данных может иметься один или несколько экземпляров записи некоторого типа.
Рис. 4.18
В наборе ПАЦИЕНТ-ПЕРЕНЕС-ОПЕРАЦИЮ владельцем является запись ПАЦИЕНТ, а членом – запись ОПЕРАЦИЯ.
Рис. 4.19
Экземпляр набора ПАЦИЕНТ ПЕРЕНЕС ОПЕРАЦИЮ содержит один экземпляр записи владельца и два экземпляра записи члена. Набор реализован в виде кольцевой структуры. Имеются и другие способы его реализации.
Направленные стрелки соединяют два или более типов записей и служат для изображения типов набора. Тип записи, из которого исходит стрелка, называется владельцем набора, а тип записи, к которому направлена стрелка – членом набора. Стрелка, направленная от владельца набора к его члену, обозначает тип набора. Тип набора представляет логическую взаимосвязь «один ко многим» между владельцем и членом набора (рис 4.18). При этом не предполагается, что экземпляры членов набора должны располагаться вблизи экземпляра владельца набора в физической памяти, хотя это и возможно.
• Набор – это поименованная совокупность связанных записей.
• В каждом экземпляре набора имеется только один экземпляр владельца.
• Экземпляр набора может содержать нуль, один или несколько записей-членов.
• Набор считается пустым, если ни один экземпляр записи-члена не связан с соответствующим экземпляром записи-владельца.
• Экземпляр набора существует после запоминания записи-владельца.
Каждому типу набора присваивается имя, что позволяет одной и той же паре типов объектов участвовать в нескольких взаимосвязях.
Необходимо различать тип и экземпляр набора. В примере на рис. 4.19 тип набора – ПАЦИЕНТ ПЕРЕНЕС ОПЕРАЦИЮ.Экземпляр этого типа набора представлен экземпляром типа записи-владельца ПАЦИЕНТ «I 111 Джон Уайт 15 Нью-стрит, Нью-Йорк, Н-Й» и экземплярами типа записи-члена «01.01.77, Удаление камней из желчного пузыря, Пенициллин, Сыпь» и «12.06.77, Удаление камней из почек, — ,—».Таким образом, экземпляр типа набора состоит из одного экземпляра типа записи-владельца и нуля или более экземпляров типа записи-члена данного типа набора. Между экземпляром типа записи-владельца и экземплярами типа записи-члена существует взаимосвязь «один ко многим». Определенный экземпляр типа записи-члена в экземпляре данного типа набора не может одновременно принадлежать более чем одному экземпляру типа записи-владельца. Иными словами уникальность владельца типа набора обязательна.