Кузин А.В., Левонисова С.В. Базы данных (5-е издание, 2012) (1084448), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Затем по мере развития техники появилась возможностьобработки текстовой информации на естественном языке.Принципы хранения разных видов информации в АИС анало­гичны, но алгоритмы ее обработки определяются характером ин ­формационных ресурсов. Соответственно различают два классаАИС: документальные и фактографические.Документальные АИС служат для работы с документами на ес­тественном языке. Наиболее распространенный тип документаль­ных АИС — информационно-поисковые системы, предназначен­ные для накопления и подбора документов, удовлетворяющихзаданным критериям. Эти системы могут выполнять просмотр иподборку монографий, публикаций в периодике, сообщений прессагентств, текстов законодательных актов и т.д.Фактографические АИС оперируют фактическими сведениями,представленными в формализованном виде, и используются длярешения задач обработки данных.Обработка данных — специальный класс решаемых на ЭВМзадач, связанных с вводом, хранением, сортировкой, отбором игруппировкой записей данных однородной структуры.

К задачамэтого класса относятся: учет товаров в магазинах и на складах;7начисление зарплаты; управление производством, финансами,телекоммуникациями и т.п.Различают фактографические АИС оперативной обработки дан­ных, подразумевающие быстрое обслуживание относительно про­стых запросов от большого числа пользователей, и фактографи­ческие АИС аналитической обработки, ориентированные на вы­полнение сложных запросов, требующих проведения статистиче­ской обработки исторических (накопленных за некоторый проме­жуток времени) данных, моделирования процессов предметнойобласти и прогнозирования развития этих процессов.Таким образом, АИС применяются в следующих областях:• организация хранилищ данных;• системы анализа данных;• системы принятия решений;• мобильные и персональные базы данных;• географические базы данных;• мультимедиа базы данных;• распределенные информационные системы;• базы данных для всемирной сети World Wide Web.1.3. Информационная модель данных и ее составКаждая информационная система в зависимости от назначе­ния имеет дело с той или иной частью конкретного мира, кото­рую принято называть ее предметной областью.

Анализ предмет­ной области является необходимым начальным этапом разработ­ки любой информационной системы. Именно на этом этапе опре­деляются информационны е потребности всей совокупностипользователей будущей системы, которые, в свою очередь, пре­допределяют содержание ее базы данных. Предметная область кон­кретной информационной системы рассматривается, прежде все­го, как некоторая совокупность реальных объектов, которые пред­ставляют интерес для ее пользователей. Примерами объектов пред­метной области могут служить персональные ЭВМ, программныепродукты и их пользователи.

Каждый из этих объектов обладаетопределенным набором свойств (атрибутов). Так, например, ком­пьютер характеризуется названием фирмы-производителя, иден­тификатором модели, типом микропроцессора, объемом опера­тивной и внешней памяти, типом графической карты и т.д.Информационный объект — это описание некоторой сущностипредметной области, т.е. реального объекта, процесса, явления илисобытия. Информационный объект (сущность) образуется сово­купностью логически взаимосвязанных атрибутов (свойств), пред­ставляющих собой качественные и количественные характери­стики объекта (сущности).Между объектами предметной области могут существовать свя­зи, имеющие различный содержательный смысл.

Эти связи могутбыть о б я з а т е л ь н ы м и или ф а к у л ь т а т и в н ы м и (необяза­тельными).Если вновь порожденный объект оказывается по необходимо­сти связанным с каким-либо объектом предметной области, томежду этими двумя объектами существует обязательная связь. В про­тивном случае связь является факультативной.Например, обязательная связь Замещает существует междудвумя объектами СОТРУДНИК и ДОЛЖНОСТЬ в предметнойобласти кадровой информационной системы, т.е.

каждый прини­маемый в организацию сотрудник зачисляется на какую-либо дол­жность и не может быть сотрудника, не замещающего какой-либодолжности. В то же время связь Замещает между типами объектовСОТРУДНИК и ДОЛЖНОСТЬ является факультативной, посколь­ку могут существовать вакантные должности.Совокупность объектов предметной области и связей междуними характеризует структуру предметной области.Множество объектов предметной области, значения атрибутовобъектов и связи между ними могут изменяться во времени. Изме­нения могут сводиться к появлению новых или исключению израссмотрения некоторых существующих объектов в предметнойобласти, установлению новых или разрушению существующихсвязей между ними. Следовательно, с каждым моментом времениможно сопоставить некоторое состояние предметной области.Информационно-логическая модель (И ЛМ ) — это совокупностьинформационных объектов (сущностей) предметной области и свя­зей между ними.Процесс создания информационной модели начинается с оп­ределения концептуальных требований будущих пользователей БД.Требования отдельных пользователей интегрируются в единомобобщенном представлении, которое называют концептуальноймоделью данной предметной области (рис.

1.1). Такая модель отоВнешние модели(индивидуальные представления пользователей)^ Логический уровеньпредставления данныхФ изический уровеньпредставления данныхРис. 1.1. Многоуровневое представление БД9бражает предметную область в виде взаимосвязанных объектов безуказания способов их физического хранения.Концептуальная модель представляет собой интегрированные кон­цептуальные требования всех пользователей к базе данных даннойпредметной области. При этом усилия разработчика должны бытьнаправлены в основном на структуризацию данных, принадлежа­щих будущим пользователям БД и выявление взаимосвязей междуними.Возможно, что отраженные в концептуальной модели взаимо­связи между объектами окажутся впоследствии нереализуемымисредствами выбранной СУБД, что потребует ее изменения.

Вер­сия концептуальной модели, которая может быть реализованаконкретной СУБД, называется логической моделью.Логическая модель, отражающая логические связи между ат­рибутами объектов вне зависимости от их содержания и средыхранения, может быть реляционной, иерархической или сете­вой.Таким образом, логическая модель отображает логические связимежду информационными данными в данной концептуальной модели.Различным пользователям в информационной модели соответ­ствуют различные подмножества ее логической модели, которыеназываются внешними моделями пользователей.Таким образом, в н е ш н я я модель пользователя представля­ет собой отображение его концептуальных требований в логиче­ской модели и соответствует тем представлениям, которые этотпользователь получает о предметной области на основе логиче­ской модели.

Следовательно, насколько хорошо спроектированавнешняя модель, настолько полно и точно информационная мо­дель отображает предметную область и настолько полно и точноработает автоматизированная система управления этой предмет­ной областью.Логическая модель отображается в физическую память, кото­рая может быть построена на электронных, магнитных, оптиче­ских, биологических или других принципах.В н у т р е н н я я модель предметной области определяет разме­щение данных, методы доступа к ним и технику индексированияв данной логической модели и иначе называется ф и з и ч е с к о ймоделью.Информационные данные любого пользователя в БД должныбыть независимы от всех других пользователей, т.е.

не должныоказывать влияния на существующие внешние модели. Это поло­жение отражает первый уровень независимости данных. С другойстороны, внешние модели пользователей никак не связаны с ти­пом физической памяти, в которой будут храниться данные, и сфизическими методами доступа к этим данным. Это положениеотражает второй уровень независимости данных.101.4. Три типа логических моделей баз данныхЯдром любой базы данных является модель данных.

Модель дан­ных — это совокупность структур данных и операций их обработки.По способу установления связей между данными различаютиерархическую, сетевую и реляционную модели.Иерархическая модель позволяет строить базы данных с древо­видной структурой, где каждый узел содержит свой тип данных(сущность). На верхнем уровне дерева в этой модели имеется одинузел — корень, на следующем уровне располагаются узлы, свя­занные с этим корнем, затем узлы, связанные с узлами предыду­щего уровня и т.д.При этом каждый узел может иметь только одного предка(рис. 1.2).Поиск данных в иерархической системе всегда начинается скорня. Затем производится спуск с одного уровня дерева на дру­гой, пока не будет достигнут искомый уровень.

Перемещения посистеме от одной записи к другой осуществляются с помощьюссылок.Основные достоинства иерархической модели — простота опи­сания иерархических структур реального мира и быстрое выпол­нение запросов. Однако не всегда удобно каждый раз начинатьпоиск нужных данных с корня, а другого способа перемещенияпо базе в иерархических структурах нет.Указанный недостаток снят в сетевой модели, где (по крайнеймере, теоретически) возможны связи всех информационных объек­тов со всеми.В примере, приведенном на рис.

1.3, каждый преподаватель мо­жет обучать многих (теоретически всех) студентов и каждый сту-Рис. 1.2. Иерархическая древовидная структура модели БД11Рис. 1.3. Сетевая структура модели БДдент может обучаться у многих (теоретически у всех) преподава­телей. Поскольку на практике это, естественно, невозможно, при­ходится прибегать к некоторым ограничениям.Использование иерархической и сетевой моделей ускоряет до­ступ к информации в базе данных. Однако, поскольку каждыйэлемент данных должен содержать ссылки на некоторые другиеэлементы, требуются значительные ресурсы как дисковой, так иосновной памяти ЭВМ. Недостаточность основной памяти, ко­нечно, снижает скорость обработки данных.

Кроме того, для та­ких моделей характерна сложность реализации системы управле­ния базами данных.Реляционная модель (от англ. relation — отношение) была раз­работана в начале 70-х годов XX в. Кодцом. Простота и гибкостьэтой модели привлекли к ней внимание разработчиков, и уже80-х годах XX в.

Характеристики

Список файлов книги