Лекции по Основам ВТ
архические
функциональные структуры управления.
Иерархические модели данных базируются на использовании графовой и
табличной форм представления данных.
В графической диаграмме схема БД: вершина графа—используется для
интерпретации типов сущностей , а дуги – для интерпретации типов связей
между типами сущностей . При реализации , вершины представляются
таблицами описаний экземпляров сущностей соответствующего типа.
Основные внутренние ограничения иерархической модели данных :
1 все типы связей должны быть функциональными: 1:1 1:М М:М
2 структура связей должна быть древовидной (графовой)
3 Процесс структурирования данных в иерархической модели имеет
особенности: древовидная структура или дерево – это связанный
ориентированный граф, который не содержит цикла . Обычно при работе с
графом выделяют конкретную вершину и определяют ее как корень графа, в
который не должно заходить ни одно ребро, т.е. дерево становится
ориентированным. Ориентация определяется от корня , корневое дерево как
ориентир графа может определяться сдедующим образом: имеется
единственная вершина, называющаяся корнем , в которую не заходят ребра,
а во все остальные вершины заходит только одно ребро, или нет циклов.
С точки зрения программирования , граф рассматривается как
структура , состоящая из меньших деревьев (поддеревьев) , как
рекурсивная структура. Рекурсивно дерево определяется как конечное
множество Т , состоящее из одного , двух или более узлов, таких , что
существует один специально выделенный узел, называемый корнем. Остальные
узлы разбиты на n непересекаемых подмножеств Т1...Тn , каждое из
которых является деревом.
Из определения дерева следует , что любой узел дерева –корень
некоторого поддерева , принадлежащего полному дереву. Число поддеревьев
– степень узла . узел называется концевым, если имеет 0 степень. Иногда
концевые узлы называют листьями, а ребра ветвями. Узел не являющийся ни
корневым ни концевым , называется узлом ветвления.
Иерархическая древовидная структура ориентирована от корня и
удовлетворяет условиям: иерархия всегда начинается с корневого узла ; на
первом уровне иерархии может находиться только корневой узел ; на
нижнем уровне находятся порожденные узлы. Каждый порожденный узел ,
находящийся на i-ом уровне , связан только с одним непосредственно
исходным узлом, находящемся на i-1 уровне иерархии ; каждый исходный
узел может иметь 1 или несколько порожденных узлов, называющихся
подобными ; доступ к каждому порожденному узлу выполняется
непосредственно через его исходный узел; существует единственный
иерархический путь доступа к узлу начиная от корня дерева.
Таблица1. Более чем 15-м уровнем вложенности не пользуются.
Если между узлами нет других узлов , то тогда это будут
непосредственно исходный и порожденные узлы.
Графическая диаграмма схемы БД для иерархических БД называется
деревом определения .
Вершина дерева определения БД соответствует введенным типам
групп записей, с помощью которых выполняется интерпретация типов
сущностей. При этом в корневой вершине дерева определения соответствует
тип корневой группы , а остальным вершинам типы зависимых групп.
Дуга дерева отношений соответствует групповому отношению. Дуги
обычно называют связью исходной – порожденной .
На внутреннем уровне древовидные структуры могут быть представлены
различным способом. (пример: отдельные экземпляры структуры м/б
представлены как экземпляры записи файла )
Многие иерархические СУБД (реляционные) могут поддерживать
несколько различных БД , в этом случае каждая БД на внутреннем уровне
представляется одним файлом, который объединяет экземпляры записей
одного типа со структурой,
соответствующей схеме этой БД.
Прародитель всех иерархических БД является 1 модель СУБД Ака.
Структурными единицами в этой БД являлись: поле, сегмент, физическая
связь, логическая связь, физическая БД.
Поле—поименованная наименьшая единица данных. Поле принимает
символические и числовые значения. Сегмент—поименованная совокупность
полей Физическая/логическая связь—понятия групповых отношений.
Главным сегментом группового отношения объявляется исходный,
детальный сегмент—порожденная физическая БД—поименованная совокупнсть
экземпляров сегментов и физических связей , образующих иерархическую
структуру максимум 15 уровня. Количество сегментов в иерархической БД
ограничено числом 255, количество полей 1000. Таблица2.
Сетевая модель данных.
СМД базируется на графовой форме представления данных. Вершина графа
используется для интерпретации типов сущностей., а дуги – типов связей.
При реализации моделей в различных СУБД , можно применять различные
способы представления в памяти системы данных, описывающих связи м/у
сущностями.
Доминирующее влияние на развитие СМД в соответствии со стандартами
СУБД оказала группа Кодасил (стандарт ISO) Модель Кодасил постоянно
развивается , по мере совершенствования вычислительной техники. По мере
появления новой версии , появляется новый стандарт.
Типы структур в модели Кодасил.: элемент данных, агрегат, запись,
набор, БД. Таблица3.
Вершинам графа соответствуют составные единицы информации , которые
называются записями. Экземпляры записей образуют файлы.
Допустим структура записей в различных системах БД различны ( в
одних—это линейная последовательность полей , в других структурах
возможна иерархическая структуризация записей)
Почти во всех СУБД , поддерживающих сетевые модели, м/у парой типов
записей м/б объявлены несколько типов связей. Направление и характер
связей в сетевых моделях не являются очевидными, по сравнению с
иерархическими моделями. Поэтому имена и направления связей должны
указываться как при графическом изображении БД , так и при ее
непосредственном описании на языке обработки данных. В большинстве
современных СУБД беспроблемно реализуется сетевая модель.
М/у каждой парой типов записей поддерживается отношение 1:М.
Структуры сетевых БД строятся на основе следующих правил: БД может
содержать любое количество типов записей и типов наборов; м/у двумя
типами записей м/б определено любое количество типов наборов; тип записи
м/б одновременно и владельцем и составным элементом нескольких различных
типов наборов.
Основные ограничения сетевой модели с т/з реализации ее, является
реализация трех типов отношений : 1:м , 1:1 , М:1. Вводят
вспомогательный тип записи для поддержания отношения М:М и две связи 1:М
и М:1. Таблица 4.
Системы с разнородными файлами.
В принципе в сетевую структуру возможен вход ч/з любую ее вершину ,
однако не все СУБД поддерживают такие сети. Существует ряд систем в
которых файлы несут разную функциональную нагрузку.
В таких системах файлы БД разделяются на 2 типа: основные (главные)
и зависимые. Причем каждый файл может выступать в одном из этих качеств
.
Вход в систему м/б осуществлен только ч/з главные файлы . Различие
м/у фалами оговаривается и указывается как при графическом изображении
БД , так и при написании на ЯОД .
В сетевых системах с разнородными файлами существуют различия на
устранение связей м/у ними. А именно: можно соединить м/у собой файлы
разных типов.Табл5
Ограничения затрудняют прозрачность отображения предметной области в
даталогической модели . При использовании сетевой модели с разнородными
файлами , доступ к записи главного файла возможен как непосредственно ,
так и с зависимого файла. Доступ же к записи зависимого файла возможен
только ч/з главный файл.
Системы на основе инвертированных файлов.—они поддерживают сетевые
модели данных. Особенностью организации данных в этих системах
заключается в том, что собственно хранимые данные и информация о связях
логически и физически отделены друг от друга. Основной тип отношений
м/у файлами—это М:М Вся управленческая информация сосредотачивается в
ассоциаторе—файле генераторе.
Реляционная модель данных.
Рмд широко используется при построении БД . Они выступают не только в
роли даталогических моделей , непосредственно поддерживающих конкретную
СУБД , но и качестве вспомогательных промежуточных моделей при
проектировании БД .
Рмд находят активное применение в качестве виртуальных моделей при
построении мультиагентных – мульимодельных систем (internet –
технологии)
Информационные единицы в реляционной модели : домены, атрибуты,
отношения
Атрибуты—элементарные информационные единицы. Домен представляет собой
ПУЛ (составная единица) значений из которых извлекаются фактические
значения атрибутов. Отношение в рмд – двумерная таблица, граф которой
является наименьшим атрибутом , а значение элементов каждого из столбцов
данной таблицы извлекается из соответствующих доменов.
Т.о. со структурной точки зрения, рмд являются более простыми и
однородными чем сетевые и иерархические модели.
Отношения в реляционной модели д/б нормализованы . Существует 5
нормальных форм. Домены не всегда фиксируются в БД в явном виде.
Характерная особенность реляционной модели: связи м/у отношениями
устанавливаются не явном виде , а динамически , по равенству значений
соответствующих атрибутов.
В реляционной модели каждому объекту предметной области
соответствует одно или нескол
| |  скачать работу |
Лекции по Основам ВТ |
