Основні поняття теорії баз даних

Базу даних (БД) можна визначити як уніфіковану сукупність даних, спільно використовувану різними завданнями в рамках деякої єдиної автоматизованої інформаційної системи ( ІС).

Теорія керування базами даних як самостійна дисципліна почала розвиватися приблизно з початку 50-х років двадцятого сторіччя. За цей час у ній зложилася певна система фундаментальних понять. Приведемо деякі з них.

Предметною областю прийнято називати частину реального миру, що підлягає вивченню з метою організації керування в цій сфері й наступній автоматизації процесу керування.

Об'єктом називається елемент інформаційної системи, відомості про яке зберігаються в базі даних. Іноді об'єкт також називають сутністю (від англ. епtity).

Класом об'єктів називають їхня сукупність, що володіє однаковим набором властивостей.

Атрибут — це інформаційне відображення властивостей об'єкта. Кожен об'єкт характеризується деяким набором атрибутів.

Елементом даних називаються такий атрибут (або група атрибутів), що дозволяє визначити значення інших елементів даних.

Запис даних (англ. еквівалент rесоrd) — це сукупність значень пов'язаних елементів даних.

Первинний ключ — це атрибут (або група атрибутів), що унікальним образом ідентифікують кожен екземпляр об'єкта (запис). Вторинним ключем називається атрибут (або група атрибутів), значення якого може повторюватися для декількох записів (екземплярів об'єкта). Насамперед вторинні ключі використаються в операціях пошуку записів.

Процедури зберігання даних у базі повинні підкорятися деяким загальним принципам, серед яких у першу чергу варто виділити:

• цілісність і несуперечність даних, під якими розуміється як фізична схоронність даних, так і запобігання невірного використання даних, підтримка припустимих сполучень їхніх значень, захист від структурних перекручувань і несанкціонованого доступу;

• мінімальна надмірність даних позначає що будь-який елемент даних повинен зберігатися в базі в єдиному виді, що дозволяє уникнути необхідності дублювання операцій, вироблених з ним.

Програмне забезпечення, що здійснює операції над базами даних, одержало назву СКБД — система керування базами даних. Очевидно, що його робота повинна бути організована таким чином, щоб виконувалися перераховані принципи.

Моделі організації даних

Набір принципів, що визначають організацію логічної структури зберігання даних у базі, одержав назву моделі даних. Моделі баз даних визначаються трьома компонентами:

• припустимою організацією даних;

• обмеженнями цілісності;

• безліччю припустимих операцій.

У теорії систем керування базами даних виділяють моделі трьох основних типів: ієрархічну, мережеву й реляційну.

Ієрархічна модель

У ієрархічній моделі всі записи, агрегати й атрибути бази даних утворять Ієрархічно організований набір, тобто таку структуру, у якій всі елементи зв'язані відносинами підпорядкованості й при цьому будь-який елемент може підкорятися тільки одному якому-небудь іншому елементу. Таку форму залежності зручно зображувати за допомогою деревоподібного графа (схеми, що складає із крапок і стрілок, що зв'язна й не має циклів). Приклад ієрархічної структури бази даних наведений на рис. 1.

Рис 1. Схема ієрархічної моделі даних

 

Типовим представником сімейства баз даних, заснованих на ієрархічній моделі, є Information Management System (IMS) фірми IBM, перша версія якої з'явилася в 1968 р.

Мережева модель

Концепція мережевої моделі даних пов'язана з ім'ям Ч. Бахмана. Мережевий підхід до організації даних є розширенням ієрархічного. В ієрархічних структурах запис-нащадок повинна мати в точності одного предка; у мережевій структурі даних нащадок може мати будь-яке число предків (рис. 2).

Рис.2. Схема мережевої моделі даних

Мережева БД складається з набору записів і набору зв'язків між цими записами, точніше, з набору екземплярів записів заданих типів (із припустимого набору типів) і набору екземплярів із заданого набору типів зв'язку.

Прикладом системи керування даними з мережною організацією є Integrated Database Management System (IDMS) компанії Cullinet Software Inc., розроблена в середині 70-х років. Вона призначена для використання на «більших» обчислювальних машинах. Архітектура системи заснована на пропозиціях Data Base Task Group (DBTG), Conference on Data Systems Languages (CODASYL), організації, відповідальної за визначення стандартів мови програмування Кобол.

Серед достоїнств систем керування даними, заснованих на ієрархічній або мережній моделях, можуть бути названі: їхня компактність й, як правило, висока швидкодія, а серед недоліків - не універсальність, високий ступінь залежності від конкретних даних.

Реляційна модель даних

Концепції реляційної моделі вперше були сформульовані в роботах американського вченого Едгара Кодда і ґрунтується на понятті відношення (relation). Звідки відбувається її друга назва — модель Кодда.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: