IV. Объектно-ориентированная модель данных

Это модель представления данных сложной структуры, предназначенных для создания крупных БД. Объектно-ориентированная база данных (ООБД) — база данных, в которой данные оформлены в виде моделей объектов, включающих прикладные программы, которые управляются внешними событиями.

Результатом совмещения возможностей (особенностей) баз данных и возможностей объектно-ориентированных языков программирования являются объектно-ориентированные системы управления базами данных (ООСУБД). ООСУБД позволяет работать с объектами баз данных так же, как и с объектами в программировании.

 

2.3.   Реляционный подход к построению модели СУБД

 Информационный объект – это описание реального объекта, процесса, явления в виде совокупности логически связанных реквизитов (элементов).

Например: цех, склад, ВУЗ, студент, сдача экзаменов и т.д.

 

Информационному объекту присваивается имя. Например: СТУДЕНТ, СЕССИЯ, СТИПЕНДИЯ.

Информационный объект имеет множество реализаций, которые представляются совокупностью конкретных значений реквизитов (полей) и идентифицируется значением ключа (простого – один реквизит или составного – несколько реквизитов).     

Остальные реквизиты являются описательными.

Информационный объект может иметь несколько Ключей.

 

Структура	Номер	Фамилия	Имя	Отчество	Дата	Группа
Экземпляры инф. объекта Студент	12542	Яковлева	Александра	Викторовна	01.01.83	М-01
	12543	Петров	Анатолий	Иванович	20.09.82	М-02
	12544	Иванов	Олег	Викторович	13.11.83	М-03

 

При этом одни и те же реквизиты в одних информационных объектах могут быть ключевыми, а в других – описательными.

В информационном объекте Студент ключом является реквизит Номер (№ личного дела), а к описательным реквизитам относятся: Ф, И, О студента, дата рождения, номер группы.

Если отсутствует реквизит Номер, то для однозначного определения характеристик конкретного студента необходимо использование составного ключа из трёх реквизитов: Фамилия + Имя + Отчество.

 

Представление информационного объекта СТУДЕНТ в виде графа.

 

 

Компактное представление информационного объекта СТУДЕНТ

 

 

2.4.   Нормализация отношений (таблиц)

 

Одни и те же данные могут группироваться в таблицы (отношения) различными способами. При этом группировка атрибутов в таблицах должна быть рациональной, т.е. с минимальным дублированием данных, упрощающей процедуры их обработки и обновления.

   

Нормализация отношений – формальный аппарат ограничений на формирование таблиц, который позволяет устранить дублирование, обеспечивает непротиворечивость хранимых в базе данных, уменьшает трудозатраты на введение, корректировку БД.

 

Отношения называются нормализованными, если

· все его атрибуты просты (далее не делимы);

· каждый не ключевой атрибут функционально полно зависит от всего составного ключа, а не от его частей.

             

Пример нормализации отношений СТУДЕНТ ГРУППЫ:

Номер	Фамилия	Имя	Отчество	Дата	Группа	Староста
12542	Яковлева	Александра	Викторовна	01.01.83	М-01	Денисов
12543	Петров	Анатолий	Иванович	20.09.82	М-01	Денисов
12544	Иванов	Олег	Викторович	13.11.83	М-01	Денисов

     .....

Графическое изображение

 

                                 

В состав описательных реквизитов информационного объекта Студент группы входит фамилия старосты группы (Староста), которая определяется только номером группы. Эта фамилия будет многократно повторяться в разных экземплярах данного объекта. В этом случае наблюдаются затруднения в корректировке фамилии старосты в случае назначения нового старосты, а также неоправданный расход памяти для хранения дублированной информации.

Для устранения этого необходимо произвести «расщепление» исходного информационного объекта Студент группы. В результате этого часть реквизитов удаляется из исходного объекта и включается в состав других объектов.

Исходный информационный объект Студент группы представляется в виде совокупности правильно структурированных информационных объектов (Студент и Группа), реквизитный состав которых тождественен исходному объекту.

 

2.5. Типы связей

 

Информационные объекты связаны между собой. Различают связи нескольких типов:

· один к одному (1: 1);

· один ко многим (1: М);

· многие ко многим (М: М)

 

При связи один к одному (1: 1) одному экземпляру информационного объекта А соответствует не более одного экземпляра информационного объекта В.

 

    А1                  В1

    А2

    А3                   В2      Студент            Сессия

 

Например: каждый студент имеет определённый набор экзаменационных оценок в сессию.

 

При связи один ко многим (1: М) одному экземпляру информационного объекта А соответствует 0, 1 или более экземпляров объекта В, но каждый экземпляр объекта В связан не более чем с 1 экземпляром объекта А.

 

    А1                  В1

    А2                  В2

    А3                   В3     Стипендия          Сессия

 

Например: установленный размер стипендии по результатам сдачи сессии может повторяться многократно для различных студентов.

 

 При связи многие ко многим (М: М) одному экземпляру информационного объекта А соответствует 0, 1 или более экземпляров объекта В и наоборот.

 

    А1                  В1

    А2                  В2

    А3                 В3       Студент       Преподаватель

 

Например: один студент обучается у многих преподавателей и один преподаватель обучает многих студентов.

 

 

2.6. Функциональные возможности СУБД

  СУБД предназначена для централизованного обслуживания БД в интересах всех работающих в этой системе.

По степени универсальности различают два класса СУБД:

· системы общего назначения – реализованные как программный продукт, способный функционировать на ЭВМ в определённой операционной системе и поставляемый пользователям как коммерческое изделие;

· специализированные системы – создаваемые в случаях невозможности или не целесообразности использования СУБД общего назначения.

Программные продукты:

dBASE (компании Borland International)

MS Access (корпорации Microsoft Corp)

for DOS и for Windows

MS FoxPro (корпорации Microsoft Corp)

Paradox (компании Borland International)

Oracle (компании Oracle) – многопользовательская СУБД

LibreOffice Base (открытое программное обеспечениеразрабатываемое некоммерческой организацией The Document Foundation, занимающаяся разработкой и поддержкой программного обеспечения с открытым исходным кодом).

2.7. Характеристики СУБД

I. Производительность СУБД оценивается:

· временем выполнения запросов;

· операций импортирования данных из других форматов;

· временем генерации отчёта;

· скоростью поиска информации;

· скоростью выполнения операций обновления, вставки, удаление данных;

· максимальным числом параллельных обращений к данным в многопользовательском режиме;

II. Целостность данных

Подразумевает наличие средств, позволяющих удостовериться, что информация в БД всегда остаётся корректной и полной. Установлены правила целостности, которые соблюдаются на глобальном уровне и хранятся вместе с БД.

Средства, обеспечивающие целостность БД:

· назначение первичного ключа, работа с типом полей, с присвоением новых уникальных значений;

· поддержание ссылочной целостности, обеспечивающей запись информации о связях таблиц и пресекающей любую операцию, приводящую к нарушению целостности.

III. Операции, обеспечивающие безопасность:

· шифрование прикладных программ;

· шифрование данных;

· защита паролем;

· ограничение уровня доступа (к БД, к таблицам).

    Для сохранения информации используется двойной подход. Операции  сохранения происходят в обход операционной системы. Все изменения в таблицах сохраняются немедленно и автоматически без предупреждения.

IV. Обработка данных в многопользовательских средах:

· блокировка базы данных, файла, записи, поля;

· идентификация станции, установившей блокировку;

· обновление информации после модификации;

· контроль за временем и повторением обращения;

· работа с сетевыми системами (Net Ware, Unix).

V. Импорт-экспорт отражает:

· возможность обработки СУБД информации, подготовленной другими программными средствами;

· возможность использования данных сформированных средствами рассматриваемой СУБД другими программами.