Модели и базы данных

Лекция № 1 Модели и базы данных

Введение

Разработка баз данных (БД ) для различных приложений является и останется на долгие годы одним из ключевых элементов в области проектирования новых информационных технологий  (НИТ) обработки данных. Концепция баз данных является одним из основных принципов  разработки НИТ. Она провозглашает, что основой НИТ являются данные, которые должны быть организованы в базы данных и знаний с целью адекватного отображения изменяющегося мира и удовлетворения информационных потребностей пользователей.

Очевидно, потребности пользователей определяются некоторыми целями, позволяющими выделить ту область реальности, которая должна отображаться в БД - предметную область (ПО).  Важную роль в проектировании БД играет формирование модели предметной области. Этот процесс предусматривает  следующих этапов:

¨  выделение некоторой ограниченной  области  реального мира;

¨  выделение в  ПО определенных явлений, процессов, предметов, которые в теории баз данных называются объектами; каждому из объектов приписываются имя и определенные свойства, учет которых необходим пользователю БД;

¨  определение связей между объектами, которые характеризуют их взаимное расположение в пространстве, во времени, взаимозависимость или взаимообусловленность объектов.

Моделью предметной области называется множество выделенных объектов предметной области, их свойств и связей между ними. В качестве первого приближения к пониманию термина "база данных" используем следующее определение.

База данных - совокупность взаимосвязанных данных для некоторой ПО, используемых одним или несколькими приложениями и хранящихся с минимальной избыточностью. Организация БД обеспечивает независимость их представления от прикладных программ, общее управление модификацией или выборкой данных.

Система управления базами данных (СУБД): набор программных средств, обеспечивающих управление базой данных.

В настоящее время общепризнаны по меньшей мере три уровня абстракции для определения структуры базы данных:

¨  концептуальный  (для администратора предприятия),

¨  уровень реализации (для прикладного программиста и конечного пользователя),

¨  физический (для системного программиста и системного аналитика, работающего с системой представления данных).

Каждый из этих уровней предполагает использование соответствующего элементного представления:

Концептуальный уровень (инфологическая модель) определяет модель с детализацией до сущностей, атрибутов и связей;

Уровень реализации (датологическое проектирование) задает структуру базы данных с точностью до записей, элементов данных, связей между записями;

Физический уровень определяет представление данных с точностью до блоков данных, указателей, данных переполнения, группирования (кластеризации данных).

Структура данных на концептуальном уровне называется концептуальной схемой или информационной структурой. Она является проблемно-ориентированной и системно-независимой (то есть независимой  от следующих систем: СУБД, операционной системы, аппаратного обеспечения).

Датологическое проектирование осуществляется с точностью до класса моделей: реляционных, сетевых, иерархических, «таблицы записей» и других. Знание общих элементов и различий этих моделей, особенностей проектирования логической структуры базы данных для соответствующих СУБД позволит легко адаптировать модель к требуемой системе управления базами данных.

В силу того, что физическая организация данных в современных СУБД скрыта от пользователя, теряют актуальность вопросы физического проектирования для конкретных СУБД, но остается  знание общих подходов к проектированию структур данных,  о которых речь шла в дисциплине «Алгоритмы и структуры данных».

Все сказанное приводит к следующей древовидной структуре данного курса (рис 1.1)

МОДЕЛИ И БАЗЫ ДАННЫХ

Общие положения

Модель предметной области

Понятие модели данных

Схемы модели данных

Структуры данных

Ограничения целостности

Операции в моделях данных

Типы моделей данных

Инфологическая модель

Датологические модели

Сетевая модель данных

Иерархическая модель данных

Реляционная модель данных

Базы данных

Понятие о СУБД и банках данных

Элементы баз данных

Классификация СУБД

Организация проектирования баз данных

Создание и эксплуатация баз данных

Рисунок 1.1

ЛИТЕРАТУРА ПО ДИСЦИПЛИНЕ.

Основная

* Диго С.М. Проектирование и использование баз данных. М.: Финансы и статистика , 1995

* Дэйт, K., Дж. Введение в системы баз данных К.;М.; СПб.:

Издательский дом "Вильямс", 2000 - 848c.

* Тиори Т., Фрай Дж. Проектирование структур баз даннных.

М. Мир, 1985  (в двух книгах)

* Ульман Джеффри Д., Уидем Дженнифер. Введение в истемы баз данных./М.:"Лори"-2000.-375с.

* Хансен Гэри, Хансен Джеймс. Базы данных: разработка и управление:

Пер. с англ. - М.: ЗАО "Издательство БИНОМ", 1999.-704с.

Дополнительная

* Мейер Д. Теория реляционных баз данных. М.: Мир, 1987

* Озкарахан Э. Машины баз данных и управление базами данных.:

Пер. с англ. - М.:Мир, 1989. - 696 с.

* Цикритзис Д.,Лоховски Ф. Модели данных. М: Финансы и статистика , 1985

* Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. М: Мир, 1980