Вопрос 1. Информационная модель данных, ее состав (концептуальная, логическая и физическая модели)
Информационная модель данных – отражает состояние определенной предметной области и используемые информационные системы. Информационная база состоит из двух компонентов: 1) коллекции записей собственно данных; 2) описания этих данных – метаданных
Данные отделены от описаний, но в то же время данные не могут использоваться без обращения к соответствующим описаниям.
Данные могут быть представлены на трех уровнях: концептуальном, внутреннем и внешнем.
Концептуальный уровень
Пользователь Разработчик
ИС
Логический (внешний) уровень
Прикладной программист
СУБД
Физический (внутренний) уровень
Вопрос 2. Виды логических моделей данных : иерархическая, сетевая, реляционная.
Ядром любой БД является модель данных. Модель данных это совокупность структур данных и операций их обработки.
По способу установления связей между данными различают иерархическую, сетевую и реляционную модели.
Иерархическая модель позволяет строить БД с древовидной структурой. В них каждый узел содержит свой тип данных (сущность). На верхнем уровне дерева в этом модели имеется один узел – корень, на следующем уровне располагаются узлы, связанные с этим корнем, затем узлы, связанные с узлами предыдущего уровня и т.д., причем, каждый узел может иметь только одного предка.
Основные достоинства иерархической модели – простота описания иерархических структур реального мира и быстрое выполнение запросов, соответствующих структуре данных, однако они часто содержат избыточные данные.
Сетевая модель предполагает, что теоретически возможны связи всех информационных объектов со всеми:
Использование иерархической и сетевой моделей ускоряет доступ к информации в БД. Но поскольку каждый элемент данных должен содержать ссылки на некоторые другие элементы, требуются значительные ресурсы как дисковой, так и основной памяти ЭВМ.
Реляционная модель была разработана в начале 70-х годов. В 80-е годы она получила широкое распространение и реляционные СУБД стали промышленным стандартом.
Модель опирается на систему понятий реляционной алгебры :таблица, строка, столбец, отношение и первичный ключ, а все операции сводятся к манипуляциям с таблицами.
Таблица отражает объект реального мира – сущность, а каждая ее строка (запись) отражает один экземпляр объекта – экземпляр сущности. Каждый столбец (поле) имеет уникальное имя.
В каждой таблицы должен быть столбец или совокупность столбцов, значения которых однозначно идентифицируют каждую строку таблицы. Этот столбец называется первичным ключом.
Вешний ключ это столбец (совокупность столбцов), значение которого однозначно характеризует значение первичного ключа другой таблицы.
Вопрос 3. Связи объектов в моделях: «один к одному», «один ко многим», «многие ко многим». Структура данных в моделях.
Структуры данных
Понятие структуры используется на всех уровнях представления предметной области и реализуется как:
Структура информации – схематичная форма представления объектов и связей реальной предметной области, выделяемых как актуально необходимые для решения прикладных задач. Это неотъемлемое свойство информации (сведений, сигналов, воспринимаемых объектом) о некоторой совокупности объектов предметной области в контексте практической задачи.
Структура данных – атрибутивная форма представления свойств и связей предметной области, ориентированная на выражение описания данных средствами формальных языков. Это определение информационных массивов. При определении структур данных необходимо не только установить состав массива, но и определить оптимальную их взаимосвязь.
Структура записей – целесообразная реализация способов хранения данных и организации доступа к ним как на уровне отдельных записей, так и их элементов. Это определение структуры физической памяти: выделение, освобождение и защита областей физического носителя, способы адресации и пересылки. Эффективность в этом случае связывается с процессами обмена между устройствами оперативной и внешней памяти.
На практике часто используются связи, устанавливающие различные виды соответствия между объектами «связанных» типов, - это один к одному, один ко многим, многие ко многим.
Связь один к одному означает, что каждому экземпляру первого объекта (А) соответствует только один экземпляр второго объекта (В) и, наоборот, каждому экземпляру второго объекта (В) соответствует только один экземпляр первого объекта (А). (СТУДЕНТ – СТИПЕНДИЯ)
Связь один ко многим означает, что каждому экземпляру одного объекта (А) может соответствовать несколько экземпляров другого объекта (В), а каждому экземпляру второго объекта (В) может соответствовать только один экземпляр первого объекта (А). (ГРУППА – СТУДЕНТ)
Связь многие ко многим означает, что каждому экземпляру одного объекта (А) могут соответствовать несколько экземпляров второго объекта (В) и, наоборот, каждому экземпляру второго объекта (В) могут также соответствовать несколько экземпляров первого объекта (А). (СТУДЕНТ – ПРЕПОДАВАТЕЛЬ)