Учебно-методический комплекс по дисциплине базы данных направление «Прикладная информатика» 080800. 62




НазваниеУчебно-методический комплекс по дисциплине базы данных направление «Прикладная информатика» 080800. 62
страница6/99
Дата04.02.2016
Размер6.67 Kb.
ТипУчебно-методический комплекс
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   99

Модели данных

Понятие о модели данных


В предыдущих разделах все время подчеркивалась роль представления данных в решении задач обработки информации (принцип независимости программ от данных, концепция баз данных и т.д.). Представление информации с помощью данных требует унифицированного подхода к понятию данных как независимого объекта моделирования. Поэтому для разработчика ИС выбор соответствующей модели данных является одной из самых важных проблем. Выбор модели данных влечет за собой выбор средств анализа предметной области (ПО БД) как сферы реального мира, подлежащего изучению и обработке средствами ВТ, - об этом мы будем говорить в следующей лекции. В конечном счете такой выбор делает разработчика "заложником" той или иной информационной технологии создания информационных систем с базами данных.

  • Модель данных ограничивает возможность выбора СУБД, так как обычно отдельно взятая модель поддерживает определенную модель данных.

  • Модель данных определяет и методы создания дружественного интерфейса пользователя за счет средств СУБД (особенности конкретной реализации модели (замкнутость на свою среду), иногда весьма существенные, ибо коммерческие интересы фирм - разработчиков СУБД вступают в противоречие с требованиями рынка информационных услуг).

  • Модель данных требует приведения представлений пользователя о данных и результатах их обработки к определенному уровню понимания, что может повлечь за собой необходимость обучения пользователя методам и средствам работы с данными (необходимость использования моделей высокого уровня для описания семантики предметной области информационной системы, желательно возможностью использования средств реинжиниринга).

Таким образом, понятие модели данных является одним из фундаментальных понятий информатики, от которого во многом зависят механизмы реализации ИС как программно-аппаратного комплекса.

Что же такое модели данных? В самом общем случае модель данных - это логическое представление данных и совокупность операций над ними.

Определение 5. Модель данных (Data Model) есть логическая структура данных, которая представляет присущие этим данным свойства, не зависимые от аппаратного и программного обеспечения и не связанные с функционированием компьютера.

Можно рассмотреть несколько аспектов моделирования в обработке данных:

  • информационное моделирование:

    • концептуальное моделирование (моделирование семантики предметной области);

    • логическое моделирование данных;

  • физическое моделирование:

    • создание моделей доступа к данным;

    • оптимизация физической организации данных в аппаратной среде.

Физическая модель определяется особенностями устройств хранения информации и связи. Поскольку мы в наших лекциях не занимаемся разработкой методов доступа и СУБД, то вопросы физического моделирования данных рассматриваться не будут.

Информационная модель данных


На рис. 1.6 иллюстрируется общее содержание понятия модели данных, сложившееся к настоящему времени.




Рис. 1.6.  Представление об информационной модели данных

Объектами информационной модели являются сущности реального мира из предметной области. Иногда их называют итемами, чтобы подчеркнуть их целостность. Свойства объектов (сущностей) называют атрибутами. Сущности вступают в связи друг с другом через свои атрибуты. Эти три компонента информационной модели представляют субъективные средства описания модели, которые после определенной формализации дают внешнюю схему данных БД ИС.

Концепция трех схем


В рамках информационного моделирования существует несколько точек зрения (схем) на абстрагирование данных. С точки зрения пользователя (называемой внешней схемой), определение данных представляется в контексте языка предметной области. Структура данных и содержание меняется в зависимости от сферы деятельности и особенностей конкретного пользователя. С точки зрения компьютера (называемой внутренней схемой), данные определяются в терминах файловых структур для хранения и поиска. Структура данных в этом случае зависит от конкретной компьютерной технологии и от требований эффективности обработки данных.

При моделировании информации на основе разработки только внешней и внутренней схем по-прежнему остаются трудными для решения проблемы избыточности и противоречивости данных. Хотя СУБД значительно расширяет возможности совместного использования данных, все же ее применение не гарантирует непротиворечивости определения данных.

Исследовательская группа по СУБД ANSI/X3/SPARC пришла к выводу, что для создания идеальной среды управления данными необходимо определение их с третьей, промежуточной точки зрения (концепция трех схем ANSI/X3/SPARC). Эта точка зрения (называемая концептуальной схемой) сводится к единообразному определению данных в рамках предметной области, не ориентированному на какое-либо конкретное использование их и не зависящему от того, как данные физически обрабатываются на компьютере (рис. 1.7).




Рис. 1.7.  Концепция трех схем

Основной целью концептуальной схемы является выработка непротиворечивой интерпретации определения взаимосвязей данных для их объединения, совместного использования и управления целостностью данных.

С другой стороны, любая информационная модель данных определяется средствами поддержки модели данных, реализуемыми СУБД.

Основные типы моделей и их эквивалентность


Наличие в СУБД определенной, допустимой структуры данных приводит к понятию баз структурированных данных, то есть данные в таких БД должны быть представлены как совокупность взаимосвязанных элементов. Если допустить возможность порождения новых типов и динамический процесс установления связей (во время появления объекта в БД), то мы придем к понятию баз неструктурированных данных. Допустимы и промежуточные варианты, которые носят название БД с частично детерминированной схемой. Такое деление БД с точки зрения степени структурированности сохраняемых данных оказывается существенным моментом при выборе несущей СУБД для реализации ИС, поскольку конкретная СУБД обычно поддерживает определенную модель данных. С другой стороны, следует иметь в виду, что для каждого из приведенных типов БД используются соответствующие модели данных, т.е. существует некоторое множество моделей данных.

В настоящее время для баз структурированных данных различают три основных типа логических моделей данных в зависимости от характера поддерживаемых ими связей между элементами данных - сетевую, иерархическую и реляционную. Классифицирующими признаками в этих моделях являются: степень жесткости (фиксации) связи, математическое представление структуры модели и допустимые типы данных (см. таблицу 1.1). Допустимые типы данных будут обсуждаться далее при изучении реляционной модели.

Таблица 1.1. Общие характеристики моделей данных

Модель данных

Характер связи между объектами

Формальное представление

Сетевая

Полужесткие связи

Произвольный граф

Иерархическая

Жесткие связи

Древовидная структура

Реляционная

Изменчивые связи

Плоский файл

Рис. 1.8 иллюстрирует особенности каждой модели данных. При сопоставлении моделей следует помнить, что все они теоретически эквивалентны. Эквивалентность моделей состоит в том, что они могут быть сведены одна к другой путем формальных преобразований. Подробное доказательство этого факта можно найти в классической монографии Дж. Мартина по БД. Суть доказательства состоит в отказе от принципа избыточности данных, то есть разрешается дублировать данные в узлах представления. Тогда преобразование одной модели в другую получается простым удвоением вершин соответствующего представления в цепочке моделей "сетевая-иерархическая-реляционная".




Рис. 1.8.  Основные типы моделей данных

Общие принципы классификации СУБД


Очень часто СУБД классифицируются по типу модели данных, которую они поддерживают. Следовательно, различают СУБД сетевые, иерархические и реляционные. Однако в практике обработки данных СУБД характеризуются по их способности поддерживать определенный тип БД. В самом общем виде БД подразделяют на:

  • фактографические, которые хранят совокупность фактов интегрированных, возможно, из различных документов;

  • документальные, которые ориентированы на хранение документов;

  • документально-фактографические, которые обладают чертами и тех и других.

Так, СУБД CDS/ISIS в первую очередь ориентирована на поддержку работы с документом, который состоит из определенного числа рубрик, проиндексированных по тезаурусу ключевых слов. СУБД ADABAS хорошо подходит для организации фактографических БД, а СУБД ORACLE - для БД смешанного типа. Во избежание несуразностей с использованием определенной модели данных, БД, за редким исключением, целесообразно классифицировать по типу используемой модели в СУБД. Отметим, что классификация БД далеко не завершенная область исследований: попытки ввести новые типы БД продолжаются (активные, дедуктивные, нечеткие реляционные, графические БД и т.д.).

Во многих случаях для разработчиков ИС бывает важно деление СУБД (и БД) по характеру обработки: на централизованные и распределенные. При использовании распределенной обработки следует обратить внимание на характер обработки транзакций, т.к. последние оказывают существенное влияние на производительность системы. Под транзакцией в самом общем случае понимают единицу работы, требуемой пользователем от БД, независимо от характера обработки. Чаще всего в результате обработки транзакции реализуется запрос пользователя либо на выборку данных из БД, либо на обновление БД, либо на выполнение каких-то иных действий над БД. При этом предполагается, что выполнение запроса сопровождается выполнением комплекса внутрисистемных действий СУБД, направленных на поддержание целостности данных, разграничение доступа и т.п.

Существуют различные концептуальные подходы к обработке транзакций при распределенной обработке. Принципиальным здесь является не только вопрос как, но и где локализуется обработка транзакции: на файлах компьютера конечного пользователя или на выделенном в сети компьютере. От выбора той или иной концепции будет зависеть время отклика системы на запрос пользователя. Параметр "время отклика системы на запрос пользователя" очень часто выступает в качестве определяющего или желательного параметра разрабатываемой системы. Например, для распределенной системы бронирования авиабилетов для крупнейших мировых авиакомпаний этот параметр является существенным и закладывается в проектное решение как не превышающий 30-45 секунд.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   99

Похожие:

Учебно-методический комплекс по дисциплине базы данных направление «Прикладная информатика» 080800. 62 iconУчебно-методический комплекс дисциплины (опд. Ф.) Базы данных и экспертные системы
Рабочая программа составлена на основании требований Основной образовательной программы специальности 010501. 65 Прикладная математика...
Учебно-методический комплекс по дисциплине базы данных направление «Прикладная информатика» 080800. 62 iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Базы данных»
Методический комплекс включает учебную программу курса, планы проведения занятий, список основной и дополнительной рекомендуемой...
Учебно-методический комплекс по дисциплине базы данных направление «Прикладная информатика» 080800. 62 iconПрограмма итогового государственного экзамена Направление подготовки дипломированного специалиста: 080800-Прикладная информатика Специальность: 080801. 65 «Прикладная информатика (по областям)»
Филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования
Учебно-методический комплекс по дисциплине базы данных направление «Прикладная информатика» 080800. 62 iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Операционные системы и среды»
Учебно-методический комплекс рекомендован к изданию кафедрой «Информационных технологий» и утвержден Учебно-методическим советом...
Учебно-методический комплекс по дисциплине базы данных направление «Прикладная информатика» 080800. 62 iconУчебно-методический комплекс дисциплины гсэ. 00 «История искусств»
Для специальностей: 230102 – «Автоматизированные системы обработки информации и управления», 080801 – «Прикладная информатика (в...
Учебно-методический комплекс по дисциплине базы данных направление «Прикладная информатика» 080800. 62 iconУчебно-методический комплекс дисциплины гсэ. В. 03 «Риторика»
Для специальностей: 080801 «Прикладная информатика (в экономике)», 030301 «Психология», 080504 «Государственное и муниципальное управление»,...
Учебно-методический комплекс по дисциплине базы данных направление «Прикладная информатика» 080800. 62 iconУчебно-методический комплекс дисциплины
Государственное и муниципальное управление, 080109 Бухгалтерский учет, анализ и аудит, 010501 Прикладная математика и информатика,...
Учебно-методический комплекс по дисциплине базы данных направление «Прикладная информатика» 080800. 62 iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Проектное управление фирмой»
Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и предназначен для студентов очной формы обучения...
Учебно-методический комплекс по дисциплине базы данных направление «Прикладная информатика» 080800. 62 iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Проектное управление фирмой»
Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и предназначен для студентов очной формы обучения...
Учебно-методический комплекс по дисциплине базы данных направление «Прикладная информатика» 080800. 62 iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Проектное управление фирмой»
Государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования и предназначен для студентов Колледжа рационального...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница