2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)
DESCRIPTION
ÂTRANSCRIPT
![Page 1: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/1.jpg)
Инструментально-программный
методический комплекс
Методы и средства проектирования информационных систем и технологий
Управление данными
Часть 2.
Модели данных
![Page 2: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/2.jpg)
2
2.1. Классификация моделей данных
Модель данных
- это некоторая абстракция, которая, будучи
применима к конкретным данным, позволяет
пользователям и разработчикам трактовать их
уже как информацию, то есть сведения,
содержащие не только данные, но и
взаимосвязь между ними.
![Page 3: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Классификация моделей данныхМодели данных
Инфологические Даталогические Физические
Модель «сущность-связь» (ER)
Документальные Фактографические Основаны на файловых структурах
Основаны на странично-сегментной организации
Дескрипторные
Тезаурусные
Иерархические
Сетевые
Реляционные
Объектно-ориентированные
![Page 4: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Уровни моделей данных (последовательность разработки БД)
Предметная область(часть реального мира, отражаемая в БД)
Пользователи АБД
ИНФОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
Обобщенное, не привязанное к какой-либо СУБД, описание предметной области (набор данных, типов, связей и др.)
ДАТАЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
Описание на языке конкретной СУБД
ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
Описание хранимых данных
База данных
Модели, используемые СУБД
![Page 5: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/5.jpg)
5
2.2. Взаимосвязи в моделях данных Связь - это ассоциирование двух или более объектов
Основное назначение связей - это возможность организации поиска данных в базе данных
Типы связей• один к одному;• один ко многим;• многие ко многим.
![Page 6: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Связь «один-к-одному»
А
Работник
B
Табельный номер
1 1
1 1
![Page 7: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Связь «один-ко-многим»
А
Цех
B
Технологический агрегат
1 ∞
1 ∞
![Page 8: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Связь «многие-ко-многим»
А
Изделие
B
Технологическая операция
∞
∞
∞
∞
![Page 9: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Сегмент (запись) данных - более высокий уровень абстракции, объединение полей данных.
2.3. Иерархическая модель данных
Поле данных - минимальная информационная единица, доступная пользователю
с использованием СУБД
Тип сегмента - поименованная совокупность типов полей (элементов) данных, которые в него входят
Экземпляр сегмента - состоит из конкретных значений полей, которые его образуют
Особенность модели - сегменты объединяются в ориентированный древовидный граф
Пример: СУБД Information Management System (IMS) фирмы IBM (1968 г.)
![Page 10: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Пример иерархии между сегментами
Сегмент типа B
Сегмент типа C
Сегмент типа D
Сегмент типа E
Сегмент типа АУровень 1
Уровень 2
Уровень 3
Логически исходный (корневой) сегмент
Логически подчиненные сегменты
![Page 11: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Ограничения иерархической структуры данных
• В каждой физической БД существует один корневой сегмент, т.е.
сегмент, у которого нет логически исходного (родительского) типа
сегмента. Уровень, на котором находится данный сегмент,
определяется расстоянием от корневого сегмента;
• Каждый логически исходный сегмент может быть связан с
произвольным числом логически подчиненных сегментов;
• Каждый логически подчиненный сегмент может быть связан
только с одним логически исходным (родительским) сегментом.
Основное правило – никакой потомок не может существовать без
своего родителя.
![Page 12: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Пример структуры иерархического дерева
Компьютерная фирма Адрес Руководитель
Филиал фирмы Адрес Руководитель
Типовые модели Имя Стоимость Количество на складе
Индивидуальные модели Номер заказа Стоимость Количество
Название сегмента
Названия полей
![Page 13: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Пример иерархии экземпляров дерева
КЛОСС Адрес Руководитель
Филиал 1 Ленина, 2 Иванов И.И.
Модель 21 Brand 1540 2
Brand 1
Заказ 21
8 2
Филиал 2 Малышева, 4 Петров П.П.
900
2 700 4Заказ 22
2800Модель 22
Заказ 11
18 4 500
12 1500 4Заказ 12
Модель 11 Brand 2500 4
Brand 1 3500
Модель 12
Экземпляр сегмента
Экземпляр поля
![Page 14: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Преимущества иерархической структуры данных
• Простота понимания и использования, быстрота доступа к данным.
• Простота оценки операционных характеристик благодаря заранее заданным взаимосвязям и тому, что операции манипулирования данными являются навигационными, т.е. разработчик приложения явным образом описывает всю процедуру обработки.
![Page 15: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Недостатки иерархической структуры данных• Трудность реализации взаимосвязей «многие-ко-многим».
При этом искусственно созданная структура иерархической модели становится громоздкой, может потребоваться хранение избыточных данных на физическом уровне.
• Из-за строгой иерархической упорядоченности объектов модели значительно усложняются операции включения и удаления. Удаление исходных объектов влечет удаление порожденных, поэтому выполнение команды «удалить» требует особой осторожности.
• Язык манипулирования данными в иерархической модели поддерживает в явном виде навигационные операции. Эти операции связаны с перемещением указателя, который определяет текущий экземпляр конкретного сегмента.
![Page 16: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/16.jpg)
16
2.4. Сетевая модель данных
Элемент данных - минимальная информационная единица, доступная пользователю
с использованием СУБД
Агрегат данных - более высокий уровень обобщения в модели. Агрегат имеет имя, по которому в системе допустимо обращение к нему.
КвартираДомУлицаГородИндекс
Адрес
КвартираДомУлицаГородИндекс
Адрес
Разработана рабочей группой по базам данных (Data Base Task Group, DBTG) Ассоциации КОДАСИЛ (Conference on Data Systems Languages, CODASYL)
Пример: СУБД Integrated Database Management System (IDMS) компании Cullinet Software, Inc. (1972 г.)
![Page 17: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Сетевая модель данных
Запись типа А Владелец набора N
Запись типа B
Тип набора N
Член набора N
Запись - совокупность агрегатов или элементов данных, моделирующая некоторый класс объектов реального мира. Различают тип записи и экземпляр записи Набор - двухуровневый граф, связывающий отношением «один ко многим» два типа записи .
Особенности модели - наборы объединяются в сетевой граф, потомок может иметь любое число предков !!!
![Page 18: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Пример типа набора
Преподаватель Запись-владелец
Занятие
Преподаватель провел занятие
Запись-член
Пример экземпляра набора
Иванов Экземпляр записи-владельца
1 пара
Доцент
12.10.2007 …СУБД… Группа Мт
1 пара 13.10.2007 …СУБД… Группа Мт
2 пара 13.10.2007 …СУБД… Группа Мт
Экземпляры записи-члена
![Page 19: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Пример связи типов объектов «многие-ко-многим»
Группа Мт-1 (член набора)
Группа Мт-2 (член набора)
Группа Мт-3(член набора)
Иванов
Сидоров
Юзеров
Группа Мт-1 (член набора)
(экз.набора)Ведет занятия в
Петров
(член набора)
(член набора)
(член набора)
(член набора)
Занимается у (экз.набора)
Иванов (владелец набора)
Преподаватель
Группа
Занимается у Ведет занятия в
Пример взаимосвязей экземпляров объектов «многие-ко-многим»
![Page 20: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Преимущества сетевой структуры данных
• Простота реализации взаимосвязей «многие ко
многим», часто встречающихся в реальном мире
• Наличие успешных реализации СУБД,
поддерживающих сетевую модель
![Page 21: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Недостаток сетевой структуры данных
• Сложность разработки.
В частности, прикладной программист должен
детально знать логическую структуру базы данных,
поскольку ему необходимо осуществляя навигацию
среди различных экземпляров наборов и
экземпляров записей. Другими словами,
программист должен представлять «свое» текущее
положение в экземплярах наборов при
«продвижении» по базе данных.
![Page 22: 2_02 - МиСПИСТ (УД Модели данных)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070502/568c0f211a28ab955a92fd13/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Преимущества дореляционных моделей данных• Развитие средства управления данными во внешней
памяти на низком уровне
• Возможность построения вручную эффективных прикладных систем;
Недостатки дореляционных моделей данных• Слишком сложно пользоваться • Фактически необходимы знания о физической
организации• Прикладные системы зависят от этой организации
(логическая и физическая зависимости данных);• Логика построения приложений перегружена деталями
организации доступа к БД