Определение базы данных и СУБД,

База данных – совокупность взаимосвязанных данных, характеризующаяся возможностью использования для большого количества приложений, возможностью быстрого получения и модификации необходимой информации, минимальной избыточностью информации, независимостью от прикладных программ, общим управляемым способом поиска.

СУБД – программное обеспечение, осуществляющее операции с базой данных.

Банк данных – совокупность информационных, программных, технических средств и персонала, обеспечивающих хранение, накопление, поиск и выдачу данных.

База знаний – центральный компонент экспертной системы, хранилище единиц знаний (правил, объектов), описывающих атрибуты и действия, связанные с объектами проблемной области.

База знаний – совокупность моделей, правил, факторов (данных), порождающих анализ и выводы для нахождения решения сложных задач в некоторой предметной области.

Информационное хранилище – самообучающаяся интеллектуальная ИС, которая позволяет извлекать знания из баз данных и создавать специально организованные базы знаний.

Проектирование БД – ответственная и трудная задача. В результате ее решения должны быть определены содержание БД, эффективный способ ее организации, инструментальные средства управления данными. Проектирование БД начинается с анализа предметной области и выявления требований к ней отдельных пользователей. Проектирование обычно поручается человеку – администратору базы данных. Объединяя частные представления о данных, которые могут потребоваться в будущих приложениях, АБД сначала создает обобщенное неформальное описание создаваемой базы данных. Это описание на понятном всем людям, работающим над проектированием БД, языке и называют инфологической моделью данных. Такая модель не зависит от физических параметров среды хранения данных. Кроме того, что организацию баз данных можно анализировать с точки зрения инфологической (концептуальной) модели, ее можно анализировать с точки зрения компьютерно–ориентированных моделей – логической и физической (учитывает программные и технические средства). Задача этапа логического проектирования БД состоит в разработке ее логической структуры в соответствии с инфологической моделью предметной области. На этом этапе создаются схемы БД на языках определения данных.

Модели организации данных (логические модели БД).

 

Логическая модель БД отображает в структурированном виде информационную модель предметной области и позволяет сформировать логические записи, их элементы и взаимосвязи между ними.

Выделяют три модели: иерархическую, сетевую и реляционную.

Рассмотрим задачу: необходимо разработать логическую структуру БД для хранения информации о трех поставщиках П1, П2, П3, которые могут поставлять товары Т1, Т2, Т3 в следующих комбинациях: П1 – все, П2 – Т1 и Т3, П3 – Т2 и Т3.

Иерархическая модель.

Это древовидный граф, в котором объекты выделяются по уровням соподчиненности.

 

 

П – информация о поставщиках, П1,2,3 – о конкретных поставщиках.

Каждый узел не может иметь больше одного порожденного узла (каждый элемент может подчиняться только одному элементу). Узел – это запись, связь «один ко многим». Для поиска нужно двигаться от корня к листьям, что значительно упрощает доступ.

Недостатки: жесткая фиксированность связей (любые изменения связей требуют изменения структуры); жесткая зависимость логической и физической организации данных; быстрота доступа достигнута за счет потери гибкости.

Типичный представитель БД, основанной на иерархической модели Information Management System (IMS) фирмы IBM.

Сетевая модель.

 

 

 

Связь «многие ко многим», допустимы любые виды связи между записями, отсутствует ограничение на число обратных связей. По сравнению с иерархической имеет большую гибкость, но это тоже достаточно жесткая структура. Пример – СУБД Adabas для мейнфреймов.

Достоинства сетевых и иерархических моделей – компактность и высокое быстродействие.

Реляционная модель.

Объекты и взаимосвязи между ними представлены в виде двумерных таблиц (отношений). Отношения обладают следующими свойствами: каждый элемент таблицы представляет собой один элемент данных; элементы столбца имеют одинаковую природу и столбцам однозначно присвоены имена; в таблице нет одинаковых строк; строки и столбцы могут просматриваться в любом порядке. Преимуществом является простота логической модели, гибкость системы защиты, независимость данных, возможность построения простого языка манипулирования данными с помощью математически строгой реляционной алгебры. Для данного примера логическая структура будет содержать три таблицы: поставщики (П1, П2, П3), товары (Т1, Т2, Т3), поставка товаров (П1-Т1, П1-Т2, П1-Т3, П2-Т1, П2-Т3, П3-Т2, П3-Т3). Подавляющее большинство баз данных – реляционные.