Andmed andmebaasides on korrastatud ühe andmemudeli järgi.
Andmemudeli abil saab esitada domeeniobjekte ja nendevahelisi seoseid. See. Iga andmebaasi aluseks on andmemudel.
Andmemudel – andmestruktuuride ja nende töötlemise operatsioonide kogum.
Klassikaliste andmete esitusmudelite hulka kuuluvad hierarhilised, võrgu- ja relatsioonilised. Hierarhilisi ja võrguandmemudeleid hakati andmebaasihaldussüsteemides kasutama 60ndate alguses. 70ndate alguses pakuti välja relatsiooniline andmemudel. Need kolm mudelit erinevad peamiselt selle poolest, kuidas nad kujutavad objektide vahelisi suhteid.
Andmete esitamise põhimudelid:
1. Hierarhiline Andmemudel kujutab reaalmaailma objektide – olemite ja nende ühenduste infokuvasid suunatud graafiku või puu kujul (joonis 2). Sõlmed ja oksad moodustavad hierarhilise puustruktuuri. Sõlm on atribuutide kogum, mis kirjeldab objekti. Hierarhia kõrgeimat sõlme nimetatakse juursõlmeks (see on objekti põhitüüp). Juursõlm on esimesel tasemel. Sõltuvad sõlmed (objektide alluvuse tüübid) asuvad teisel, kolmandal ja muudel tasanditel. Sellises mudelis on igal objektil ainult üks allikas (erandiks on juurobjekt), kuid põhimõtteliselt võib ülalpeetavaid (lapsi) olla mitu.
Joonis 17. Hierarhiline mudeli struktuur
Objektidevahelised oksad peegeldavad mingi seose olemasolu ja servale on kirjutatud suhte nimi. Näiteks objektide "klient" ja "tellimus" vahel võib olla seos nimega "makes" ning "tellimus" ja "tooted" vahel seos "koosneb". Seda tüüpi mudel peegeldab vertikaalseid seoseid, alumise tasandi alluvust ülemisele, s.o. Igal andmebaasikirjel on juurkirjest ainult üks (hierarhiline) tee.
Sellise mudeli näide on andmebaas, mis sisaldab teavet ülikooli kohta (BelState'i osariigi põllumajandusakadeemia näitel)
2. Võrgumudel – on hierarhilise mudeli laiendus , Kuid vastupidiselt sellele on horisontaalsed ühendused (joon. 3). Selles andmemudelis võib iga objekt olla nii ülem- kui ka alamobjekt. Struktuuri nimetatakse võrguks, kui andmetevahelistes suhetes on alamelemendil rohkem kui üks ülemelement. Võrgumudel annab hierarhilisega võrreldes suuremad võimalused, kuid seda on keerulisem juurutada ja kasutada. Näiteks võib tuua andmebaasi struktuuri, mis sisaldab teavet uurimistöös osalevate õpilaste kohta. Ühel õpilasel on võimalik osaleda mitmes teemas, aga ka mitmel õpilasel ühe teema väljatöötamisel.
Riis. 18. Ühenduste kujutamine võrgumudelis
3. Suhtemudel. Relatsioonilise andmemudeli kontseptsioon (inglise keelest relatsioon) on seotud Erich Coddi arengutega. Seda mudelit iseloomustab andmestruktuuri lihtsus, kasutajasõbralik tabeliesitus ja võimalus kasutada andmetöötluseks relatsioonialgebrat.
Relatsioonimudel on keskendunud andmete organiseerimisele kahemõõtmeliste tabelite kujul, mis on omavahel seotud teatud seostega.
Relatsioonitabelil on järgmine omadused :
ü tabelis peab olema nimi;
ü iga tabeli element on üks andmeelement;
ü tabelis on kõik veerud homogeensed, s.t. kõik veeru elemendid on sama tüüpi (numbrid, märgid või muu) ja sama pikkusega;
ü igal veerul on kordumatu nimi;
ü tabelis pole identseid ridu;
ü ridade ja veergude järjekord võib olla suvaline;
ü tabel peaks olema lihtne, st. ei sisalda liitveerge;
Esmane võti peab olema teada.
Relatsiooniandmebaasi tabel koosneb teatud arvust sama tüüpi kirjetest ehk korteežidest. Sõna "sama tüüp" tähendab, et kõigil kirjetel on sama atribuutide või väljade komplekt, kuigi igal atribuudil võib olla oma väärtus.
Mõelge tabelile, mis sisaldab andmeid ettevõtte töötajate kohta
Andmebaasiobjektide vaheliste suhete loogiliseks kujutamiseks kasutatakse infoloogilist (infoloogilist) mudelit.
Infoloogilisi andmebaasimudeleid on kolme tüüpi:
· hierarhiline;
· võrk;
· suhteline.
Hierarhiline mudel andmed on puustruktuur, kus igale elemendile (objektile) vastab ainult üks seos kõrgema taseme elemendi (objektiga). Hierarhilise mudeli näiteks on Windowsi register, mis näitab arvutiketastel erineva pesastumise tasemega failide ja kaustade paigutust, aga ka sugupuud.
Hierarhilise mudeli eelisteks on lihtsus ja kiirus. Sellise andmebaasi päringut töödeldakse kiiresti, kuna andmete otsimine toimub mööda puu ühte haru, liikudes alla vanemobjektidelt alamobjektidele või vastupidi (puu ülesotsimine võtab töötlemiseks kauem aega).
Kui andmestruktuur hõlmab tavapärasest hierarhiast keerukamaid seoseid, siis kasutatakse teabe korrastamiseks muid mudeleid.
Võrgu mudel andmed võimaldavad seotud teabe kombineerimiseks luua seoseid mõne elemendi ja mis tahes teiste, mitte tingimata algelementide vahel. See mudel sarnaneb hierarhilise mudeliga ja on selle täiustatud versioon.
IN võrgu mudel Igal elemendil võib olla rohkem kui üks element, mis seda genereerib, ja mudeli graafiline esitus meenutab võrku. See võimaldab "puu" keerukust piirata selle tipus sisalduvate ühenduste arvu.
Hierarhiliste ja võrguandmebaaside eripäraks on see, et kirjete ja seoste komplektide jäik struktuur on ette määratud, isegi projekteerimisetapis, ning andmebaasi struktuuri muutmine nõuab kogu andmebaasi ümberstruktureerimist. Lisaks, kuna andmete otsimise protseduuri loogika sõltub andmete füüsilisest korraldusest, on see mudel rakendusest sõltuv. Teisisõnu, kui andmestruktuuri on vaja muuta, võib olla vaja muuta ka rakendust.
Võrguandmebaase peetakse programmeerijate tööriistadeks. Näiteks selleks, et saada vastus päringule: “Millist toodet tellib ettevõte X kõige sagedamini?”, tuleb andmebaasis navigeerimiseks kirjutada mõni programmikood. Kasutajapäringute rakendamine võib viibida ja selleks ajaks, kui nõutud teave ilmub, pole see enam asjakohane.
Suhtemudel on üsna universaalne, lihtsustab oluliselt andmebaasi struktuuri ja muudab sellega töötamise lihtsamaks. IN suhteline Andmebaasis on kõik kasutajale kättesaadavad andmed korrastatud tabelite kujul. Igal tabelil on oma kordumatu nimi, mis vastab selle sisu olemusele. Tabeli veerud kutsutud väljad, kirjeldage teatud teabe atribuute, näiteks: perekonnanimi, eesnimi, sugu, vanus, telefoninumber, vastajate sotsiaalne staatus. Relatsioonitabeli read sisaldavad rekordid ja salvestada teavet tabelis esitatud andmeobjekti ühe eksemplari kohta, näiteks andmeid ühe isiku kohta. Tabelis ei tohiks olla identseid kirjeid.
Relatsiooniandmebaasi põhinõue on, et väljade (tabeli veergude) väärtused oleksid elementaarsed ja jagamatud teabeühikud (st aadressi salvestamiseks pole vaja ühte, vaid mitut jagamatut teavet sisaldavat välja - tänav, maja number, korteri number). See võimaldab teabe töötlemiseks kasutada relatsioonialgebra matemaatilist aparaati. Kõige populaarsemad relatsioonilised DBMS-id on Access, FoxPro, dBase, Oracle jne.
Relatsiooniandmebaas sisaldab tavaliselt mitut erineva teabega tabelit. Andmebaasi arendaja installib üksikute tabelite vahelised seosed. Ühenduste loomisel kasutage võtmeväljad.
Kui ühendused on loodud, on võimalik luua päringuid, vorme ja aruandeid, mis sisaldavad andmeid mitmest omavahel ühendatud tabelist.
Kõik relatsiooniandmebaasis olevad kasutajale kättesaadavad andmed on organiseeritud relatsioonitabelite kujul, mis on kahemõõtmeline massiiv, kus igal tabelil on oma kordumatu nimi, mis vastab selle sisu olemusele.
Praegu kasutab enamik DBMS-e tabel- (relatsiooni-) andmemudelit.
Relatsioonimudeli eelised:
· Lihtsus ja juurdepääsetavus lõppkasutajale, kuna ainuke infostruktuur on visuaalne tabel.
· Täielik andmete sõltumatus. Andmebaasi struktuuri muutmisel pole rakendusprogrammis olulisi muudatusi vaja.
Relatsioonimudeli puudused:
· Teemavaldkonda ei saa alati esitada tabelite komplektina.
· Madal päringute töötlemise kiirus võrreldes teiste mudelitega, samuti on vaja rohkem välist mälu.
Lihtsa relatsiooniandmebaasi näide on tabel “Respondents”, kus üks rida (kirje) on info ühe telefoniküsitluses osaleja kohta.
 |
Hierarhiline andmemudel
Kirjes on elementide järjestus, üht elementi peetakse peamiseks, ülejäänud on alluvad. Andmed kirjes on järjestatud kindlas järjestuses, nagu redeli astmed, ja andmete otsimine saab toimuda ainult astmelt astmele laskudes. Mis tahes andmeelemendi otsimine sellises süsteemis võib olla üsna töömahukas, kuna on vaja läbida järjestikku mitu eelnevat hierarhilist sammu.
Hierarhilise andmebaasi moodustab kettale salvestatud failide kataloog; Total Commanderis vaatamiseks saadaval olev kataloogipuu on selge näide sellise andmebaasi struktuurist ja selles soovitud elemendi otsimisest. Sama andmebaas on sugupuu.
Võrgu andmemudel
Seda eristab suur paindlikkus, kuna lisaks vertikaalsetele hierarhilistele ühendustele on võimalik luua ka horisontaalseid ühendusi. See muudab vajalike andmeelementide leidmise lihtsamaks, kuna enam pole vaja kõiki olemasolevaid samme läbi teha.
Võrguandmebaas on tegelikult ülemaailmse arvutivõrgu Interneti World Wide Web. Hüperlingid seovad sadu miljoneid dokumente ühte võrguandmebaasi.
Suhteline andmemudel
Relatsiooniandmebaasis on kirje ristkülikukujulise tabeli rida. Kirje elemendid moodustavad selle tabeli veerud (väljad). Kõik veeru elemendid on sama tüüpi (numbrid, märgid) ja igal veerul on kordumatu nimi. Tabelis pole identseid ridu.
Selliste andmebaaside eelisteks on andmekorralduse selgus ja selgus, vajaliku info otsimise kiirus.
Relatsiooniandmebaasi näide on stipendiumi määramise leht, kus kirje on rida konkreetse üliõpilase andmetega ning väljade (veerude) nimed näitavad, millised andmed iga üliõpilase kohta tabeli lahtritesse salvestada.
Iga tüüpi saab taandada relatsiooniliseks.
Andmetüübid
Andmetüüp määratleb väärtuste komplekti, mida antud väli võib erinevates kirjetes omandada.
Peamised andmetüübid kaasaegsetes andmebaasides:
kuupäev Kellaaeg;
rahaline;
loogiline;
numbriline;
tekst;
Võtmed
Supervõti - need on üks või mitu tabelivälja, mis identifitseerivad üheselt iga tabeli rea
Potentsiaalne (võimalik) võti see on ülivõtme võti, mis sisaldab minimaalset väljade kogumit, mis on vajalik iga tabeli rea unikaalseks tuvastamiseks.
Esmane võti – See potentsiaal tabeli iga rea unikaalseks tuvastamiseks valitud võti; Tavaliselt valitakse see kandidaadivõti, mida on kõige lihtsam sisestada, tavaliselt numbriline.
Võtmeväli Accessi DBMS-i tabelid on tabeli primaarvõti.
Suhtesuhete tüübid
üks ühele;
Iga põhitabeli primaarvõtme väärtus vastab ühele või mitmele alamtabelis olevale kirjele.
Seda tüüpi seost ei kasutata väga sageli, kuna enamiku sel viisil seotud teabest saab paigutada ühte tabelisse. Üks-ühele seost saab kasutada palju välju sisaldavate tabelite jaotamiseks, tabeli osa eraldamiseks turvakaalutlustel ja põhitabelis kirjete alamhulgaga seotud teabe salvestamiseks.
üks-mitmele;
Igal põhitabeli primaarvõtme väärtusel on alamtabelis üks, mitu kirjet või pole ühtegi kirjet.
Üks-mitmele seos on kõige sagedamini kasutatav tabelitevahelise seose tüüp.
palju-mitmele.
Seoses mitu-mitmele võib ühel kirjel tabelis A olla mitu kirjet tabelis B ja ühel tabeli B kirjel võib olla tabelis A mitu kirjet. Mitu-mitmele seos on kaks üks-ühele suhted -palju" kolmanda tabeliga.
Tabelitevaheliste suhete korraldamine
üks ühele - tabelid on lingitud nende primaarvõtmetega (mõlema tabeli esmased võtmed on seatud samaks);
üks-mitmele– põhitabel (üks) on primaarvõtmega seotud alamtabeliga (paljud) võõrvõtme abil (see on alamtabelisse sisestatud põhitabeli primaarvõti)
palju-mitmele - Sellise kahe tabeli vahelise seose korraldamiseks luuakse kolmas (vahe)tabel, millesse sisestatakse kahe esimese tabeli primaarvõtmed. Esimene ja kolmas, samuti teine ja kolmas tabel on omavahel seotud, üks-mitmele seose tüüp.
Andmebaasi korralduse näide
Andmete terviklikkuse tingimused
Terviklikkustingimust kasutatakse selleks, et alamtabeli kirjed vastaksid põhitabeli kirjetele, s.t. Te ei saa põhitabeli võtmeväljalt andmeid kustutada.
Kaskaadvärskenduse ja seotud väljade kustutamise toimingud võimaldavad põhitabeli võtmeväljal andmeid redigeerida ja kustutada, kuid nendega kaasnevad automaatsed muudatused seotud tabelis.
Teemad:loogilised andmebaasimudelid, objektide ja kirjete tuvastamine, kirjete otsing.
1. Hierarhilised ja võrguandmemudelid.
Iga andmebaasi tuum on andmemudel. Andmemudel on andmestruktuuride ja töötlemistoimingute kogum. Vastavalt andmetevaheliste seoste loomise meetodile eristavad nad hierarhilised, võrgu- ja relatsioonimudelid.
Hierarhiline mudel võimaldab luua puustruktuuriga andmebaase. Nendes sisaldab iga sõlm oma andmetüüpi (olemi) Selle mudeli puu ülemisel tasemel on üks sõlm - "juur", järgmisel tasemel on selle juurega seotud sõlmed, seejärel sõlmed. eelmise taseme sõlmed jne. Lisaks võib igal sõlmel olla ainult üks esivanem (joonis 1)
Hierarhilises süsteemis andmete otsimine algab alati juurest. Seejärel laskutakse ühelt tasandilt teisele, kuni saavutatakse soovitud tase. Süsteemis ühest kirjest teise liikumine toimub linkide abil.
Linkide kasutamine üksikutele struktuurielementidele juurdepääsu korraldamiseks ei võimalda lühendada otsinguprotseduuri, mis põhineb järjestikusel otsingul. Otsinguprotseduur on tõhusam, kui puu järgmisele elemendile ülemineku järjekord on eelnevalt paika pandud.
Hierarhilise mudeli peamised eelised on reaalmaailma hierarhiliste struktuuride kirjeldamise lihtsus ja andmestruktuurile vastavate päringute kiire täitmine, kuid sageli sisaldavad need üleliigseid andmeid. Lisaks ei ole alati mugav alustada iga kord juurtest vajalike andmete otsimist ning hierarhilistes struktuurides pole ka muud võimalust andmebaasis liikuda.
Hierarhilised mudelid on levinud paljudes domeenides, kuid paljudel juhtudel nõuab üks kirje rohkem kui ühte vaadet või on lingitud mitme teisega. Tulemuseks on tavaliselt puustruktuuridega võrreldes keerukamad struktuurid. Võrgustruktuuris saab mis tahes elemendi ühendada mis tahes muu elemendiga. Võrgustruktuuride näited on näidatud joonisel fig. 2
Võrgu struktuur saab kirjeldada algsete ja genereeritud elementide abil. Seda on mugav kujutada nii, et genereeritud elemendid paikneksid algsetest allpool.
Soovitatav on eristada lihtsaid ja keerukaid võrgustruktuure.
Kui üks infoobjekt on ühendatud terve hulga teiste objektidega või kõik objektid on ühendatud kõigiga, siis nimetatakse sellist struktuuri kompleksiks.
Näiteks on üks õpilaste rühm seotud kõigi rühma õpilastega. Või õppeasutuse näitel joonisel fig. 3 iga õpetaja saab õpetada paljusid (teoreetiliselt kõiki) õpilasi ja iga õpilane saab õppida paljudelt (teoreetiliselt kõigilt) õpetajatelt. Kuna see on praktikas loomulikult võimatu, peame kasutama mõningaid piiranguid.
Mõned struktuurid sisaldavad silmuseid. Tsükkel on olukord, kus sõlme eelkäija on samal ajal ka tema järglane. "Allikas loodud" seos moodustab suletud ahela. Näiteks toodab tehas erinevaid tooteid. Osa tooteid toodetakse teistes alltöövõtu tehastes. Üks leping võib hõlmata mitme toote tootmist. Nende suhete esitus moodustab tsükli.
Mõnikord on objektid seotud teiste sama tüüpi objektidega. Seda olukorda nimetatakse ahelaks. Joonisel fig. Joonisel 4 on näidatud kaks üsna levinud olukorda, kus silmuseid saab kasutada. Töötajate massiivi puhul on määratletud mõnede töötajate vahel eksisteerivad suhted. Materjaliarvete andmebaasi on lisatud täiendav keerukus: mõned sõlmed koosnevad ise koostudest.
Võrgustruktuuride jagamine lihtsateks ja keerukateks on vajalik, kuna keerulised struktuurid nõuavad keerukamaid füüsilise esitusmeetodeid. See ei ole alati puudus, kuna keeruka võrgustruktuuri saab (ja enamikul juhtudel tuleks) taandada lihtsale kujule.
Hierarhiliste ja võrgumudelite kasutamine kiirendab juurdepääsu andmebaasis olevale teabele. Kuid kuna iga andmeelement peab sisaldama viiteid mõnele muule elemendile, on nii kettal kui ka arvuti põhimälus vaja märkimisväärseid ressursse. Põhimälu puudumine vähendab loomulikult andmetöötluse kiirust. Lisaks iseloomustab selliseid mudeleid andmebaasihaldussüsteemi (DBMS) rakendamise keerukus.
2. Objektide ja dokumentide identifitseerimine
Infotöötlusülesannetes atribuudid kutsutakse(määrama) ja omistama neile tähendusi.
Teabe töötlemisel tegeleb kasutaja objektide komplektiga, teave omaduste kohta millest igaüks tuleb salvestada (salvestada) kui andmed, et ülesandeid lahendades leitaks need üles ja saaks teha vajalikud teisendused.
Seega iseloomustab objekti mis tahes olekut atribuutide kogum, millel on sellel ajahetkel mõned väärtused. Atribuudid salvestatakse vormis mingile materiaalsele kandjale rekordid. Salvestus— formaliseeritute hulk (rühm). andmeelemendid(ühes või teises vormingus esitatud atribuutide väärtused). Atribuudi väärtus tuvastab objekt, s.t. Väärtuse kasutamine otsingufunktsioonina võimaldab teil rakendada võrdlustingimusel põhinevat lihtsat valikukriteeriumi.
Üksikobjekt on alati unikaalne, seega peab ka selle kohta andmeid sisaldaval kirjel olema kordumatu identifikaator ja ühelgi teisel objektil ei tohi olla sama identifikaatorit. Kuna identifikaator on andmeelemendi väärtus, on mõnel juhul unikaalsuse tagamiseks vaja kasutada rohkem kui ühte elementi. Näiteks õppekavadistsipliinide kirjete unikaalseks tuvastamiseks on vaja kasutada elemente SEMESTER ja DISTSIPLIINI NIMETUS, kuna ühte eriala on võimalik õpetada erinevatel semestritel.
Eespool pakutud skeem kujutab endast atributiivne identifitseerimismeetod objekti sisu. Ta on selleks piisavalt loomulik hästi struktureeritud(faktilised) andmed. Pealegi viitab struktuur mitte ainult andmete esitamise vormile (vorming, salvestusviis), vaid ka sellele viis, kuidas kasutaja tähendust tõlgendab(parameetri väärtust ei esitata ainult etteantud kujul, vaid sellele on tavaliselt lisatud ka märge väärtuse mõõtme kohta, mis võimaldab kasutajal mõista selle tähendust ilma täiendavate kommentaarideta). Seega viitavad faktilised andmed nende võimalusele otsene tõlgendusi.
See meetod aga identifitseerimiseks praktiliselt ei sobi halvasti struktureeritud teave, seotud objektidega, millel on täiuslik loodus. Selliseid objekte määratletakse sageli loogiliselt ja kaudselt – teiste objektide kaudu. Nende kirjeldamiseks kasutatakse looduslikku või kunstlikku. Sellest tulenevalt peab kasutaja tähenduse mõistmiseks kasutama vastavaid keelereegleid ja omama teavet, mis võimaldab saadud teavet tuvastada ja olemasolevate teadmistega seostada. See tähendab, et seda tüüpi andmete tõlgendamise protsess on vahendatud olemus ja nõuab lisateabe kasutamist, mis ei pruugi olla andmebaasis ametlikul kujul olemas.
3. Otsige kirjeid
Programmeerijal või kasutajal peab olema juurdepääs üksikutele kirjetele või üksikutele andmeelementidele, mida ta vajab.
Selleks võite kasutada järgmisi meetodeid:
Määrake andmete masinaaadress ja lugege väärtus vastavalt kirje füüsilisele vormingule. Need on juhtumid, kus programmeerija peab olema "navigaator".
Öelge süsteemile selle kirje või andmeelemendi nimi, mida ta soovib tuua, ja võimalusel andmestiku korraldus. Sel juhul teeb valiku süsteem ise (vastavalt eelmisele skeemile), kuid selleks peab kasutama abiteavet andmete struktuuri ja komplekti korralduse kohta. Selline teave on objekti suhtes sisuliselt üleliigne, kuid andmebaasiga suhtlemine ei nõua kasutajalt programmeerijateadmisi.
Nagu võti, mis võimaldab juurdepääsu kirjele, saate kasutada identifikaatorit - eraldi andmeelementi. Võti, mis kirjet üheselt identifitseerib, kutsutakse esmane (peamine).
Juhul, kui võti identifitseerib teatud kirjete rühma, millel on teatud ühine vara, võti helistas sekundaarne (alternatiivne). Andmehulgal võib olla mitu sekundaarset võtit, mille vajaduse määrab nõue optimeerida vastava võtme kirjete otsimise protsesse.
Mõnikord kasutatakse seda identifikaatorina liitlukustusvõti- mitu andmeelementi, mis koos näiteks tagavad andmekogu iga kirje kordumatu identifitseerimise.
Sel juhul saab võtme salvestada kirje osana või eraldi. Näiteks on soovitatav salvestada võti kirjete jaoks, millel on mitteunikaalsed atribuudiväärtused, liiasuse kõrvaldamiseks eraldi.
Kasutusele võetud võtme mõiste on loogiline ja seda ei tohiks segi ajada võtme füüsilise teostusega − indeks, juurdepääsu võimaldamine üksikutele võtmeväärtustele vastavatele kirjetele.
Üks võimalus kasutada sekundaarset võtit sisendina on korraldada ümberpööratud loend, kus iga sisend sisaldab võtme väärtust koos vastavate kirje ID-de loendiga. Andmed indeksis on järjestatud kasvavas või kahanevas järjekorras, seega on soovitud väärtuse leidmise algoritm üsna lihtne ja tõhus ning pärast väärtuse leidmist lokaliseeritakse kirje füüsilise asukoha indikaatori abil. Indeksi puuduseks on see, et see võtab rohkem ruumi ja seda tuleb värskendada iga kord, kui kirje kustutatakse, värskendatakse või lisatakse.
Üldiselt saab pöördloendi koostada mis tahes võtme jaoks, sealhulgas liitklahvide jaoks.
Otsinguülesannete kontekstis võime öelda, et andmete korraldamiseks on kaks peamist viisi: Esimene meetod esindab massiivi otsest korraldust, teine on esimese pöördvõrdeline. Otseses massiivikorralduses on mugav otsida tingimust “Millised on määratud objekti omadused?” ja ümberpööratud korral on mugav otsida tingimuse “Millistel objektidel on määratud omadus?” järgi.
Andmebaas (DB)- see on omavahel ühendatud komplekt, mida iseloomustab võimalus kasutada suure hulga rakenduste jaoks, võime kiiresti hankida ja muuta vajalikku teavet, minimaalne teabe liiasus, rakendusprogrammide sõltumatus ja üldine kontrollitud otsingumeetod
Võimalus kasutada andmebaase paljude kasutajarakenduste jaoks lihtsustab keerukate päringute teostamist, vähendab salvestatud andmete liiasust ja suurendab infotehnoloogia kasutamise efektiivsust. Andmebaaside peamine omadus on andmete ja neid kasutavate programmide sõltumatus. Andmete sõltumatus tähendab, et andmete muutmine ei muuda rakendusprogramme ja vastupidi.
Iga andmebaasi tuum on andmemudel. Andmemudel on andmestruktuuride ja nende töötlemistoimingute kogum.
Andmebaasimudelid põhinevad tänapäevasel lähenemisel infotöötlusele, mille kohaselt on andmestruktuurid suhteliselt stabiilsed. Ainevaldkonna infomudelit struktureeritud kujul kuvava teabebaasi struktuur võimaldab luua loogilisi kirjeid, nende elemente ja nendevahelisi seoseid. Suhted võib jagada järgmistesse põhitüüpidesse:
– „üks ühele”, kui ühe kirje saab linkida
ainult ühe sissekandega;
– „üks paljudele”, kui üks plaat on omavahel seotud paljude teistega;
– “paljudest paljudele”, kui sama plaat võib erinevatel viisidel suhetesse astuda paljude teiste plaatidega.
Ühte või teist tüüpi seoste kasutamine on määranud kolm peamist andmebaasimudelit: hierarhiline, võrgustik ja relatsioon.
Peamiste andmebaasimudelite loogilise struktuuri selgitamiseks kaaluge seda lihtsat ülesannet: on vaja välja töötada loogiline andmebaasi struktuur andmete salvestamiseks kolme tarnija kohta: P 1, P 2, P 3, kes suudavad tarnida kaupu T 1, T 2 , T 3 järgmistes kombinatsioonides: tarnija P 1 - kõik kolm kaubaliiki, tarnija P 2 - kaubad T 1 ja T 3, tarnija P 3 - kaubad T 2 ja T 3.
Hierarhiline mudel on esitatud puugraafikuna, milles objekte eristatakse objektide alluvustasemete (hierarhia) järgi (joonis 4.1.)
Riis. 4.1. Hierarhiline andmebaasi mudel
Ülemisel, esimesel tasemel on teave objekti "tarnijad" (P), teisel - konkreetsete tarnijate P 1, P 2, P 3 kohta, alumisel, kolmandal tasemel - kaupade kohta, mida konkreetsed saavad tarnida. tarnijad. Hierarhilise mudeli puhul tuleb järgida järgmist reeglit: igal alamsõlmel ei saa olla rohkem kui üks vanemsõlm (ainult üks sissetulev nool); struktuuris võib olla ainult üks genereerimata sõlm (ilma sissetuleva nooleta) - juur. Sõlme, millel puuduvad sisendnooled, nimetatakse lehtedeks. Sõlm on integreeritud kirjena. Vajaliku rekordi leidmiseks tuleb liikuda juurest lehtedeni, s.t. ülevalt alla, mis lihtsustab oluliselt juurdepääsu.
Hierarhilise andmemudeli eeliseks on see, et see võimaldab kirjeldada nende struktuuri nii loogilisel kui ka füüsilisel tasandil. Selle mudeli miinusteks on jäigalt fikseeritud seosed andmeelementide vahel, mille tulemusena on igasugune seoste muudatus vajalik struktuuri muutmine, samuti andmete füüsilise ja loogilise korralduse range sõltuvus. Juurdepääsukiirus hierarhilises mudelis saavutatakse teabe paindlikkuse kaotamise arvelt (ühe puu läbimise käigus on võimatu saada teavet selle kohta, millised tarnijad tarnivad näiteks toodet Ti).
Hierarhiline mudel kasutab andmeelementide vahelist seost üks-mitmele. Kui kasutatakse suhet mitu-mitmele, jõutakse võrgu andmemudelini.
Võrgu mudelÜlesande andmebaas on esitatud ühendusskeemi kujul (joonis 5.2.). Diagrammil on kujutatud sõltumatud (peamised) andmetüübid P 1, P 2, P 3, s.o. teave tarnijate ja sõltuvate kohta - teave kaupade kohta T 1, T 2 ja T 3. Võrgumudelis on lubatud igasugused kirjetevahelised ühendused ja tagasisideühenduste arv ei ole piiratud. Kuid tuleb järgida ühte reeglit: suhe sisaldab põhi- ja sõltuvat kirjet
Riis. 4.2. Võrgu andmebaasi mudel
Võrguandmebaasi mudeli eeliseks on suurem infopaindlikkus võrreldes hierarhilise mudeliga. Siiski jääb mõlema mudeli ühine puudus - üsna jäik struktuur, mis takistab juhtimissüsteemi infobaasi arengut. Kui teabebaasi on vaja sageli ümber korraldada (näiteks kohandatud põhiliste infotehnoloogiate kasutamisel), kasutatakse kõige arenenumat andmebaasimudelit - relatsioonilist, milles objektide ja suhete vahel pole erinevusi.
IN relatsioonimudel andmebaasides on andmeelementide vahelised seosed esitatud kahemõõtmelistes tabelites, mida nimetatakse seosteks. Seostel on järgmised omadused: iga tabeli element esindab ühte andmeelementi (korduvaid rühmi pole); veeru elemendid on sama laadi ja veergudel on unikaalsed nimed; tabelis ei ole kahte identset rida; ridu ja veerge saab vaadata mis tahes järjekorras, olenemata nende teabe sisust.
Relatsioonilise andmebaasi mudeli eelisteks on loogilise mudeli lihtsus (teabe esitamiseks on tabelid tuttavad); turvasüsteemi paindlikkus (iga suhte puhul saab määrata juurdepääsu seaduslikkuse); andmete sõltumatus; oskus luua lihtsat andmetöötluskeelt, kasutades relatsioonialgebra (relatsioonide algebra) matemaatiliselt ranget teooriat.
Ülaltoodud probleemi jaoks tarnijate ja kaupade kohta sisaldab relatsiooniandmebaasi loogiline struktuur kolme tabelit (suhteid): R 1, R 2, R 3, mis koosnevad vastavalt kirjetest tarnete, kaupade ja tarnijate kaupade tarnimise kohta. (Joonis 4.3.)
 |
 |
 |
Riis. 4.3. Relatsiooniandmebaasi mudel
DBMS ja selle funktsioonid
Andmebaasihaldussüsteem (DBMS) on tarkvarasüsteem, mis on loodud arvutis üldise andmebaasi loomiseks, mida kasutatakse paljude probleemide lahendamiseks. Sellised süsteemid hoiavad andmebaasi ajakohasena ja võimaldavad kasutajatele antud õiguste piires tõhusa juurdepääsu selles sisalduvatele andmetele.
DBMS on loodud tsentraliseeritud andmebaaside haldamiseks, mis on kasulik kõigile selles süsteemis töötavatele inimestele.
Universaalsuse astme järgi eristatakse kahte DBMS-i klassi:
– üldotstarbelised süsteemid;
- spetsiaalsed süsteemid.
Üldotstarbelised DBMS-id ei keskendu ühelegi teemavaldkonnale ega ühegi kasutajarühma teabevajadustele. Iga seda tüüpi süsteem on rakendatud tarkvaratootena, mis on võimeline töötama teatud arvutimudelil konkreetses operatsioonisüsteemis ja mida tarnitakse paljudele kasutajatele kaubandusliku tootena. Sellistel DBMS-idel on vahendid nende konfigureerimiseks töötama konkreetse andmebaasiga. Üldotstarbelise DBMS-i kasutamine andmebaasitehnoloogial põhinevate automatiseeritud infosüsteemide loomise tööriistana võib oluliselt vähendada arendusaega ja säästa tööjõuressurssi. Need DBMS-id on välja töötanud funktsioonid.
Spetsiaalsed DBMS-id luuakse harvadel juhtudel, kui üldotstarbelist DBMS-i on võimatu või sobimatu kasutada.
Üldotstarbelised DBMS-id on keerukad tarkvarasüsteemid, mis on loodud täitma kõiki infosüsteemi andmebaasi loomise ja toimimisega seotud funktsioone.
Praegu kasutatavatel DBMS-idel on funktsioonid andmete terviklikkuse ja tugeva turvalisuse tagamiseks, võimaldades arendajatel tagada suurem andmeturve väiksema programmeerimistööga. WINDOWS keskkonnas töötavad tooted eristuvad kasutajasõbralikkuse ja sisseehitatud tootlikkuse tööriistade poolest.
DBMS-i jõudlust hinnatakse:
– taotluse täitmise aeg;
– indekseerimata väljadelt teabe otsimise kiirus;
– muudest vormingutest andmebaasi importimise toimingute täitmise aeg;
– indeksite loomise ja masstoimingute, näiteks andmete värskendamise, sisestamise, kustutamise kiirus;
– andmetele paralleeljuurdepääsude maksimaalne arv mitme kasutaja režiimis;
– aruande koostamise aeg.
DBMS-i toimivust mõjutavad kaks tegurit:
– Andmete terviklikkust jälgivad DBMS-id kannavad lisakoormust, mida teised programmid ei koge;
– Patenditud rakendusprogrammide jõudlus sõltub suuresti andmebaasi õigest kavandamisest ja ehitamisest.
Seotud Informatsioon.
