Понятие «Модель данных». Модели: инфологические, даталогические и физические.

Модель данных – это некоторая абстракция, прикладываемая к конкретным данным, позволяет пользователям трактовать их как информацию, т.е. сведения, содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними.

 

Инфологической моделью данных называют обобщенное неформальное описание создаваемой базы данных, выполненное с использованием естественного языка, математических формул, таблиц, графиков и других средств, понятных всем людям, работающим над проектированием базы данных. Она является человеко-ориентированной моделью, которая полностью независима от физических параметров среды хранения данных.

Основными конструктивными элементами инфологических моделей являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты).

 

Под даталогической понимается модель, отражающая логические взаимосвязи между элементами данных безотносительно их содержания и физической организации. При этом даталогическая модель разрабатывается с учетом конкретной реализации СУБД, также с учетом специфики конкретной предметной области на основе ее инфологической модели. Подразделяются на документальные и факторографические. 

Документальные ориентированы на формат документа. Фактографические делятся на 3 группы:

1. Теоретикографовые (иерархическая и сетевая модель).

2. Теоретикомножественные (реляционные, бинарных ассоциаций).

3. Объектно-ориентированные.

4. Существует отдельная модель, называемая инфологической, которая отражает удобную для разработчиков и простых пользователей, предметную область.

Физическая модель базы данных содержит все детали, необходимые конкретной СУБД для создания базы: наименования таблиц и столбцов, типы данных, определения первичных и внешних ключей и т.п. Физическая модель строится на основе логической с учетом ограничений, накладываемых возможностями выбранной СУБД.

 

Фактографические модели данных: иерархическая, сетевая, реляционная.

Иерархические базы данных — это модель, в которой информация в иерархической базе организована по принципу древовидной структуры, в виде отношений «предок-потомок». Каждая запись может иметь не более одной родительской записи и несколько подчиненных. Связи записей реализуются в виде физических указателей с одной записи на другую. Основной недостаток иерархической структуры базы данных — невозможность реализовать отношения «много-ко-многим», а также ситуации, когда запись имеет несколько предков.

 

Сетевая модель данных — логическая модель данных, являющаяся расширением иерархического подхода, строгая математическая теория, описывающая структурный аспект, аспект целостности и аспект обработки данных в сетевых базах данных. Разница между иерархической моделью данных и сетевой состоит в том, что в иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка, а в сетевой структуре данных у потомка может иметься любое число предков.

 

Реляционная модель данных (РМД) — логическая модель данных, прикладная теория построения баз данных, которая является приложением к задачам обработки данных таких разделов математики, как теория множеств и логика первого порядка.

Развитие фактографических моделей, постреляционные модели.

Ссылка на ответ.

Реляционная модель баз данных. Основные понятия реляционной модели: «Отношение», «Тип данных», «Домен», «Атрибут», «Схема отношения», «Схема базы данных», «Кортеж», «Ключи отношений».

Отношение – это реляционная таблица;

Тип данных – понятие, эквевалентное понятию в алгоритмических языках;

Домен – это множество атомарных (не делимые) значений одного и того же типа (домен иногда определяют как пользовательский тип);

Атрибут – это характеристика объекта (сущности). Атрибуты имеют имена через которые к ним производится обращение. Имя атрибута должно быть уникальным внутри таблицы (отношения).

Схема отношения – это множество пар, имя атрибута и имя домена (или типа, если домены не поддерживаются).

Степень отношений – это число атрибутов отношений.

Схема базы данных – это набор, именованных схем отношений с указанием взаимосвязей между ними.

Кортеж схемы отношения – это множество пар, имя атрибута, значение, которое содержит одно значение каждого атрибута, принадлежащего схеме отношения. Ключи отношения – отношения с математической точки зрения является множеством и не может содержать совпадающих элементов, т.е. в любой момент времени, никакая два кортежа отношения не могут быть дубликатами друг друга. Т.е., в отношениях должен присутствовать некоторый атрибут или набор атрибутов, однозначно определяющий каждый картёж и обеспечивающий уникальность строк таблицы. Такой атрибут или набор атрибутов называется первичным ключём отношений.

Свойства первичного ключа:

1) Уникальность, т.е. в любой момент времени, значение атрибутов первичного ключа не могут дублироваться;

2) Минимальность. Ни один из атрибутов не может быть исключён из набора атрибутов первичного ключа без нарушения свойств уникальности.

В зависимости от количества атрибутов, входящих в ключ, различают простые и сложные ключи. Простой ключ содержит только один атрибут, например, табель, номер, код и т.д. Обычно имеет целочисленный тип. Сложный ключ (составной) – ключ, состоящий из нескольких атрибутов (например, ф, и, о). Кроме того, выделяют супер-ключ – сложный ключ с большим числом атрибутов, не удовлетворяющий свойству минимальности. Используется редко. С точки зрения информативности атрибутов, различают искусственные и естественные. Искусственный (суррогатный) – ключ, создаваемый СУБД, или пользователем, который сам по себе не содержит информации, а служит для создания уникальности каждой строки. Ими заменяют слишком сложные ключи. В некоторых случаях они могут не показываться пользователю. Например, номер по порядку, код.

Естественный ключ – ключ, состоящий только из значимых атрибутов, т.е. информации. Достоинства:

1. Атрибуты информативны;

2. Нет необходимости добавлять новые атрибуты, поэтому таблица более компактная.

Недостатки: возникают проблемы в случае изменения предметной области, т.е. их использование затруднительно в случае изменения предметной области, ибо значение атрибутов первичного ключа не должны изменяться.

 

Вторичные ключи – ключи, имеющие комбинации атрибутов, отличные от комбинаций атрибутов первичного ключа. Вторичные ключи могут не быть уникальными и минимальными.