Файл: Управление данными (пособие).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.03.2021

Просмотров: 1573

Скачиваний: 23

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

36

быть

 

определены

  (

в

 

информации

 

о

 

студенте

 

не

 

может

 

отсутствовать

 

значение

 

его

 

кода

 

и

 

значение

 

его

 

паспорта

). 

У

 

аждого

 

студента

 

обязательно

 

должны

 

указываться

 

фамилия

однако

 

наличие одинаковых

 

значений

 

этого

 

свойства

 

допустимо

 

у

 

разных

 

студентов

 (

однофамильцы

). 

У

 

каждого

 

студента

 

может

 

быть

 

только

 

одно

 

значение

 

свойств

 

курс

 

и

 

стипендия

причем

 

допустимо

 

отсутствие

 

этих

 

значений

  (

курс

 

или

 

стипендия

 

для

 

конкретного

 

студента

 

не

 

известны

). 

Очевидно

 

также

что

 

одинаковые

 

значения

 

курса

 

и

 

стипендии

 

могут

 

иметь

 

место

 

у

 

различных

 

студентов

 

к

 

Имеет

_

код

1,1

1,1

Имеет

_

паспорт

1,1

1,1

Имеет

_

милию

0,n

фа

0,1

0,1

0,1

Студент

Код

_

студента

Паспорт

Фамилия

Учится

 

на

 

курсе

0,n

Получает

_

стипендию

0,n

Курс

Стипендия

 

Рис

. 4.4. 

Диаграмма

 

с щности

 

СТУДЕНТ

 

с

 

ее

 

ствами

 

В

 

отношении

 

выш

 

у

свой

есказанного

 

можно

 

сформулировать

 

и

 

обратные

 

утверждения

 

Если

 

между

 

сущностями

 

имеет

 

место

 

обязательная

 

связь

 

типа

 

один

-

к

-

одному

то

 

эти

 

сущности

 

взаимно

 

идентифицируют

 

друг

 

друга

 (

одна

 

из

 

этих

 

сущностей

 

может

 

использоваться

 

в

 

качестве

 

свойства

-

идентификатора

 

другой

 

сущности

). 

 

Если

 

между

 

двумя

 

сущностями

 

имеет

 

место

 

связь

 

типа

 

один

-

ко

-

многим

то

 

первая

 

из

 

них

  (

сторона

 

связи

 

один

выступает

 

в

 

качестве

 

свойства

 

другой

 

сущности

 (

сторона

 

связи

 

многие

). 

Видно

что

 

в

 

случае

когда

 

одна

 

сущность

 

выступает

 

в

 

качестве

 

свойства

 

другой

 

сущности

в

 

их

 

отношениях

  (

связи

присутствует

 

несимметричность

которая

 

выражается

 

или

 

в

 

несимметричности

 

связи

 (

один

-

ко

-

многим

или

 

в

 

том

что

 

в

 

качестве

 

свойства

-

идентификатора

 

выступает

 

сущность

 

простейшего

 

типа

 

(

числовой

 

или

 

строковый

 

литерал

). 

Литералом

 

обычно

 

называют

 

простейший

 

объект

-

сущность

идентифицирующий

 

сам

 

себя

любые

 

изменения

 

которого

 

превращают

 

его

 

в

 

другой

 

объект

например

, ‘

01561’

, ‘

физика

Более

 

компактно

 

диаграмму

 

свойств

 

сущности

 

СТУДЕНТ

 (

рис

. 4.4) 

можно

 

представить

 

в

 

виде

 


background image

 

37

Студент

Фамилия
Стипендия
Курс
Код

_

студента

Паспорт

 

Рис

. 4.5. 

Представление

 

сущности

 

 

с

 

ее

 

свойствами

 

й

е

в

имеет

 

место

 

связь

 

типа

 

мног

ом

 

случае

 

трудно

 

одну

 

из

 

этих

 

сущностей

 

представлять

 

в

 

каче

ждая

 

из

 

них

 

обладает

 

своим

 

собственным

 

набором

 

свойств

ает

 

не

 

одну

а

 

множество

 

дисциплин

и

 

каждая

 

дисц

тудентов

Можно

 

рассматривать

 

СТУДЕНТ

Подчеркиванием

 

выделены

 

свойства

значения

 

которых

 

уникальны

 

для

 

каждого

 

экземпляра

 

данно

 

сущности

т

.

е

являются

 

е

 

идентификаторами

По

-

другому

 

обстоит

 

дело

когда

 

между

 

выделенными

 

в

 

предметной

 

области

 

сущностями

простыми

 

или

 

сложными

, (

являющимися

 

агрегацией

 

других

 

сущностей

выступающих

 

в

 

форме

 

свойст

ие

-

ко

-

многим

Например

связь

 

между

 

сущностями

 

СТУДЕНТ

 

и

 

ДИСЦИПЛИНА

В

 

данн

стве

 

свойства

 

другой

Ка

при

 

этом

студент

 

изуч

иплина

 

изучается

 

множеством

 

с

отношение

 

СТУДЕНТЫ

ДИСЦИПЛИНЫ

 

как

 

новый

 

самостоятельный

 

тип

 

сущности

   

описываемой

 

предметной

 

области

  (

можно

например

назвать

 

эту

 

сущность

 

ИЗУЧЕНИЕ

_

СТУДЕНТОМ

_

ДИСЦИПЛИНЫ

). 

Причем

 

сущность

 

СТУДЕНТ

 

и

 

сущность

 

ДИСЦИПЛИНА

 

выступают

 

уже

 

в

 

качестве

 

свойств

 

этой

 

новой

 

сущности

Кроме

 

этих

 

свойств

 

сущность

 

ИЗУЧЕНИЕ

_

СТУДЕНТОМ

_

ДИСЦИПЛИНЫ

 

может

 

иметь

 

и

 

другие

 

свойства

например

свойство

 

ОЦЕНКА

описывающее

 

значение

 

оценки

полученной

 

конкретным

 

студентом

 

по

 

конкретной

 

дисциплине

 (

рисунок

 4.6).  

Изучает

_

дисциплину

0,n

0,n

Студент

Фамил я
Стипендия

и

Курс
Код

_

студента

Паспорт

Дисциплина

Наименова ие
Колич

_

час

н

ов

Код

_

дисциплины

 

 


background image

 

38

Обучающиеся

_

студенты

0,n

1,1

Изучаемые

_

дисциплины

Изучение

_

тудентом

_

дисциплин

с

ы

Оценка

0,n

1,1

С удент

т

Д сциплина

и

Дисциплина

Наименование
Колич

_

часов

Код

_

дисциплины

Студент

Фамилия
Стипендия
Курс
Код

_

студента

Паспорт

 

Рис

.  4.6. 

Введение

 

новой

 

сущности

 

вместо

 

связи

 

многие

-

ко

-

многим

 

Идентификацию

 

экземпляров

 

сущности

 

ИЗУЧЕНИЕ

_

СТУДЕНТОМ

_

ДИС

-

ЦИПЛИНЫ

  (

конкретная

 

дисциплина

изучаемая

 

конкретным

 

студентом

обеспечивает

 

уже

 

свойствами

 

СТУДЕНТ

 

и

 

ДИСЦИПЛИНА

Причем

 

ее

 

идентификация

 

осуществляется

 

не

 

каждым

 

из

 

этих

 

свойств

а

 

их

 

парой

В

 

данном

 

случае

 

мы

 

имеем

 

дело

 

не

 

с

 

простым

 

идентификатором

 

сущности

а

 

с

 

сост

е

т

 

в

д

авным

.  

Аналогичным

 

образом

 

в

 

модели

 

сущность

-

связь

 

могут

 

быть

 

представлены

 

и

 

более

 

сложные

 

виды

 

соотношений

 

между

 

сущностями

Например

тернарные

 

и

 

n

-

арные

 

связи

Таким

 

образом

сложные

 

виды

 

связей

 

между

 

сущностями

 

могут

 

быть

 

сведены

 

в

 

модели

 

к

 

более

 

простым

 

видам

Такая

 

возможность

 

позволяет

 

использовать

 

более

 

простые

 

и

 

однородные

 

структуры

 

данных

 

для

 

представления

 

информации

 

о

 

пр дме ной области

   

базах

 

анных

 

на

 

датологическом

 

уровне


background image

 

39

5. 

Модели данных

Ранние

 

подходы

 

к

 

организации

 

баз

 

данных

 

После

 

этапа

 

инфологического

 

проектирования

 

базы

 

данных

на

 

котором

 

фактически

 

определяется

 

ее

 

семантическое

 

содержание

 

в

 

терминах

 

сущностей

их

 

свойств

и

 

связей

наступает

 

этап проектирования

 

датологической

 

концептуальной

 

модели

 

данных

Теперь

 

речь

 

пойдет

 

уже

 

собственно

 

о

 

моделях

 

данных

в

 

которых

 

в

 

качестве

 

объекта

 

исследования

 

выступают

 

сами

 

данные

их

 

структурная

 

организация

правила

 

построения

.  

оворя

 

о

 

моделях

 

данных

 

обычно

 

рассматривают

 

три

 

взаим

 

 

освязанные

 

компоненты

 

модели

o

 

структуры

 

данных

o

 

операции

 

над

 

данными

o

 

ограничения

 

целостности

 

данных

При

 

рассмотрении

 

различных

 

моделей

 

данных

 

их

 

сравнение

 

между

 

собой

 

обычно

 

проводят

 

по

 

тому

как

 

в

 

них

 

реализованы

 

эти

 

три

 

позиции

В

 

данном

 

пособии

 

основное

 

внимание

 

уделяется

 

рассмотрению

 

систем

 

основанных

 

на

 

реляционной

 

модели

 

данных

В

 

настоящее

 

время

 

эти

 

системы

 

являются

 

доминирующими

 

на

 

рынке

 

систем

 

с

 

базами

 

данных

практически

 

вытеснив

 

системы

основанные

 

на

 

других

 

подходах

Тем

 

не

 

менее

имеет

 

смысл

 

хотя

 

бы

 

коротко

 

рассмотреть

 

особенности

 

систем

предшествующих

 

реляционным

для

 

правильного

 

понимания

 

причин

 

перехода

 

к

 

реляционным

 

системам

Кроме

 

того

на

 

использовании

 

ранних

 

подходов

 

основаны

 

многие

 

низкоуровневые

 

механизмы

 

функционирования

 

реляционных

 

СУБД

Наиболее

 

известными

 

из

 

таких

 

дореляционных

 

систем

 

являются

 

системы

основанные

 

на

 

инвертированных

 

списках

иерархические

 

и

 

сетевые

 

системы

 [1, 4]. 

Относительно

 

этих

 

систем

 

можно

 

отметить

 

следующее

База

 

данных

организованная

 

с

 

помощью

 

инвертированных

 

списков

в

 

определенной

 

мере

 

похожа

 

на

 

реляционную

с

 

тем

 

существенным

 

отличием

что

 

хранимые

 

таблицы

 

данных

 

и

 

пути

 

доступа

 

к

 

ним

 

видны

 

и

 

доступны

 

пользователю

При

 

этом

 

строки

  (

записи

таблиц

 

являются

 

упорядоченными

для

 

манипулирования

 

данными

 

используются

 

прямые

 

поисковые

 

операторы

 

по

 

местоположению

 

строки

-

записи

 

в

 

таблице

  (

например

найти

 

первую

 

запись

 

в

 

таблице

следующую

 

запись

предыдущую

 

и

 

т

.

д

.); 

общие

 

правила

 

и

 

средства

 

определения

 

целостности

 

базы

 

данных

 

отсутствуют

эта

 

задача

 

возлагается

 

на

 

прикладную

 

программу

Представляет

 

интерес

 

сравнение

 

свойств

 

таблиц

 

в

 

СУБД

 

на

 

инвертированных

 

списках

 

со

 

свойствами

 

таблиц

-

отношений

 

в

 

реляционной

 

модели

рассматриваемые

 

ниже

В

 

современных

 

реляционных

 

СУБД

 

доступ

 

к

 

данным

аналогичный

 

используемому

 

в

 

системах

основанных

 

Г


background image

 

40

на

 

инвертированных

 

списках

используется

 

при

 

построении

 

структур

 

и

 

от

 

пользователя

 

скрыт

ерархические

 

базы

 

данных

 

используют

 

упорядоченные

 

х

организованные

 

в

 

виде

  «

деревьев

». 

Такая

 

древовидная

 

т

 

из

 

одной

 

корн

й

-

потомков

  (

ветв

индексных

 

И

структуры

 

данны

структура

 

состои

евой

 

записи

 

и

 

упорядоченного

 

набора

 

подчиненных

 

записе

ей

 

дерева

). 

Каждая

 

запись

-

потомок

 

имеет

 

ссылку

 

(

указатель

на

 

соответствующую

 

родительскую

 

запись

образуя

 

иерархию

 

подчинения

 

от

 

самого

 

нижнего

 

уровня

 

записей

 – «

листьев

 

дерева

» 

до

 

верхнего

 

уровня

образуемого

 

корневой

 

записью

Операторы

 

манипулирования

 

данными

 

зу

сылки

 

ел

чений

 

целостно

чески

 

поддерживается

 

только

 

целостность

 

ссылок

 

между

 

записями

-

предками

 

и

 

записями

-

потомками

  (

основное

 

правило

 – 

никакой

 

«

потомок

» 

не

 

может

 

существовать

 

без

 

своего

 «

родителя

»

). 

я

 

то

подкрепленные

 

соотве

понятие

 

модели

 

данны

оваться

 

имен

 

хранения

 

данных

 

и

 

связей

 

между

 

ними

Возможность

 

интерактивного

 

доступа

 

к

 

данным

 

реализовывалась

 

гораздо

 

более

 

ограничено

 

прикладных

 

программн

 

системы

 

имели

 

достаточно

 

слабые

 

средства

 

поддержания

 

целостности

 

данных

исполь ют

 

навигацию

 

по

 

иерархическим

 

структурам

использующую

 

с

(

указат и

для

 

перехода

 

от

 

записей

 

одного

 

уровня

 

к

 

другому

Из

 

ограни

сти

 

автомати

Сетевые

 

базы

 

данных

 

влялись в

 

определенном

 

смысле

 

развитием

 

иерархических

 

систем

Если

 

в

 

иерархических

 

структурах

 

запись

-

потомок

 

должна

 

иметь

 

в

 

точности

 

одного

 

предка

в

 

сетевых

 

же

 

структурах

 

данных

 

потомок

 

может

 

иметь

 

любое

 

число

 

предков

Термины

 

потомок

 

и

 

предок

 

в

 

отношении

 

записей

 

данных

 

в

 

иерархических

 

и

 

сетевых

 

системах

 

отражают

 

тот

 

факт

что

 

в

 

этих

 

системах

 

записи

 

данных

 

связываются

 

между

 

собой

 

с

 

помощью

 

ссылок

то

 

есть

 

по

 

адресу

а

 

не

 

по

 

значению

 

данных

Операторы

 

манипулирования

 

данными

 

используют

 

низкоуровневую

 

навигацию

 

по

 

сетевой

 

структуре

использующую

 

ссылки

 

для

 

перехода

 

от

 

одной

 

записи

 

к

 

другой

Ограничения

 

целостности

 

в

 

общем

 

виде

 

не

 

поддерживаются

 

за

 

исключением

 

целостности

 

по

 

ссылкам

Общим

 

для

 

всех

 

ранних

 

дореляционных

 

систем

 

является

 

что

 

в

 

их

 

основе

абстрактные

 

модели

 

данных

 

не

 

лежат

 

какие

-

либо

 

тствующим

 

математическим

 

аппаратом

Более

 

того

само

 

х

 

применительно

 

к

 

системам

 

с

 

базами

 

данных

 

стало

 

использ

 

но

 

с

 

появлением

 

реляционного

 

подхода

который

 

во многом

 

родился

 

в

 

результате

 

анализа

 

особенностей

достоинств

 

и

 

в

 

большей

 

степени

 

недостатков

 

существовавших

 

систем

 

управления

 

данными

.  

В

 

ранних

 

системах

 

доступ

 

к

 

данным

 

в

 

базе

 

данных

 

осуществлялся

 

непосредственно

 

на

 

уровне

 

записей

Навигация

 

по

 

базе

 

данных

поиск

выборка

 

и

 

запись

 

данных

 

в

 

этих

 

системах

 

осуществлялись

 

пользователем

 

с

 

использованием

 

обычных

 

процедурных

 

языков

 

программирования

расширенных

 

функциями

 

работы

 

с

 

СУБД

требуя

 

от

 

пользователя

 

при

 

работе

 

с

 

данными

 

понимания

 

низкоуровневых

 

особенностей

только

 

путем

 

создания

 

соответствующих

ых

 

средств

Как

 

уже

 

говорилось

ранние