Уровни представления и независимости данных

Под моделью данных понимается совокупность данных и их взаимосвязей. На рисунке 1.3.3.1 представлена классификация моделей данных (взято из [19]).

Рисунок 1.3.3.1 - Классификация моделей данных

Рассмотрим основные модели.

Инфологическая (концептуальная) модель определяет тип модели представления дан­ных в целом для всей базы.

При определении типов моделей используется математическое по­ня­тие ориентированного связанного графа: множест­во точек (узлов) и на­правленных связей (дуг), соединяющих попарно все точки. Точки (узлы) представляют собой объ­ек­ты, а дуги ‑ линии свя­зей между объектами.

Пример графа: схема железнодорож­ных дорог.

Эти модели отражают в естественной и удобной для разработчиков и пользователей форме уровень абстрагирования, связанный с фиксацией и описанием объектов предметной области, их свойств и их взаимосвязей.
Инфологические модели данных используются на ранних стадиях проектирования для описания структур данных в процессе разработки приложения.

Существуют сле­дую­щие типы моделей данных: иерархическая, се­те­вая, реляционная, пост­­реляционная, многомерная и объектно‑ориенти­рован­ная.

Даталогическая (логическая) модель - это сово­куп­ность объектов и их взаимосвязей в терминах конкретной СУБД.

Физическая (внутренняя) модель - это пред­став­ление данных на внешнем носителе.

Подмодель(подсхема, внешняя схема) ‑ это представление о базе с точки зрения пользователя таблицы. Эта модель упрощает для пользо­ва­те­ля представление о базе (не нужно знать всю базу, а только ее часть, исполь­зу­емую пользователем) и защищает базу данных от несанкци­они­ро­ван­но­го использования данных за пределами внешней модели.

Такое многоуровневое представление упрощает реализацию, управ­ле­ние и использование таблицы. Проектирование и управление базой ве­дется на каждом уровне представления.

Документальные модели данных - соответствуют представлению о слабоструктурированной информации, ориентированной в основном на свободные форматы документов, текстов на естественном языке.

Для описания таких моделей разработаны и применятся следующие языки разметки.

SGML (Standart Generalised MarkupLanguage), который был утвержден ISO в качестве стандарта еще в 80-х годах. Этот язык предназначен для создания других языков разметки, он определяет допустимый набор тегов (ссылок), их атрибуты и внутреннюю структуру документа. Контроль за правильностью использования тегов осуществляется при помощи специального набора правил, называемых DTD-описаниями, которые используются программой клиента при разборе документа. Для каждого класса документов определяется свой набор правил, описывающих грамматику соответствующего языка разметки. С помощью SGML можно описывать структурированные данные, организовывать информацию, содержащуюся в документах, представлять эту информацию в некотором стандартизованном формате. Но ввиду некоторой своей сложности SGML использовался в основном для описания синтаксиса других языков (наиболее известным из которых является HTML.

HTML - позволяет определять оформление элементов документа и имеет некий ограниченный набор инструкций – тегов, при помощи которых осуществляется процесс разметки. Инструкции HTML в первую очередь предназначены для управления процессом вывода содержимого документа на экране программы-клиента и определяют этим самым способ представления документа, но не его структуру. В качестве элемента гипертекстовой базы данных, описываемой HTML, используется текстовый файл, который может легко передаваться по сети с использованием протокола HTTP.

XML (Extensible Markup Language) - описывающий целый класс объектов данных, называемых XML-документами. Он используется в качестве средства для описания грамматики других языков и контроля за правильностью составления документов. То есть сам по себе XML не содержит никаких тегов, предназначенных для разметки, он просто определяет порядок их создания.

Тезаурусные модели - это модели, которые основаны на принципе организации словарей, содержат определенные языковые конструкции и принципы их взаимодействия в заданной грамматике. Эти модели эффективно используются в системах-переводчиках, особенно многоязыковых переводчиках. Принцип хранения информации в этих системах и подчиняется тезаурусным моделям.

Дескрипторные модели - самые простые из документальных моделей, они широко использовались на ранних стадиях использования документальных баз данных. В этих моделях каждому документу соответствовал дескриптор - описатель. Этот дескриптор имел жесткую структуру и описывал документ в соответствии с теми характеристиками, которые требуются для работы с документами в разрабатываемой документальной БД. Например, для БД, содержащей описание товара, дескриптор содержал наименование товара, поставщика, группы товара, Обработка информации в таких базах данных велась исключительно по дескрипторам, то есть по тем параметрам, которые характеризовали товар, а не по самому тексту описания товара.

Независимость данных ‑ это возможность использования БД без зна­ния внутреннего представления данных и отсутствие необходимости корректировать программы при изменении логической (первый уровень независимости) и физической (второй уровень) моделей базы данных.

Причины стремления к независимости данных: отсутствие пере­прог­раммирования в случае изменения струк­туры БД, упрощение работы поль­зо­вателя, защита от несанкционированного доступа.

Классификация моделей данных.

Дата добавления: 2014-12-10