1. tietotyyppien ja mallien määrittely
2. hierarkkiset ja verkkomallit
3. relaatiomalli.

Kielessä korkea taso melko kehittyneitä tietotyyppejä tuetaan, mukaan lukien yksinkertaiset, jäsennellyt, referenssit ja abstraktit (objektit). Yksinkertaiset tyypit ovat perustietoja suhteessa tietokoneeseen, ja ne erotetaan kokonaislukuina, todellisina, loogisina, kirjaimellisina jne. Tietotyyppi on joukko tietorakennetta, datalle määrättyjä operaatioita ja eheysrajoituksia, eli toimenpiteitä, jotka varmistavat oikea toiminta operaatioita tämän tyypin kanssa. Rakenteellinen tyyppi suunniteltu rakennettavaksi äärellisestä joukosta perustyypit monimutkaiset tietorakenteet. Korostetaan kolme pääasiallista rakenteellinen tyyppi: tietue (rakenne), taulukko, tiedosto, rekursiivinen rakenne. Array– kokoelma samantyyppisiä tietoja. Matriisin kanssa työskentelytoiminnot: taulukon elementtien alkuarvojen luominen, alkuarvojen asettaminen, elementtien valinta indeksiarvojen mukaan ( sarjanumero) ja elementtien valikoiva päivittäminen. Eheysrajoitukset tarkoittavat, että kaikki elementit ovat samaa tyyppiä ja indeksi on kokonaisluku. Rakenne(tietuetyyppi) – elementtien kokoelma eri tyyppejä. Esimerkiksi rakenne - työntekijä sisältää elementtejä henkilöstön numero, koko nimi, syntymäaika. Rakennetta ei käytetä puhdas muoto, mutta monimutkaisempien tyyppien, erityisesti tiedostojen, rakentamiseen. Tiedosto on kokoelma saman rakenteen tietueita (joukko rakenteita). Tiedosto on tallennettu kiintolevylle ja se on tarkoitettu tietojen tallentamiseen. Tiedostotoiminnot: luo, aseta osoitin tiedoston alkuun, kirjoita tiedoston loppuun uusi merkintä, lue tiedot osoittimesta ja saat osoittimen tiedoston loppuun. Rekursiivinen tyyppi– muodostetaan tietotyyppien superpositio, jotta saadaan monimutkaisempia rakenteita, esimerkiksi puita, joita tuetaan osoittimilla.

Viitetyyppi– Osoitin on muistiosoite. Kaikki levytilaa on jaettu sivuihin (2, 4, 8 jne. kilotavua), ja muistiosoite on sivunumero + suhteellinen tavunumero sivulla. Abstrakti tyyppi(objekti) on tulkittu strukturoitu tyyppi, jonka elementeille on määritelty funktiot. Samalla määritetään nimet, elementtien tyypit, funktiot (menetelmät) sekä säännöt (eheysrajoitukset) näiden funktioiden soveltamiseksi kuvattuihin elementteihin. Säilyttää ulkoisesti levymuisti Monimutkaisemmat tietorakenteet DBMS-tasolla tukevat tietomalleja, mukaan lukien hierarkkiset, verkko- ja relaatiomallit. Tietomalli on joukko tietorakenteita ja sääntöjä niiden luomista, niiden toimintaa ja eheysrajoituksia varten luettelona toiminnoista, joiden tarkoituksena on pitää tietokanta ajan tasalla. Eheys tarkoittaa tietokannassa olevien tietojen tarkkuutta ja oikeellisuutta milloin tahansa. Eheyden rajoitus on joukko toimenpiteitä, joilla pyritään ylläpitämään tietokannan eheys ja tiedon valinnan oikeellisuus.

Hierarkkinen ja verkkotietomalli.

Tietokannan toteutuksen ensimmäisissä vaiheissa (50–80-luvulla) ensimmäisen sukupolven DBMS-järjestelmiä käytettiin laajasti ES-tietokoneissa - hierarkkisia ja verkkotietokantoja.

Hierarkkinen malli järjestää rakenteen järjestetyn puun muotoon, jonka kärjet (solmut) vastaavat entiteettiä ja niitä kutsutaan tietuetyypeiksi. Tietuetyyppi voi koostua useista elementeistä, ja tyyppejä yhdistävää kaaria kutsutaan "lähde-lapsi" ja se vastaa yksi moneen -tyyppiä (yksi lähdetietueen esiintymä vastaa nollaa, yhtä tai useampaa alitietuetta). Jokaiseen solmuun päästään hierarkkista polkua pitkin - tietuetyyppien sarjaa puun juuresta. Ylin huippu on juuri, viimeinen on lehti, monet puut ovat metsää. Tietuetyypin laajennus on taulukko ja suhdelaajennus on joukko liitoksia taulukon rivien välillä. Jokainen taulukon rivi on tietuetyypin esiintymä. Eheysrajoitus on, että kärki sisältää aina vain yhden kaaren. Toiminnot: tietojen sisällyttäminen (luodun tietueen ilmentymä ei voi olla olemassa ilman alkuperäisen ilmentymää), joka suoritetaan hierarkkista polkua pitkin (tietueen avaimet on merkitty); tietojen poistaminen (kun alkuperäisen tietueen ilmentymä poistetaan, kaikki luodut ilmentymät poistetaan automaattisesti, koska tietue-instanssit toteutetaan osoittimien avulla); data noudetaan hierarkkista polkua pitkin määrittämällä tietueavaimet; tietojen päivitys – arvojen muutokset tehdään vain poimituille tietueille. Tietueen esiintymässä on aina solu, jossa on osoitin veljelle ja pojalle. Näin ollen liitännät sisään hierarkkinen malli perustuvat osoittimiin. Käsitteellisen mallin toteuttamiseksi aihealue sinun on syötettävä 6 hierarkkista rakennetta: materiaali - osa - toimitus, varasto - osa - toimitus, kaupunki - toimittaja - toimitus, materiaali - osa - kysymys, varasto - osa - kysymys, asiakas - kysymys.

Hierarkkisen mallin etuna on yksinkertaisuus ja intuitiivinen tiedon havaitseminen. Tällä hetkellä hakukoneet(relaatiotietokannat edellä) perustuvat navigointihierarkkisen käyttöliittymän rakentamiseen. Tämän mallin haittapuolena on keinotekoinen ja redundantti lähestymistapa useista moneen -suhteiden toteuttamiseen ja tietojenkäsittelytoimintojen proseduurillinen luonne.

Kuvitellaanpa esimerkkinä "osavarasto"-tietokannan hierarkkisen mallin toteutus.

"Osavarasto"-tietokannan toteuttamiseksi hierarkkisessa DBMS-järjestelmässä on muodostettava vähintään neljä hierarkkista rakennetta (metsä). Koska toimittaja-osa- ja asiakas-osa-suhteet ovat monta moneen, redundanssia vaaditaan DB-mallin tasolla. Monelta moneen -suhdetta erottaa 2 hierarkiaa.

Verkon malli.

Tämä on suunnattu graafi, jonka solmut sisältävät tietuetyyppejä, minkä tahansa tyyppisen graafin ja kärjessä voi olla useita kaaria. Verkkomallin idean esitti CODASIL-yhdistys. KODASIL-mallin ominaisuudet:

1. tietoelementti – perusnimetty yksikkö
2. aggregaatti – datakokoelma: taulukko, rakenne
3. tietue – nimetty kokoelma elementtejä ja/tai tietoaggregaatteja
4. joukko – nimetty tietueiden kokoelma, joka muodostaa kaksitasoisen hierarkkisen rakenteen "alkuperä luotu". Jokainen joukkotyyppi edustaa kahden tietuetyypin välistä suhdetta. Jokainen joukon esiintymä sisältää yhden "omistaja"-merkinnän esiintymän ja nollan, yhden tai useampia "joukkojäsenen" esiintymiä.

Verkko on kokoelma hierarkioita.

Eheysrajoitus on, että tietyssä joukkoesiintymässä joukon jäsenilmentymällä voi olla vain yksi omistajatietueen esiintymä. Tällä tavalla verkko koostuu joukosta yksi-moneen hierarkia. Toiminnot: nouta – tietueen voi noutaa avaimella, haetusta tietueesta voidaan siirtyä alatietueisiin; sisällyttää - se voi olla aiemmin ilmoitetussa joukossa tai se voidaan sisällyttää ns. yksittäinen sarja, jolla ei vielä ole omistajaa; vaihtaa – sarjasta toiseen; Poista – tietuetta ei poisteta, vaan yhteydet; muokkaa – muuta valitun merkinnän argumenttien arvoa. Edut: monista moneen -suhteiden toteuttamisen helppous.

Verkko DBMS – IDMS –> VERKKO ja SETOR.

Verkkomallit ovat hyviä toteutukseen tekninen viestintä(kuvaus sähköverkot, lämmitysverkot) ja niitä käytetään tekniset laskelmat. Tällä hetkellä käytössä joko omaa kehitystä, tai OO DBMS:ssä.

Esimerkki "osavarasto"-tietokannan verkkomallista.

Näin ollen tietokanta tallentaa tietuetyyppien "kaupunki", "toimittaja", "toimitus", "osa" jne. ilmentymät, jotka liittyvät tietyissä joukkoesiintymissä yksi-moneen -suhteella. Esimerkiksi sarjatyypin "osa - toimitus" osa 1 on ilmentymien toimitus 2 ja toimitus 6 omistaja ja tämän sarjatyypin osa 2 toimituksen 1, 2, 7 omistaja. Osat 1 ja 2 ovat eri nipuissa, eli sarjan eri kopioissa.

Varhaisiin tietokannan hallintajärjestelmiin kuuluvat pseudorelaatiojärjestelmät. Ne ovat yleistyneet tietokoneissa, nämä ovat dBase-ryhmäjärjestelmiä. Näitä ovat Clipper, FoxPro, FoxBase. Näissä järjestelmissä jokainen taulukko (tietuetyyppi) on tallennettu erillinen tiedosto dbf-tunnisteella, esimerkiksi erillinen tiedosto "City", tiedosto "Supplier" jne. Tiedostojen väliset yhteydet pidettiin päällä ohjelmataso V asiakassovellus. Jokaiselle tiedostolle luotiin hakemistot sen varmistamiseksi nopea pääsy tallentaa tietueita avaimella. Seuraavaksi siirrytään asiaan relaatiomalli, joka ylläpitää viitteellistä eheyttä entiteettien välillä.

Relaatiotietomalli.

Mallin ominaisuudet.

Edward Codd ehdotti relaatiomallin käsitettä, hän ehdotti relaatioalgebran perustamista. Relaatiomalli perustuu joukkoteoreettisten suhteiden käsitteeseen - tämä on osajoukko toimialueiden karteesisesta tuotteesta, ja toimialue on joukko arvoja, jotka attribuutti ottaa (joukko kaupunkien nimiä, työntekijöiden nimiä). Relaatio (taulukko) on yhden tai useamman alueen karteesisen tuotteen osajoukko.

Suhteen nimi
A1	A2	A3	A4	– attribuutit
A11	A12	A13	A14	– näytesarjat
A21	A22	A23	A24
A31	A32	A33	A34
…	…	…	…

A11, A12 ovat attribuuttiarvoja.

Relaatiotietokanta on joukko toisiinsa kytkettyjä suhteita (taulukoita), ja taulukoiden väliset suhteet määritetään vieraiden tai toissijaisten avainten avulla, eli taulukoiden attribuuttien avulla, jotka ovat muilta osin ensisijaisia. Attribuuttien nimien luetteloa kutsutaan relaatioskeemaksi. Jokaisella suhteella on ainutlaatuinen nimi. Suhteiden ominaisuudet: ei ole identtisiä monikoita - kaikki tietueet eroavat ensisijaisessa avaimessa; tupleja ei järjestetä ylhäältä alas; attribuutteja ei järjestetä vasemmalta oikealle (operaatioissa relaatioalgebra suhteiden rivejä ja sarakkeita voidaan tarkastella missä tahansa järjestyksessä ja järjestyksessä riippumatta niiden tietosisällöstä tai merkityksestä); kaikki arvot ovat skalaarisia ja kaikilla sarakeelementeillä on sama luonne, koska ne on rakennettu samalle toimialueelle. Tällaisten ominaisuuksien relaatiota kutsutaan normalisoiduksi. Relaatiossa yksi tai useampi attribuutti on avain, eli ne luonnehtivat yksiselitteisesti monikkoa. Tärkeimmät ominaisuudet: näytteen yksilöllinen tunniste, redundanssi (mikä tahansa määritteen poistaminen riistää sen ainutlaatuisuusominaisuuden). Semanttisen avaimen kanssa käytetään inkrementaalista (laskuria), joka koostuu yhdestä numerokentästä, jota kasvatetaan automaattisesti.

Näyttösäännöt käsitteellinen malli aihealue relaatiotietokantaan.

Kuva 5 esittää käsitteellistä mallia. Kartoitetaan se relaatioon.

1. kartoittaa entiteetit relaatiosuhteisiin, jotka normalisoidaan
2. Assosiaatiokartoitus sisältää viittauksen eheyden käytön taulukoiden välillä. Assosiaatiosuhde 1:1, 1:M, M:1 toteutetaan sijoittamalla vieras toissijainen avain entiteetille, josta assosiaationuoli on peräisin. Tämä avain vastaa ensisijaista avainta, johon nuoli osoittaa. Useat moneen -suhteet edellyttävät ristitaulukon sisällyttämistä toissijaisiin avaimiin. ensisijaiset avaimet liittyvät yhteisöt.

1. aggregaatio näytetään assosiaatioiden avulla, joissa luodaan erillinen "osa"-taulukko toissijaisella avaimella, joka yhdistää sen omistajataulukkoon (kokonainen)
2. Yleistyskuvaus suoritetaan useimmiten yhdistämällä kukin alatyyppi erilliseen taulukkoon toissijaisella avaimella, joka vastaa supertyyppitaulukon ensisijaista avainta. Esimerkki: "asiakas" ( asiakaskoodi) alatyypeille "organisaatio" ( OGRN, asiakaskoodi), "IP" ( TINA, asiakaskoodi).

Relaatiomallin eheys.

Objektien eheys (relaatiot) – tietokanta ei salli minkään primaariavaimen attribuutin ottaa määrittelemättömiä arvoja.

Viittauksen eheys – Tietokanta ei saa sisältää epäjohdonmukaisia ​​vierasavainarvoja (FK). Jos relaatiolla R2 on attribuuttien joukossa joitakin vieras avain, joka vastaa suhteen R1 ensisijaista avainta (PK), niin jokaisen FK-arvon on oltava yhtä suuri kuin PK-arvo. Esimerkki: Kaikkien osataulukon materiaalikoodien on oltava materiaalitaulukossa ensisijaisina avaimina.

Nämä käsitteet vastaavat kuvausta graafinen esitys hierarkkinen malli suunnatun graafin muodossa (käänteinen puu).

Jokainen hierarkkisen rakenteen elementti vastaa jotakin tietokannan attribuuttia. Jokainen tietokannan tietue vastaa ainoa tapa, joka johtaa juurisolmusta lehtimääritteisiin (lehtiin). Esimerkiksi polku A;B3;C4 on tietue tietokannassa. Jos alle A; ymmärtää attribuutti – laitoksen numero (esimerkiksi MIREA) ja B3; - attribuuttiryhmän numero (esimerkiksi VUS - 6,99) ja C4:ssä; - määrite opiskelijanumero (esimerkiksi Ivanov), sitten tämä rakenne on kuvaus MIREA-opiskelijatietokannan loogisesta rakenteesta.

Tietokannassa voi olla useita juurisolmuja.

Verkon tietomalli.

Verkkomallissa samoilla peruskäsitteillä (taso, solmu, yhteys) jokainen elementti voidaan liittää mihin tahansa muuhun elementtiin. Graafinen esitys verkon rakenne on esitetty seuraavassa kuvassa:

Relaatiotietomalli.

Relaatiotietokannan käsite (englanninkielisestä relaatiosta) liittyy ennen kaikkea amerikkalaisen tietokantaasiantuntijan E. Coddin nimeen.

Suhdemalli on tietojen järjestäminen kaksiulotteisten taulukoiden muodossa. Jokaisella taulukolla on seuraavat ominaisuudet:

jokaisella sarakkeella (attribuutilla tai verkkotunnuksella) on yksilöllinen nimi;

taulukossa ei ole identtisiä rivejä;

kaikilla sarakkeen elementeillä on sama tyyppi ja muoto;

rivien ja sarakkeiden järjestys on mielivaltainen.

Tietokannassa voi olla useita taulukoita, mutta jokaisella taulukolla on oltava yksilöllinen nimi.

Seuraavassa kuvassa on esimerkki suhteiden pohjalta rakennetusta relaatiomallista: OPISKELIJA, ISTUNTO, stipendi.

Kenttä ts. yhtä tai useampaa aluetta, jonka arvo yksilöi vastaavan tietueen, kutsutaan avaimeksi tai avaimeksi. Taulukossa Näppäimet 1 ja 2 ovat arvosanakirjan numero -kenttä. Kahden taulukon linkittämiseksi sinun on syötettävä yhden taulukon avain toisen taulukon avaimeen. Jos haluat esimerkiksi linkittää taulukot 2 ja 3, sinun on taulukossa. 3 ja 2 käyttävät "result"-attribuuttia. Jos se ei olisi jossakin taulukossa, se on syötettävä.

Tietomallin käsite liittyy läheisesti tietokannan rakentamisen relaatiomalliin.

Infologinen malli.

Tietomalli perustuu ensisijaisesti tietoobjektin käsitteeseen. Tietoobjekti on todellisen kohteen kuvaus loogisesti toisiinsa liittyvien yksityiskohtien, indikaattoreiden tai muuten informaatioelementtien muodossa.

monet tietoobjekteja muodostaa luokan (tai tyypin), jolle annetaan tietty yksilöllinen nimi.

Tietoobjektilla voi olla useita avaimia, ts. yksityiskohdat, jotka määrittelevät sen selvästi.

Esimerkki tietoobjektin esittämisestä kaavion muodossa on esitetty seuraavassa kuvassa:

Tietoobjekteissa voi tapahtua yksityiskohtien ryhmittelyä eri tavoin, mutta on toivottavaa, että se on järkevä, ts. päällekkäisten tietojen minimointi ja niiden käsittelymenettelyn yksinkertaistaminen. Rationaalisuus saavutetaan suhteiden normalisoimalla.

Suhteiden normalisointi on suhteiden muodostumisen rajoitusten muodollinen laite, joka eliminoi tietojen päällekkäisyyden, varmistaa niiden johdonmukaisuuden ja vähentää työvoimakustannuksia tietojen ylläpidosta (eli niiden syöttämisestä ja korjaamisesta).

E. Codd tunnisti 3 normaalia suhteiden muotoa ja ehdotti mekanismia niiden saavuttamiseksi.

Ensimmäinen normaali muoto. Relaatio on ensimmäisessä normaalimuodossa (1NF), jos kaikki sen attribuutit ovat jakamattomia. Esimerkiksi määrite "Koko nimi". ei ole 1 NF:ssä, koska voidaan jakaa "sukunimi", "etunimi", "isännimi", ts. vähennetty 1 NF:ään.

Toisen normaalimuodon (2 NF) määrittelemiseksi on tarpeen selventää käsitettä toiminnallinen riippuvuus. Toiminnallinen attribuuttiriippuvuus on riippuvuus, jossa tietoobjektin ilmentymässä jokainen avainarvo vastaa vain yhtä ei-avaimen (eli kuvaavan) attribuutin arvoa.

Esimerkki toiminnallisesta suhteesta on esitetty kuvassa:

Toiminnallisen lisäksi on olemassa myös funktionaalisuuden käsite - täydellinen riippuvuus.

Toiminnallisesti täydellinen riippuvuus on, että jokainen ei-avainattribuutti on toiminnallisesti riippuvainen avaimesta, mutta ei toiminnallisesti riippuvainen mistään yhdistelmäavaimen osasta.

Relaatio on 2NF:ssä, jos se on 1NF:ssä ja jokainen avainattribuutti on täysin toiminnallisesti riippuvainen yhdistelmäavaimesta.

Esimerkki t-akselisuhteesta (2 NF:ssä) on relaatio opiskelija = (, sukunimi, etunimi, sukunimi, päivämäärä, ryhmä) - joka on myös 1 NF:ssä.

Suorituskykysuhde = ( määrä, sukunimi, etunimi, sukunimi, kurinalaisuutta, arviointi) on 1 NF:ssä ja siinä on yhdistelmäavain määrä + kurinalaisuutta. Mutta tämä suhde ei ole 2 NF:ssä, koska attribuutit sukunimi, etunimi, isänimi eivät ole täysin toiminnallisesti riippuvaisia ​​suhteen yhdistelmäavaimesta (toisin sanoen sukunimi, etunimi, isänimi ovat toiminnallisesti riippuvaisia ​​yhdistelmäavaimen osasta - attribuutista määrä ja tämä on toiminnallisesti täydellinen riippuvuus).

Kolmannen normaalimuodon käsite perustuu transitiivisen ja ei-transitiivisen riippuvuuden käsitteeseen.

Kahden kuvaavan (ei-avaimen) attribuutin välillä on transitiivinen riippuvuus, jos toinen niistä riippuu avaimesta ja toinen kuvaava attribuutti riippuu siitä (eli ensimmäinen kuvaava attribuutti).

Relaatio on kolmannessa normaalimuodossa (3 NF), jos sillä, ollessaan 2 NF:ssä, ei ole ei-avainattribuutteja, jotka riippuvat transitiivisesti ensisijaisesta avaimesta.

Esimerkki "Opiskelija"-relaation transitiivisesta riippuvuudesta on "Head"-attribuutti, joka määräytyy "ryhmän" numerolla.

Tässä tapauksessa sukunimi "Prefekti" toistetaan monta kertaa monissa "Student"-tietoobjektin tapauksissa, mikä aiheuttaa tarpeetonta muistinkulutusta ja vaikeuksia tietojen korjaamisessa prefektia vaihdettaessa.

Transitiivisen riippuvuuden eliminoimiseksi on välttämätöntä "jakaa" alkuperäinen informaatioobjekti. Jakamisen seurauksena jotkin attribuutit poistetaan alkuperäisestä tietoobjektista - katso kuva.

Kuvassa on esimerkki informaatiomallin graafisesta esityksestä, joka yhdistää tietoobjekteja "Opiskelija", "Istunto", "Stipendiaatti", "Opettaja".

Tietomallin pohjalta rakennetaan käsitteellisiä (loogisia), sisäisiä (fyysisiä) ja ulkoisia tietokantamalleja.

Käsitteellinen malli koostuu useista kopioista erilaisia ​​tyyppejä tiedot on strukturoitu DBMS-vaatimusten mukaisesti looginen rakenne tietokannat (eli itse asiassa se on tyhjiä malleja tietojen syöttämistä varten).

Sisäinen malli koostuu yksittäisistä kopioista tietueista, jotka on fyysisesti tallennettu ulkoiseen tietovälineeseen.

Ulkoinen malli tukee tietyn käyttäjän vaatimia yksityisiä datanäkymiä.

©2015-2019 sivusto
Kaikki oikeudet kuuluvat niiden tekijöille. Tämä sivusto ei vaadi tekijää, mutta tarjoaa ilmainen käyttö.
Sivun luomispäivämäärä: 2016-04-02

Minkä tahansa tietokannan ydin on tietomalli. Tietomalli on joukko tietorakenteita ja käsittelytoimintoja.

Tietojen välisten yhteyksien muodostamismenetelmän mukaan ne erottuvat hierarkkinen, verkkoon Ja relaatiomalli.

Hierarkkinen malli mahdollistaa puumaisen rakenteen omaavien tietokantojen rakentamisen, jossa jokainen solmu sisältää oman tietotyyppinsä (kokonaisuuden). Päällä ylempi taso puu tässä mallissa on yksi solmu - juuri, päällä seuraavalle tasolle tähän juureen liittyvät solmut sijaitsevat, sitten edellisen tason solmuihin liittyvät solmut jne. Tässä tapauksessa jokaisella solmulla voi olla vain yksi esi-isä.

Tietokantamallin hierarkkinen puurakenne

Hae dataa hierarkkinen järjestelmä alkaa aina juuresta. Sitten lasketaan puun tasolta toiselle, kunnes haluttu taso saavutetaan. Siirtyminen järjestelmän läpi tietueesta toiseen tapahtuu linkkien avulla.

Hierarkkisen mallin tärkeimmät edut- todellisen maailman hierarkkisten rakenteiden kuvauksen yksinkertaisuus ja kyselyiden nopea suorittaminen. Aina ei kuitenkaan ole kätevää aloittaa tarvittavien tietojen etsimistä juurista joka kerta, eikä ole muuta tapaa liikkua tietokannassa hierarkkiset rakenteet Ei. Ilmoitettu haitta kuvattiin verkkomallilla, jossa (by vähintään, teoriassa) kaikkien tietoobjektien yhteydet kaikkiin ovat mahdollisia.

Tässä mallissa jokainen opettaja voi opettaa monia (teoreettisesti kaikkia) opiskelijoita ja jokainen opiskelija voi oppia useilta (teoreettisesti kaikilta) opettajilta. Koska tämä on luonnollisesti käytännössä mahdotonta, meidän on turvauduttava joihinkin rajoituksiin. Käyttämällä hierarkkista ja verkkomalleista nopeuttaa pääsyä tietokannan tietoihin. Koska jokaisen tietoelementin on kuitenkin sisällettävä viittauksia joihinkin muihin elementteihin, tarvitaan merkittäviä resursseja sekä levy- että tietokoneen päämuistissa. Riittämätön keskusmuisti tietysti vähentää tietojenkäsittelyn nopeutta. Lisäksi tällaisille malleille on ominaista tietokannan hallintajärjestelmän toteuttamisen monimutkaisuus.

Suhdemalli kehitettiin 1900-luvun 70-luvun alussa. Codd. Tämän mallin yksinkertaisuus ja joustavuus kiinnittivät kehittäjien huomion siihen, ja jo 1900-luvun 80-luvulla. siitä on tullut laajalle levinnyt. Siten, relaatiotietokantajärjestelmä ovat osoittautuneet alan standardiksi.

Relaatiomalli perustuu relaatioalgebran käsitejärjestelmään, joista tärkeimmät ovat taulukko, rivi, sarake, relaatio ja ensisijainen avain, ja kaikki operaatiot tässä tapauksessa rajoittuvat manipulaatioihin taulukoiden kanssa. Relaatiomallissa tiedot esitetään suorakaiteen muotoisina taulukoina, joista jokainen koostuu riveistä ja sarakkeista ja jolla on ainutlaatuinen nimi tietokannassa.

Taulukko heijastaa reaalimaailman objektia - kokonaisuutta, ja jokainen sen rivi (tietue) heijastaa yhtä tiettyä objektin esiintymää - kokonaisuuden esiintymää. Jokaisella taulukon sarakkeella on yksilöllinen nimi kyseiselle taulukolle. Sarakkeet on järjestetty taulukkoa luotaessa niiden nimien järjestyksen mukaan.

Toisin kuin sarakkeilla, riveillä ei ole nimiä, niiden järjestystä taulukossa ei ole määritelty ja niiden lukumäärä on loogisesti rajoittamaton. Koska taulukon rivejä ei ole järjestetty, riviä ei voi valita sen sijainnin mukaan. Tiedostossa oleva numero jokaiselle riville ei kuvaa sitä, koska sen arvo muuttuu, kun rivejä poistetaan taulukosta. Loogisesti ei ole ensimmäistä ja viimeistä riviä.

Relaatiojärjestelmät poisti monimutkaisen navigoinnin tarpeen, koska dataa ei esitetä niissä yhtenä tiedostona, vaan itsenäisinä joukoina ja datan valitsemiseen käytetään relaatioalgebran operaatioita - sovellettua joukkoteoriaa.

Jokaisessa relaatiomallin taulukossa on oltava sarake (tai sarakejoukko), jonka arvo yksilöi jokaisen sen rivin. Tätä saraketta (tai sarakkeiden kokoelmaa) kutsutaan taulukon ensisijaiseksi avaimeksi.

Jos taulukko täyttää yksilöllisen ensisijaisen avaimen vaatimuksen, sitä kutsutaan relaatioksi. Relaatiomallissa kaikki taulukot on muutettava suhteiksi. Relaatiomallin suhteet ovat yhteydessä toisiinsa. Suhteita ylläpidetään vieraiden avainten avulla.

Vieras avain on sarake (sarakejoukko), jonka arvo luonnehtii yksiselitteisesti toisen suhteen (taulukon) ensisijaisen avaimen arvoja.

Suhteen, jossa vierasavain on määritelty, sanotaan viittaavan vastaavaan suhteeseen, jossa sama sarakejoukko on ensisijainen avain.

Yllä olevassa esimerkissä EMPLOYEE-relaatio viittaa DEPARTMENT-relaatioon osaston nimen kautta.

Relaatiotaulukon (relaatio) skeema on kokoelma kenttien nimiä, jotka muodostavat sen tietueen:

TAULUKON NIMI (kenttä 1, kenttä 2, ..., kenttä n).

Esimerkiksi kuvassa oleville taulukoille meillä on seuraavat skeemat (ensisijaiset avaimet ovat kursiivilla):

TYÖNTEKIJÄ (Passin numero, Koko nimi, Asema, Osaston nimi, Puhelin);

OSASTO (osaston nimi, osaston sijainti, osaston tarkoitus).

Olio-tietokantamallia alettiin kehittää olio-ohjelmointikielten tulon yhteydessä 1900-luvun 90-luvulla. Tämäntyyppiset tietokannat tallentavat luokkamenetelmiä ja joskus pysyviä luokkaobjekteja, mikä mahdollistaa saumattoman integroinnin tietojen ja sovellusten käsittelyn välillä.

Relaatiomallin hallitsevan aseman nykyaikaisissa DBMS-järjestelmissä määrää:

kehitetyn teorian (relaatioalgebra) läsnäolo;

laitteen läsnäolo muiden datamallien pelkistämiseksi relaatiomalliksi;

saatavuus erityisiä keinoja tiedon nopeutettu saatavuus;

standardoitujen saatavuus korkean tason kieli kyselyitä tietokantaan, jolloin niitä voidaan käsitellä tietämättä tietokannan erityistä fyysistä organisaatiota ulkoisessa muistissa.

SUHTEET MALLISSA

Käytännössä käytetään usein yhteyksiä, jotka muodostavat erilaisia ​​tyyppejä"Sukulaistyyppisten" objektien väliset vastaavuudet ovat yhdestä yhteen (1:1), yhdestä moneen (1:M), monista moneen (M:M).

Yksi-yhteen-suhde tarkoittaa, että jokainen ensimmäisen objektin (A) ilmentymä vastaa vain yhtä toisen objektin (B) esiintymää, ja päinvastoin, jokainen toisen objektin (B) esiintymä vastaa vain yhtä esiintymää ensimmäinen kohde (A).

Yksi-moneen-suhde tarkoittaa, että yhden objektin (A) jokaisella ilmentymällä voi olla useita esiintymiä toisesta objektista (B) ja jokaisessa toisen objektin (B) ilmentymässä voi olla vain yksi ensimmäisen objektin (A) esiintymä. .

Monesta moneen -suhde tarkoittaa, että yhden objektin (A) jokainen esiintymä voi vastata useita toisen objektin (B) esiintymiä ja päinvastoin toisen objektin (B) jokainen esiintymä voi myös vastata useita objektin esiintymiä. ensimmäinen kohde (A).

Esimerkki. Tarkastellaan joukkoa seuraavia tietoobjekteja:

OPISKELIJA (opiskelijanumero, koko nimi, syntymäaika, ryhmänumero);

stipendi (opiskelijanumero, stipendin määrä);

RYHMÄ (ryhmän numero, erikoisuus);

OPETTAJA (Opettajan koodi, koko nimi, asema).

Tässä tietoobjekteilla STUDENT ja SHOLARSHIP on yksi-yhteen suhde, koska jokaisella opiskelijalla voi olla vain yksi stipendi ja jokainen stipendi voidaan osoittaa vain yhdelle opiskelijalle.

Tietoobjektit RYHMÄN ja OPISKELIJAN välinen suhde on yksi moniin, koska yhteen ryhmään voi kuulua useita opiskelijoita, kun taas jokainen opiskelija voi opiskella vain yhdessä ryhmässä.

Tietoobjekteja OPPILAS ja OPETTAJA yhdistää moni-moneen-suhde, koska yksi opiskelija voi opiskella usean opettajan kanssa ja yksi opettaja voi opettaa monia opiskelijoita.

Annotaatio

Tässä kurssityötä kuvaa kaupungin keskussairaalan tietokannan suunnittelua ja toteutusta Oracle Database -tietokannassa. Aihealue esiteltiin, käsitteellisiä, loogisia ja fyysisiä tietomalleja kehitettiin. Tarvittavat taulukot, kyselyt ja raportit luotiin Oracle Datebase -työkaluilla. Kurssityö koostuu:

Johdanto 3

1. Aihealue 4

2. Käsitteellinen malli 5

3.Looginen malli tietokannat 7

4. Tietojen fyysisen organisoinnin malli 9

5. Tietokantojen käyttöönotto Oracle 9:ssä

6. Taulukoiden luominen 10

7. Kyselyjen luominen 16

8. Johtopäätös 27

Viitteet 28

Johdanto

Tietokanta on yksi, tilava arkisto erilaisista tiedoista ja niiden rakenteiden kuvauksista, joka erikseen määritellyn ja sovelluksista riippumatta on useiden sovellusten käytössä samanaikaisesti.

Tietokanta voi sisältää tietojen lisäksi työkaluja, joiden avulla kukin käyttäjä voi toimia vain omaan osaamiseensa kuuluvilla tiedoilla. Tietokannan sisältämien tietojen ja käytettävissä olevien menetelmien vuorovaikutuksen seurauksena tietyt käyttäjät, syntyy tietoa, jota he kuluttavat ja jonka perusteella he oman osaamisensa puitteissa syöttävät ja muokkaavat tietoja

Tämän kurssityön tarkoituksena on kehittää ja toteuttaa tietokanta keskussairaala, varmistaakseen sairaalan toimintaa koskevien tietojen säilyttämisen, keräämisen ja välittämisen. Luotu pohja data on tarkoitettu pääasiassa sairaalan pääosastojen toiminnan automatisointiin.

Aihealue

Aihealue on osa todellinen järjestelmä, mikä kiinnostaa tätä tutkimusta. Automaattisia tietojärjestelmiä suunniteltaessa aihealuetta edustavat usean tasoiset tietomallit. Tasojen lukumäärä riippuu ratkaistavien ongelmien monimutkaisuudesta, mutta joka tapauksessa se sisältää käsitteelliset ja loogiset tasot.

Tässä kurssityössä aihealueena on potilaita hoitavan keskussairaalan työ. Sairaalan organisaatiorakenne koostuu kahdesta osastosta: rekisteristä ja vastaanottoalueesta. Vastaanotossa varataan aikoja, lähetetään lähetteitä, jaetaan potilaat osastoille ja kirjataan vakuutusnumerot. Päivystyspoliklinikalla puolestaan ​​pidetään kirjaa sisäänpääsystä ja kotiutamisesta, potilaiden diagnoosista ja sairaushistoriasta.

Tietokanta on suunniteltu tallentamaan tietoja potilaista, heidän sijoituksistaan, määrätyistä lääkkeistä ja hoitavista lääkäreistä.

Käsitteellinen malli

Tietokannan suunnitteluprosessin ensimmäinen vaihe on luoda käsitteellinen tietomalli analysoitavalle yrityksen osalle.

Käsitteellinen malli on toimialueen malli. Mallin komponentit ovat objektit ja suhteet. Käsitteellinen malli toimii viestintävälineenä eri käyttäjien välillä, ja siksi sitä kehitetään ottamatta huomioon datan fyysisen esityksen erityispiirteitä. Käsitteellistä mallia suunniteltaessa kehittäjän kaikki ponnistelut tulee suunnata pääasiassa datan jäsentämiseen ja niiden välisten suhteiden tunnistamiseen ottamatta huomioon toteutuspiirteitä ja käsittelyn tehokkuutta koskevia kysymyksiä. Käsitteellisen mallin suunnittelu perustuu tässä yrityksessä ratkaistavien tietojenkäsittelytehtävien analyysiin. Käsitteellinen malli sisältää kuvaukset kohteista ja niiden suhteista, jotka kiinnostavat tarkasteltavalla aihealueella. Objektien väliset suhteet ovat osa käsitteellistä mallia ja ne on näytettävä tietokannassa. Suhde voi kattaa minkä tahansa määrän kohteita. Toisaalta jokainen esine voi osallistua mihin tahansa määrään suhteita. Tämän lisäksi objektin attribuuttien välillä on suhteita. On olemassa seuraavan tyyppisiä suhteita: "yksi yhteen", "yksi moniin", "monet moneen".

Useimmat suosittu malli käsitteellinen suunnittelu on entiteetti-suhdemalli (ER-malli), se kuuluu semanttisiin malleihin.

Mallin pääelementit ovat entiteetit, niiden väliset yhteydet ja niiden ominaisuudet (attribuutit).

Entiteetti on samantyyppisten objektien luokka, jonka tiedot on otettava huomioon mallissa.

Jokaisella entiteetillä on oltava nimi, joka ilmaistaan ​​yksikön substantiivilla. Jokainen mallin kokonaisuus on kuvattu suorakulmiona, jolla on nimi.

Attribuutti on entiteetin ominaisuus (parametri).

Domain – arvojoukko (attribuutin määrittelyalue).

Entiteeteillä on avainattribuutteja – entiteettiavain on yksi tai useampi attribuutti, joka yksilöi tämän entiteetin.

Joukko keskussairaalan entiteettejä (entiteettiattribuutit on merkitty suluissa, keskeiset attribuutit alleviivattuina):

POTILAAT ( Potilaskoodi, sukunimi, etunimi, syntymäaika, vakuutusnumero, osastokoodi);

HOITO ( Potilaskoodi, diagnoosi, kotiutuspäivä, lääkärin koodi, hinta);

OSASTOT( Sivuliikkeen koodi, osaston nimi, osastojen lukumäärä);

TULOT ( Potilaskoodi sisääntulopäivä, osastokoodi);

KAMMIOT ( Kammion koodi, paikkojen lukumäärä, osastokoodi);

Lääkärit(Lääkärin koodi sukunimi, etunimi, syntymäaika, henkilökohtainen tiedostonumero, osastokoodi);

Entiteetti-suhdekaavio for piirisairaala näkyy kuvassa 1.

Looginen tietokantamalli

Käsitteellisen mallin versiota, jonka tietty DBMS voi tarjota, kutsutaan loogiseksi malliksi. Loogisen tietokantamallin rakentamisprosessin tulee perustua tiettyyn tietomalliin (relaatio, verkko, hierarkkinen), joka määräytyy aiotun toteutuksen tyypin mukaan. tietojärjestelmä DBMS. Meidän tapauksessamme tietokanta luodaan Oracle-ympäristössä ja se on relaatiotietokanta.

Relaatiomallille on tunnusomaista sen tietorakenteen yksinkertaisuus, käyttäjäystävällinen taulukkoesitys ja kyky käyttää relaatioalgebran ja relaatiolaskennan muodollista laitteistoa tietojen käsittelyyn.

Relaatiotietomalleissa objektit ja niiden väliset suhteet esitetään taulukoiden avulla. Jokainen taulukko edustaa yhtä objektia ja koostuu riveistä ja sarakkeista. Relaatiomallissa taulukkoa kutsutaan relaatioksi.

Attribuutti (kenttä) – mikä tahansa taulukon sarake.

Tuples (tietueet) ovat taulukon rivejä.

Taulukot on linkitetty toisiinsa avainkentillä.

Avain on kenttä, jonka avulla voit yksilöidä tietueen taulukossa. Avain voi olla yksinkertainen (joka koostuu yhdestä kentästä) tai yhdiste (koostuu useista kentistä).

IN relaatiotietokannat tiedot looginen suunnittelu johtaa dataskeeman kehittämiseen, joka on esitetty kuvassa 2.

Kuva 2.
4. Fyysisen tiedon organisoinnin malli

Fyysinen malli data kuvaa tietojen tallentamista tietokoneelle ja tarjoaa tietoa tietueiden rakenteesta, järjestyksestä ja olemassa olevista pääsypoluista.

Fyysinen malli kuvaa kenttien tyypit, tunnisteet ja bittileveydet. Fyysinen tietomalli heijastaa tietojen fyysistä sijoittelua konemedialle, eli mitä tiedostoa, mitä objekteja, millä attribuutteilla se sisältää ja minkä tyyppisiä nämä attribuutit ovat.

©2015-2019 sivusto
Kaikki oikeudet kuuluvat niiden tekijöille. Tämä sivusto ei vaadi tekijää, mutta tarjoaa ilmaisen käytön.
Sivun luomispäivämäärä: 26.4.2016

Tietyn, pätevän tietorakenteen läsnäolo DBMS:ssä johtaa strukturoitujen tietokantojen käsitteeseen, toisin sanoen tällaisten tietokantojen tiedot on esitettävä toisiinsa liittyvien elementtien joukkona. Jos oletetaan mahdollisuus luoda uusia tyyppejä ja dynaaminen yhteyksien muodostusprosessi (kohteen ilmaantuessa tietokantaan), niin tulemme jäsentämättömien tietokantojen käsitteeseen. Myös välivaihtoehdot ovat hyväksyttäviä, joita kutsutaan tietokannaksi, jossa on osittain deterministinen skeema. Tämä tietokannan jako tallennetun tiedon rakenneasteen näkökulmasta osoittautuu olennaiseksi pisteeksi valittaessa DBMS-kantajaa IS-toteutukseen, koska tietty DBMS yleensä tukee tiettyä tietomallia. Toisaalta on pidettävä mielessä, että jokaiselle yllä mainitulle tietokantatyypille käytetään vastaavia tietomalleja, ts. Datamalleja on useita.

Tällä hetkellä strukturoituja tietokantoja on kolmea päätyyppiä: loogiset tietomallit riippuen niiden tukemien yhteyksien luonteesta tietoelementtien välillä - verkko, hierarkkinen ja relaatio. Näiden mallien luokittelupiirteitä ovat: yhteyden jäykkyysaste (kiinnitys), mallin rakenteen matemaattinen esitys ja hyväksyttävät tietotyypit (katso taulukko 1.1). Kelvollisia tietotyyppejä käsitellään myöhemmin tutkimuksessa. relaatiomalli.

Riisi. Kuva 1.8 havainnollistaa kunkin tietomallin ominaisuuksia. Kun vertaat malleja, muista, että ne ovat kaikki teoreettisesti vastaavia. Mallien vastaavuus on siinä, että ne voidaan pelkistää toisiinsa muodollisilla muunnoksilla. Yksityiskohtainen todiste tästä tosiasiasta löytyy J. Martinin klassisesta tietokantoja käsittelevästä monografiasta. Todistuksen ydin on hylätä dataredundanssin periaate, eli datan monistaminen näkymäsolmuissa on sallittua. Sitten yhden mallin muunnos toiseksi saadaan yksinkertaisesti kaksinkertaistamalla vastaavan esityksen kärjet "verkkohierarkkis-relaatiomallien" ketjussa.

Riisi. 1.8.

DBMS-luokituksen yleiset periaatteet

Hyvin usein DBMS:t luokitellaan niiden tukeman tietomallin tyypin mukaan. Tästä syystä DBMS:t erotetaan verkko-, hierarkk- ja relaatiojärjestelmiin. Tietojenkäsittelykäytännössä DBMS-järjestelmille on kuitenkin ominaista niiden tukikyky tiettyä tyyppiä DB. Hyvin yleinen näkemys Tietokanta on jaettu:

• Faktografiset, jotka tallentavat joukon faktoja integroituina, mahdollisesti erilaisista asiakirjoista;
• dokumentti, jotka keskittyvät asiakirjojen säilyttämiseen;
• dokumentaarista ja faktaa, joissa on kummankin piirteitä.

Kyllä, DBMS CDS/ISIS keskittyy ensisijaisesti tukemaan työtä asiakirjalla, joka koostuu tietty määrä tesaurusten indeksoimat luokat avainsanoja. ADABAS DBMS soveltuu hyvin faktatietokantojen järjestämiseen ja ORACLE DBMS sekatyyppisiin tietokantoihin. Sekaannusten välttämiseksi käytön aikana tietty malli tiedot, tietokanta, harvoja poikkeuksia lukuun ottamatta, on suositeltavaa luokitella DBMS:ssä käytetyn mallin tyypin mukaan. Huomaa, että tietokantojen luokittelu ei ole kaukana valmiista tutkimusalueesta: yritykset ottaa käyttöön uudentyyppisiä tietokantoja jatkuvat (aktiiviset, deduktiiviset, sumeat relaatiotietokannat, graafiset tietokannat jne.).

Monissa tapauksissa IS-kehittäjien on tärkeää jakaa DBMS:t (ja tietokannat) käsittelyn luonteen mukaan: keskitetty ja hajautettu. Hajautettua käsittelyä käytettäessä tulee kiinnittää huomiota tapahtumakäsittelyn luonteeseen, koska jälkimmäisillä on merkittävä vaikutus järjestelmän suorituskykyyn. Yleisimmässä tapauksessa tapahtuma ymmärretään käyttäjän tietokannasta vaatimana työyksikkönä, käsittelyn luonteesta riippumatta. Useimmiten tapahtumien käsittelyn seurauksena käyttäjälle tulee pyyntö joko tietojen hakemiseksi tietokannasta tai tietokannan päivittämiseksi tai jonkin muun toimenpiteen suorittamiseksi tietokannassa. Oletetaan, että pyynnön suorittamiseen liittyy joukko järjestelmän sisäisiä DBMS-toimintoja, joiden tarkoituksena on ylläpitää tietojen eheyttä, pääsyn valvontaa jne.

Hajautetun käsittelyn tapahtumien käsittelyyn on erilaisia ​​käsitteellisiä lähestymistapoja. Peruskysymys tässä ei ole vain kysymys siitä, miten, vaan myös missä tapahtumien käsittely on lokalisoitu: tietokonetiedostoihin loppukäyttäjä tai verkon erilliseen tietokoneeseen. Yhden tai toisen konseptin valinta määrittää järjestelmän vasteajan käyttäjän pyyntöön. Parametri "järjestelmän vasteaika käyttäjän pyyntöihin" toimii hyvin usein kehitettävän järjestelmän määrittävänä tai toivottavana parametrina. Esimerkiksi varten hajautettu järjestelmä kun varaat lentolippuja maailman suurimmille lentoyhtiöille, tämä parametri on olennainen ja se sisältyy suunnitteluratkaisu enintään 30-45 sekuntia.