Лекция №3. Название лекции: Концептуальная схема и её модели данных

Название лекции: Концептуальная схема и её модели данных.

План:

1. Значение концептуальной схемы. Язык описания концептуальных схем.

2. Модели, которые используются для описания концептуальных схем:

2.1. Иерархическая модель;

2.2. Сетевая модель;

2.3. Реляционная модель;

2.4. СУБД, использующих другие модели.

1. Значение концептуальной схемы. Язык описания концептуальных схем.

Выбор концептуальной схемы является центральным пунктом в разработке баз данных. Концептуальные схемы оказывают существенное влияние на способы описания схем уровня представлений и физических схем.

Для определения базы данных на концептуальном уровне СУБД предоставляет так называемый язык определения данных (DDL - data definition language). Этот язык позволяет записать концептуальную схему в терминах некоторой модели данных. В качестве модели данных может быть выбрана, например, модель объектов/отношений. Преимущество и недостатки этой модели рассмотрены выше. Основными понятиями этой модели являются понятия объект, атрибуты (свойства), отношения (связи).

Приведенный выше пример БД аэропорта является фактически концептуальной схемой БД в терминах модели объекты/отношения.

В нашей стране не распространены СУБД, поддерживающие эту модель. Но преимущества модели, обусловленные тесной семантической связью с предметной областью, позволяет с высокой вероятностью построить качественную схему БД. Ясно, что для реализации такой схемы необходимо отобразить схему объект/отношение на модели, которые используются в выбранной СУБД.

2. Модели, которые используются для описания концептуальных схем:

В настоящее время хорошо разработаны и описаны три основных модели, которые используются в системах БД:

Иерархическая модель. Моделью данных здесь является древовидный граф, т.е. связанный, ориентированный граф без циклов, у которого имеется только одна вершина, из которой дуги только выходят и ни одна дуга не входит. Эта вершина называется корнем дерева. Вершина, в которую дуги только входят, называется листом. Все остальные вершины - корни. Вершина, для некоторой вершины А, называется родительской, если из родительской вершины начинается дуга и заканчивается в А. Братья это множество вершин имеющих одного родителя.

Типичным представителем СУБД, в которой реализована иерархическая модель, является СУБД IMS фирмы IBM (INFORMATION MANGMENT SYSTEM) середина 60-х годов. Эта СУБД официально считается вообще первой реализованной СУБД. Распространение этого типа СУБД объясняется простотой и наглядностью используемой модели, которая широко распространена в различных областях деятельности человека и в природе (государство, армия, предприятия, стая и т.д.). Недостатком этой СУБД является сложность реализация связей n:n(многие к многим).

Сетевая модель. Это модель ориентированных графов, вершинами которых является множество однородных объектов, а дугами – ассоциации (связи). Ясно, что модель объект/отношение является примером сетевой модели.

Теоретические основы модели разработаны независимой ассоциацией CODASYL, как обобщение иерархической модели и опыта эксплуатации информационных систем. Ассоциация образованна в конце 50–х годов и финансировалась Пентагоном с целью разработки алгоритмического языка, ориентированного на экономические задачи (COBOL – Common Bisnes Oriented language). Разработчикам этого языка принадлежит ряд пионерских решений в области разработки алгоритмических языков и в частности языков для обработки информации. Это:

- прозрачность текста программы для неспециалиста (синтаксис близкий к обычному языку, длинные идентификаторы, выражения и операции типа «умножить количество на цену получая сумму» {как совокупность разных типов});

- понятие структуры (как тип в языке программирования);

- стандартизация и упрощение методов доступа к файлу.

Язык COBOL считается прототипом (предшественником) СУБД. В конце 60-х годов в рамках CODASYL была организованна рабочая группа по базам данных (Data Base Task Group - DBTG), отчеты которой за 1969...75 годы являются основной теорией БД и в частности сетевых БД. Так DBTG предложило ввести три уровня абстракции, этот подход был позже стандартизован институтом стандартов US (ANSI) и известен как архитектура ANSI/SPARC. Большинство теоретических разработок группы DBTG были стандартизованы.

Известны несколько СУБД сетевой структуры: CA-IDMS/BD компания Computer Associates International Inc, в СССР – ИНЕС.

Реляционная модель. Базируется на теоретико - множественном понятии отношения. Модель разработана американским математиком Коддом (Codd), сотрудником фирмы IBM и опубликована в 1970 г. В настоящее время является наиболее полно разработанной основой теории БД. В настоящем курсе будет рассмотрена теория реляционных БД.

Примеры реляционных СУБД: DB/2 фирмы IBM, ORACLE корпорация Oracle, SYBASE компания Sybase Inc. К реляционным относятся свободно распространяемые СУБД: MySQL и PostgreSQL.

Из СУБД, использующих другие модели, следует упомянуть, прежде всего, СУБД с использованием инвертированных файлов (инвертированных списков).

В настоящее время ведутся в направлении так называемых «постреляционных» СУБД. Назовем некоторые из них:

- дедуктивные СУБД;

- экспертные СУБД;

- расширяемые СУБД;

- объектно-ориентированные СУБД;

- семантические СУБД;

- универсальные реляционные СУБД.

Дата добавления: 2014-01-05