Определите самую популярную в настоящее время инфологическую модель базы данных, дайте ее отличие от других моделей, назовите достоинства и недостатки этой модели

Реляционная логическая модель наиболее простая и достаточно наглядна.

Основными преимуществами реляционных логических моделей являются:

- простота понимания и работы с БД;

- возможность различными прикладными программами использовать различные представления логической структуры данных;

- т. к. реляционные БД поддерживаются языками манипулирования высокого уровня (т. е. близкого человеку), пользователи избавлены от программирования поисковых процедур. Они указывают только – что нужно найти, а не – как найти;

- в реляционных моделях проще контроль секретности – секретные части таблиц могут быть выделены и изолированы от остальных;

- достаточно проста физическая организация данных и ее интерфейс с логической структурой;

- в реляционных структурах естественным образом выражаются отношения любой степени;

- отношения в реляционных структурах являются строго определенным математическим понятием и поэтому могут служить объектом строгой математической теории.

Основными недостатками реляционных структур являются:

- большая сложность (для системных программистов) программного обеспечения логических интерфейсов;

- некоторая избыточность информации.

1. Определите самую популярную в настоящее время инфологическую модель Базы данных, дайте ее отличие от других моделей, назовите достоинства и недостатки этой модели

Инструментальные средства для спецификации концептуальной модели предметной области вопреки логике также принято называть моделями данных. (Обратим внимание на то, что при этом происходит подмена обмена моделирования!) Однако такие модели, в отличие от моделей данных, используемых в качестве инструмента моделирования баз данных, не обязательно поддерживаются механизмами используемой СУБД, хотя это и может иметь место. Одной из наиболее популярных моделей данных подобного рода является модель сущностей-связей (Entity-Relationship) П. Чена [17].

В таблице 1 предложен анализ различных типов инфологических моделей по семантическим и технологическим аспектам их применения.

Цель моделирования данных состоит в обеспечении разработчика ИС концептуальной схемой базы данных в форме одной модели или нескольких локальных моделей, которые относительно легко могут быть отображены в любую систему баз данных.

 

Таблица 1 - Сравнительный анализ различных типов инфологических моделей

Наименования характеристик	Аналитические модели	Сетевые модели	ER-модели
1.Используемый математический аппарат	Теория множеств, аналитические формулы, теория графов	Бинарные и семантические сети, теории графов	Начала теории графов, реляционная алгебра, теория множеств
2. Язык	Аналитический	Графический	Графический
3. Наличие алгоритма преобразования в физическую модель	+	+	+
4. Средства автоматизации:
а) построение модели;	-	-	+
б) ведения словарей, пулов;	+	-	+
в) преобразования в физическую модель;	+	-	+
г) разработки программных средств администрирования базы данных.	-	-	+
5. Наглядность	Низкая	Высокая	Очень высокая
6. Требуемая квалификация проектировщика	Очень высокая	Высокая	Средняя

Диаграммы "сущность-связь" (ERD) предназначены для разработки моделей данных и отношений между ними. Фактически с помощью ERD осуществляется детализация хранилищ данных проектируемой системы, а также документируются сущности системы и способы их взаимодействия, включая идентификацию объектов, важных для предметной области (сущностей), свойств этих объектов (атрибутов) и их отношений с другими объектами (связей).

ER-модель - это отражение реального мира в виде сущностей (Entity) и связей между ними (Relationship). Сегодня ER-моделирование является самым распространенным методом построения инфологических моделей ЭИС. Многие из методик ER-моделирования легли в основу современных автоматизированных систем проектирования баз данных либо используются при неавтоматизированной разработке.

Различные методики построения ER-моделей анализируются по следующим основным аспектам:

- терминологический аппарат, лежащий в основе методики;

- семантические возможности модели для отображения различных ситуаций реального мира;

- наличие алгоритма перехода от ER-модели к различным физическим и конкретно к реляционной физической модели;

- эффективность алгоритма перехода;

- технология построения модели, сложность процесса моделирования. В связи с тем, что построение ER-модели производится на этапе инфологического моделирования, преобразование ее в структуры данных - на этапе физического, анализ моделей производится отдельно от анализа алгоритмов перехода. Кроме того, модель может быть построена с использованием одной методики, а преобразована в структуры таблиц - с помощью другой.

Фактически с помощью ERD осуществляется детализация хранилищ данных проектируемой системы, а также документируются сущности системы и способы их взаимодействия, включая идентификацию объектов, важных для предметной области (сущностей), свойств этих объектов (атрибутов) и их отношений с другими объектами (связей).

 

5.9. Определите понятие нормализации инфологической модели, в каких моделях используется, приведите примеры нормализации

Структуры таблиц, образованных из инфологической модели и установленные для них связи определяют эффективность программ и приложения в целом. Структура таблицы будет оптимальной, если она содержит только поля с одинаковой зависимостью. Если, при анализе, окажется что таблица содержит поля с разной зависимостью, ее следует разбить на разные таблицы. Процесс разделения атрибутов сущностей по таблицам называют нормализацией базы данных. Нормализация может быть выполнена либо на основе “здравого смысла”, наличие которого будет проверено при последующей разработке программ, либо формальной проверкой выполнения правил нормализации, при которой набор таблиц БД должен удовлетворять трем правилам нормализации:

Таблица будет удовлетворять требованиям к первой нормальной форме, если в ее полях будут присутствовать одиночные значения, а не их конкатенации. Так в одном поле нельзя записать, например, имя, отчество и фамилию или параметры объекта на разных стадиях очистки.

Для того чтобы таблица соответствовала требованиям ко второй нормальной форме ее каждое поле (столбец) зависел от первичного ключа. Так, если таблица содержит записи результатов контроля параметров в различных параллельных сооружениях, то ни индекс сооружения ни дата контроля не могут быть уникальными, так как и первое и второе не уникальны (повторяются от даты к дате или от сооружения к сооружению, соответственно).

Чтобы отвечать требованиям к третьей нормальной форме, таблица должна удовлетворять первой и второй нормальной форме и должна содержать поле или комбинацию полей удовлетворяющей требованиям к первичному ключу. Так в таблице, рассмотренной ранее уникальной может оказаться комбинация первого и второго полей.

В сетевых моделях довольно часто приходится именовать связи, а иногда сопровождать дополнительными данными называемыми данными пересечения двух записей, соединяемых этой связью.

За счет избыточности, т. е. за счет многократного повторения некоторых записей, сетевая модель может быть сведена к иерархической, а иерархическая, в свою очередь, к реляционной. Таким образом, может быть нормализована любая модель.

Произведем нормализацию только для одной задачи ППО (ПАЦИЕНТ – ПЕРЕНЕС – ОПЕРАЦИЮ) (Рис. 11 и Рис. 12). Вторую задачу ОПХ (ОПЕРАЦИИ – ПРОИЗВЕДЕННЫЕ – ХИРУРГОМ) предлагаем выполнить самостоятельно.

 

2.

 

 

Рис. 11

Иерархическая модель - взаимосвязь «один ко многим».

N палаты	N пациента	Дата – операция	N патента хирурга
		Дата – операция 1
		Дата – операция 2
		Дата – операция 3
		Дата – операция 4
		Дата – операция 5

Рис. 12 Реляционная модель