- •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
4.5.1. Представление взаимосвязи «один ко многим»
В модели данных, представляющей взаимосвязь «один ко многим», тип записи - владелец «владеет» 0-пэкземплярами типа записи-члена.
В свою очередь тип записи - член в другом типе набора может играть роль типа записи-владельца.Запись-владелец данного набора может играть ту же роль в нескольких наборах. Такая структура представляет собой иерархию. Следовательно, иерархическая модель данных является частным случаем сетевой модели.
Рис. 4.20
На рис. 4.20 приведены сведения о пациенте, перенесшем несколько операций, и о конкретном типе операции, сделанной нескольким пациентам. Операция, которой подверглись несколько пациентов, будет одновременно членом в двух или более экземплярах одного и того же типа набора, что нарушает правило уникальности владельца. Взаимосвязь «многие ко многим» может быть реализована двумя взаимосвязями «один ко многим».
В структуре такого типа нарушается правило уникальности владения, поскольку операция, перенесенная двумя или более пациентами, может быть членом одновременно в двух или более экземплярах одного набора.
Типами объектов здесь служат: ПАЦИЕНТ, ХИРУРГ и ОПЕРАЦИЯ. Один хирург может прооперировать нескольких пациентов. Один пациент мог быть в свое время прооперирован несколькими хирургами. ПАЦИЕНТ, ХИРУРГ и ОПЕРАЦИЯ образуют сеть. Между ПАЦИЕНТОМ и ХИРУРГОМ существует взаимосвязь «многие ко многим. ПАЦИЕНТ и ХИРУРГ могут рассматриваться как различные типы записей. Для того чтобы преобразовать взаимосвязь «многие ко многим» между ПАЦИЕНТОМ и ХИРУРГОМ в две взаимосвязи «один ко многим», воспользуемся в качестве связки записью ОПЕРАЦИЯ, которая характеризуется датой операции, видом операции, назначенным после операции препаратом и побочным эффектом от его применения. Отметим, что запись-связка может и не содержать никаких данных. В большинстве случаев она, как правило, включает некоторую полезную информацию, описывающую взаимосвязь между двумя остальными записями.
На рис. 4.21 показаны два типа записи: ПАЦИЕНТ и ОПЕРАЦИЯ. В сетевой модели данных на рис. 4.22 два типа записей образуют набор.
Записи ПАЦИЕНТ и ОПЕРАЦИЯ образуют набор ПАЦИЕНТ ПЕРЕНЕС ОПЕРАЦИЮ.Владельцем является запись ПАЦИЕНТ, а членом — запись ОПЕРАЦИЯ. Записи ХИРУРГ и ОПЕРАЦИЯ образуют набор ОПЕРАЦИЯ-ПАЦИЕНТА.
а
б
Рис 4.21
Здесь «а» - один экземпляр набора, в котором содержатся сведения об удалении камней из желчного пузыря; «б» - два экземпляра набора, в которых владельцами являются пациенты Джон Уайт и Пол Кошер, и имеется один и тот же экземпляр записи-члена – удаление камней из желчного пузыря.
Запись ХИРУРГ называется владельцем, а запись ОПЕРАЦИЯ — членом этого набора.
Каждый экземпляр набора ПАЦИЕНТ-ПЕРЕНЕС-ОПЕРАЦИЮ представляет иерархическую взаимосвязь между пациентом и операцией. Существенное различие между сетевой и иерархической моделями данных состоит в том, что в сетевой модели каждая запись может участвовать в любом числе наборов и играть роль как владельца, так и члена набора.
Рис. 4.22
Представление данных с помощью сетевой модели взаимосвязи «многие ко многим» реализуется двумя типами наборов:
ПАЦИЕНТ-ПЕРЕНЕС-ОПЕРАЦИЮ (запись-владелец ПАЦИЕНТ, запись-член ОПЕРАЦИЯ);
ОПЕРАЦИЯ-ПАЦИЕНТА (запись-владелец ХИРУРГ, запись-член ОПЕРАЦИЯ).