Виды моделей данных

Лекция 2. Типология баз данных

Особенности вождения в тяжелых дорожных условиях

В условиях сельскохозяйственных перевозок приходится работать на грунтовых дорогах, требующих особых приемов вождения. Грунтовые дороги чрезвычайно разнообразны по своему строению и по состоянию проезжей части.

Почти все труднопроходимые грунты можно разбить на два основных вида:

1) грунты с неглубоким слабым покровом (толщиной до 300 мм), лежащим на твердом основании, - глинистая или черноземная почва после дождя в весенний период, когда размокший слой лежит на твердом замерзшем основании, рыхлый снег, лежащий на замерзшей твердой почве, и т.д.;

2) грунты с глубоким слабым покровом, когда твердое основание лежит на большой глубине (топи, болота, снежный покров большой толщины и т. д.).

Эти два вида грунтов требуют различных, а иногда и противоположных мероприятий для возможности продвижения по ним тракторов и автомобилей.

В качестве приспособлений для повышения проходимости колесных тракторов и автомобилей используют цепи противоскольжения, траковые дорожки, противобуксаторы, а также увеличители (догружатели) сцепного веса [6].

Применяют также простейшие приспособления и приемы выхода из препятствий - раскапывание грунта возле колес и подкладывание под колеса досок, хвороста и других материалов, выкладывание на земле перед двускатным колесом бруса, бревна и т. п., буксировку или «самовытаскивание» застрявшей машины, «вывешивание» колес и др.

Данная лекция посвящена рассмотрению основных основных моделей данных, на которых строятся современные базы данных.

Данные не обладают определенной структурой, данные становятся информацией тогда, когда пользователь задает им определенную структуру, то есть осознаёт их смысловое содержание. Поэтому центральным понятием в области баз данных является понятие модели данных.

Модель – упрощенная рабочая схема какого-либо объекта, явления, процесса или его части.

Модель данных – совокупность структур данных и операций по их обработке.

Применение той или иной модели данных позволяет придать данным

конкретную форму (структуру) и смысловое значение. Данные, вписанные определенную модель, называют информацией.

Кратко рассмотрим основные виды моделей данных и выявим их основные преимущества и недостатки, при этом будем учитывать факторы, характеризующие принципиальные особенности моделей, а также факторы, связанные с реализацией этих моделей на ЭВМ.

1. Иерархическая модель данных. Представляет собой совокупность элементов, связанных по строго определенным правилам. Объекты, связанные иерархическими отношениями образуют ориентированный граф. Основными понятиями иерархической модели данных являются: уровень, узел (или элемент) и связь. Такая модель данных обладает следующими свойствами:

· каждый узел связан только с одним вышестоящим узлом, кроме вершины;

· иерархическая модель данных имеет только одну вершину, узел не подчинен более никаким узлам;

· от каждого узла существует единственный путь к вершине;

· связь не может быть установлена между объектами, находящимися через уровень;

· связь между узлами первого уровня не определяется.

Примеры.

1) Файловая структура организации информации.

2) Структура организации (директор, заместитель, руководители отделов, сотрудники) (рис.1.3).

Рис. 1.3. Иерархическая структура данных

Преимущества:

1. Простота.

2. Минимальный расход памяти.

Недостатки:

1. Отсутствие универсальности – не всякую информацию можно выразить в иерархической модели данных.

2. Исключительно навигационный принцип доступа к данным.

3. Доступ к данным только через корневой элемент.

2. Сетевая модель данных. Элементами этой модели являются: уровень, узел, связь. Отличия в том, что элемент одного уровня может быть связан с любым количеством элементов соседнего уровня, и не существует подчиненности уровней друг другу.

Свойства сетевой модели:

· связь не может быть установлена между объектами, находящимися через уровень;

· связь между узлами первого уровня не определяется.

Пример. Рассмотрим работу над проектами: можно выделить три вида объектов – сотрудники, проекты, заказчики (рис.1.4).

Рис. 1.4. Сетевая структура данных

Преимущества:

1. Универсальность.

2. Возможность доступа к данным через значения нескольких отношений.

Недостатки:

1. Сложность – обилие понятий, вариантов их взаимосвязей и способов реализации.

2. Допустимость только навигационного принципа доступа к данным.

3. Реляционная модель данных (табличная). Это способ представления данных в виде таблиц. Элементы: поле (столбец), запись (строка) и таблица (отношение). В дальнейшем мы будем рассматривать именно реляционную модель данных, которая используется в реляционных системах. Под реляционной системой понимается система, основанная на следующих принципах:

· данные пользователя представлены только в виде таблиц;

· пользователю предоставляются операторы, генерирующие новые таблицы из старых (для выборки данных).

Пример. Рассмотрим отношения Студенты и Группы:

Students:

StudentID	LastName	FirstName	MiddleName	GroupID
	Казаков	Петр	Владимирович
	Васильев	Иван	Аркадьевич
	Шишкина	Дарья	Сергеевна

Groups:

GroupID	Supervisor
	Царев С.М.
	Пестов Д.Н.

Преимущества:

1. Простота. В такой модели всего одна информационная конструкция, формализующая табличное представление. Она наиболее привычна для пользователя.

2. Теоретическое обоснование. Существуют строгие методы нормализации данных в таблицах (будет подробно рассмотрено в лекциях 10-11).

3. Независимость данных. При изменении БД, ее структуры необходимы бывают лишь минимальные изменения прикладных программ.

Недостатки:

1. Низкая скорость, т.к. требуются операции соединения.

2. Большой расход памяти в силу организации всех данных в виде таблиц.

Так как недостатки реляционной модели данных компенсируются ростом быстродействия и ресурсов современных компьютеров, то в настоящее время именно такие модели получили наибольшее распространение.

Дата добавления: 2015-05-09