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

Kielessä korkeatasoinen melko edistyneitä tietotyyppejä tuetaan, mukaan lukien yksinkertainen, jäsennelty, viite ja abstrakti (objektit). Yksinkertaiset tyypit ovat peruslukuja suhteessa tietokoneeseen ja eroavat kokonaislukuna, todellisena, loogisena, kirjaimellisena jne. Tietotyyppi on joukko tietorakennetta, datalle määrättyjä operaatioita ja eheysrajoituksia, eli toimintoja, jotka varmistavat oikea työ operaatioita tämän tyypin kanssa. Rakenteellinen tyyppi suunniteltu rakennettavaksi äärellisestä joukosta pohjatyypit monimutkaiset tietorakenteet. Korostamme kolme pääasiallista rakenteellinen tyyppi: tietue (rakenne), taulukko, tiedosto, rekursiivinen rakenne. joukko- kokoelma samantyyppisiä tietoja. Taulukkotoiminnot: luominen, taulukon elementtien alkuarvojen asettaminen, elementtien valinta indeksiarvon mukaan ( sarjanumero) ja elementtien valikoiva päivittäminen. Eheysrajoitukset ovat, että kaikki elementit ovat samaa tyyppiä ja indeksi on kokonaisluku. Rakenne(tietuetyyppi) – elementtijoukko eri tyyppiä. Esimerkiksi rakenne – työntekijä sisältää elementtejä Henkilöstönumero, 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 suunniteltu tietojen tallentamiseen. Tiedostotoiminnot: luo, aseta osoitin tiedoston alkuun, kirjoita tiedoston loppuun uusi ennätys, lue tiedot osoittimella ja saat osoittimen tiedoston loppuun. rekursiivinen tyyppi– muodostetaan tietotyyppien superpositio monimutkaisempien rakenteiden, kuten puiden, saamiseksi osoittimilla.

Viitetyyppi Osoitin on muistiosoite. Kaikki levytila jaettu sivuille (2, 4, 8 jne. kilotavua), ja muistiosoite on sivunumero + suhteellinen tavunumero sivulla. Abstrakti tyyppi(objekti) on tulkittu strukturoitu tyyppi, jonka jäsenille on määritelty funktiot. Tämä määrittelee nimet, elementtien tyypit, funktiot (menetelmät) sekä säännöt (eheysrajoitukset) näiden funktioiden soveltamiseksi kuvattuihin elementteihin. Säilyttää ulkoisesti levytallennus Monimutkaisempia tietorakenteita DBMS-tasolla tukevat tietomallit, mukaan lukien hierarkkiset, verkko- ja relaatiomallit. Tietomalli- tämä on joukko tietorakenteita ja sääntöjä niiden luomista, niiden toimintaa ja eheysrajoituksia varten luettelona toimenpiteistä, joilla pyritään pitämään tietokanta ajan tasalla. Eheys on tietokannassa olevien tietojen tarkkuus, oikeellisuus kulloinkin. Rajoituksen eheys - joukko toimenpiteitä, joiden tarkoituksena on säilyttää pohjan eheys ja tiedon valinnan oikeellisuus.

Hierarkkinen ja verkkotietomalli.

Tietokannan käyttöönoton ensimmäisissä vaiheissa (50-80 vuotta) ensimmäisen sukupolven DBMS:ää ES-tietokoneissa käytettiin laajalti - hierarkkista ja verkkotietokantaa.

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 nimellä "lähde-lapsi" ja se vastaa tyyppiä "yksi moneen" (yksi lähdetietueen esiintymä vastaa nollaa, yhtä tai useampaa alitietuetta). Jokaiseen solmuun päästään hierarkkista polkua pitkin, joka on tietuetyyppien sarja puun juuresta. Huippupiste 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 kärjessä on aina vain yksi kaari. Toiminnot: tietojen sisällyttäminen (luodun tietueen esiintymää ei voi olla olemassa ilman alkuperäisen esiintymää), joka suoritetaan hierarkkista polkua pitkin (tietueen avaimet on määritetty); tietojen poistaminen (kun alkuperäisen tietueen ilmentymä poistetaan, kaikki luotujen tietueiden esiintymät poistetaan automaattisesti, koska tietue-ilmentymät on toteutettu osoittimien avulla); data noudetaan hierarkkista polkua pitkin määrittämällä tietueavaimet; tietojen päivittäminen - arvojen muuttaminen suoritetaan vain haetuille tietueille. Tietue-instanssissa on aina solu, jossa on osoitin veljelle ja pojalle. Näin ollen liitännät sisään hierarkkinen malli osoitin perustuu. 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 tiedon yksinkertaisuus ja intuitiivinen havaitseminen. Tällä hetkellä hakukoneet(relaatiotietokantojen yli) perustuvat navigointihierarkkisen käyttöliittymän rakentamiseen. Tämän mallin haittapuolena on keinotekoinen redundanssilla lähestymistapa useista moneen -suhteiden toteuttamiseen ja tietojenkäsittelytoimintojen proseduurillinen luonne.

Kuvitellaan esimerkiksi toteutus hierarkkisessa tietokantamallissa "osien varasto".

"Osavarasto"-pohjan toteuttamiseksi hierarkkisessa DBMS-järjestelmässä on tarpeen muodostaa vähintään neljä hierarkkista rakennetta (metsä). Koska suhde "toimittaja-yksityiskohta", "asiakas-yksityiskohta" ovat monta moneen, redundanssia tarvitaan tietokantamallin tasolla. Monelta moneen -suhteen vapauttaa kaksi hierarkiaa.

verkkomalli.

Tämä on suunnattu graafi, jonka solmuissa tietuetyypit sijaitsevat, graafi on mielivaltainen muoto ja kärkipisteeseen voi tulla useita kaaria. Verkkomallin idean esitti KODASIL-yhdistys. KODASIL-mallin ominaisuudet:

1. tietoelementti – perusnimetty yksikkö
2. aggregaatti - kokoelma tietoja: taulukko, rakenne
3. tietue - tietoelementtien ja/tai aggregaattien nimetty kokoelma
4. joukko - nimetty kokoelma tietueita, jotka muodostavat kaksitasoisen hierarkkisen rakenteen "alkuperäinen 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 seuraava: tietyssä joukon ilmentymässä "joukon jäsenen" ilmentymässä ei voi olla useampia kuin yksi "omistaja"-merkinnän esiintymä. Siten verkko rekrytoidaan joukko yksi-moneen hierarkioita. Toiminnot: pura - voit poimia tietueen avaimella, puretusta tietueesta voit siirtyä alaistensa puolelle; sisällyttää - voit aiemmin ilmoitetussa setissä tai voit ns. yksittäinen sarja, jolla ei vielä ole omistajaa; kytkin - joukosta toiseen; poista - ei tietuetta poisteta, vaan linkit; muokkaa - muuta valitun merkinnän argumenttien arvoa. Edut - monista moneen -suhteen toteuttamisen helppous.

Verkko DBMS – IDMS –> VERKKO ja SETOR.

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

Esimerkki "osavaraston" verkkomallista.

Siten tietokantaan tallennetaan tietuetyyppien "kaupunki", "toimittaja", "toimitus", "yksityiskohta" jne. ilmentymiä, jotka on yhdistetty tiettyjen joukko-ilmentymien sisällä yksi-moneen -suhteilla. Esimerkiksi sarjatyypin "osa - toimitus" osa 1 on toimitusesiintymien 2 ja toimitus 6 omistaja ja tämän sarjatyypin osa 2 toimituksen 1, 2, 7 omistaja. Osat 1 ja 2 ovat eri linkeissä, eli eri joukko-instanssien yhteydessä.

Varhainen DBMS-tyyppi on pseudorelaatio. Ne ovat yleistyneet tietokoneissa, nämä ovat dBase-ryhmän järjestelmiä. Näitä ovat Clipper, FoxPro, FoxBase. Näissä järjestelmissä jokainen taulukko (tietuetyyppi) on tallennettu erillinen tiedosto dbf-tunnisteella, esimerkiksi erikseen tiedosto "City", tiedosto "Supplier" jne. Tiedostojen väliset linkit säilytettiin ohjelmataso V asiakassovellus. Jokaiselle tiedostolle luotiin hakemistot sen varmistamiseksi nopea pääsy tallentaa tietueita avaimella. Seuraavaksi siirrymme asiaan relaatiomalli A, joka säilyttää viittauksen eheyden entiteettien välillä.

Relaatiotietomalli.

Mallin ominaisuudet.

Relaatiomallin käsitteen ehdotti Edward Codd, hän ehdotti investoimista suhteiden algebran perustaan. 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 liittyviä suhteita (taulukoita), ja taulukoiden väliset suhteet määritellään vieraiden tai toissijaisten avaimien avulla eli taulukoiden, jotka ovat joiltain osin ensisijaisia ​​attribuutteja, avulla. Attribuuttien nimien luetteloa kutsutaan suhdeskeemaksi. Jokaisella suhteella on ainutlaatuinen nimi. Suhteen ominaisuudet: ei identtisiä monikkoja - kaikki tietueet eroavat ensisijaisen avaimen suhteen; 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 informatiivisesta merkityksestä); kaikki arvot ovat skalaarisia ja kaikki sarakkeen elementit ovat luonteeltaan samanlaisia, 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: yksilöllinen valinnan tunnistus, ei-redundanssi (kaiken määritteen poistaminen riistää sen ainutlaatuisuusominaisuuden). Semanttisen avaimen kanssa käytetään inkrementaalista (laskuri) avainta, joka koostuu yhdestä numerokentästä, jota kasvatetaan automaattisesti.

Näytä säännöt Havainnemalli aihealue relaatiotietokantaan.

Kuva 5 esittää käsitteellistä mallia. Kartoitetaan se relaatioon.

1. kartoittaa entiteetit relaatiosuhteisiin, jotka on normalisoitu
2. assosiaatioiden kartoitus liittyy taulukoiden välisen referenssieheyden käyttöön. Assosiaatiosuhde 1:1, 1:M, M:1 toteutetaan sijoittamalla ulkoinen toissijainen avain entiteettiin, josta assosiointinuoli on peräisin. Tämä avain vastaa nuolen osoittamaa ensisijaista avainta. Monelta moneen -suhde vaatii ristiintaulukon, joka sisältää toissijaisina avaimina ensisijaiset avaimet linkitetyt kokonaisuudet.

1. koonti näytetään assosiaatioiden avulla, kun taas erillinen "osa" -taulukko luodaan toissijaisella avaimella, joka yhdistää sen omistajataulukkoon (kokonainen)
2. yleistyksen kartoitus tehdään useimmiten kartoittamalla kukin alatyyppi erilliseen taulukkoon sisällyttämällä toissijainen avain, joka vastaa supertyyppitaulukon ensisijaista avainta. Esimerkki: "asiakas" ( Asiakaskoodi) alatyypeille "organisaatio" ( OGRN, asiakaskoodi), "SP" ( TINA, Asiakaskoodi).

Relaatiomallin eheys.

Objektien eheys (relaatiot) - tietokannassa ei sallita minkään primaariavaimen attribuutin ottaa määrittelemättömiä arvoja.

Viittauksen eheys – tietokanta ei saa sisältää epäjohdonmukaisia ​​vierasavainarvoja (FK). Jos relaatiolla R2 on attribuuttien joukossa joitakin ulkoinen avain, joka vastaa suhteen R1 ensisijaista avainta (PK), niin jokaisen FK:n arvon on oltava yhtä suuri kuin RK:n arvo. Esimerkki: kaikkien "osa"-taulukon 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. Jokaisella tietokannan merkinnällä on vastaava ainoa tapa, joka johtaa juurisolmusta lehtimääritteisiin (lehtiin). Esimerkiksi polku A; B3; C4 on tietue tietokannassa. Jos alle A; ymmärrä määrite - laitoksen numero (esimerkiksi MIREA) ja kohdassa B3; - attribuuttiryhmän numero (esimerkiksi VUS - 6,99) ja C4:ssä; - määritä sitten opiskelijanumero (esimerkiksi Ivanov). 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 näkyy seuraavassa kuvassa:

Relaatiotietomalli.

Relaatiotietokannan käsite (englannin sanasta relaatio - relaatio) liittyy ensisijaisesti amerikkalaisen tietokantaasiantuntijan E. Coddin nimeen.

relaatiomalli 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 merkinnän, kutsutaan avaimeksi tai avaimeksi. Taulukossa. 1 ja 2 avain on kenttä "tietueen numero". Kahden taulukon linkittämiseksi sinun on syötettävä yhden taulukon avain toisen taulukon avaimeen. Esimerkiksi taulukoiden 2 ja 3 linkittämiseksi se on välttämätöntä taulukossa. 3 ja 2 käyttävät "result"-attribuuttia. Jos se ei olisi jossakin taulukossa, se olisi syötettävä.

Infologisen mallin käsite liittyy läheisesti tietokantojen rakentamisen relaatiomalliin.

infologinen malli.

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

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

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

Esimerkki tietoobjektin esittämisestä kaavion muodossa on esitetty seuraavassa kuvassa:

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

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

E. Codd nosti esiin 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 SF 1:ssä, koska voidaan jakaa "Sukunimi", "Nimi", "Isännimi", ts. vähennetty 1 NF:ään.

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

Esimerkki toiminnallisesta riippuvuudesta on esitetty kuvassa:

Toiminnallisen lisäksi on olemassa myös funktionaalisuuden käsite - täydellinen riippuvuus.

toimiva 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 m-akselisuhteesta (2NF:ssä) on suhde opiskelija = ( , sukunimi, etunimi, sukunimi, päivämäärä, ryhmä) - joka on myös 1NF:ssä.

Suorituskykysuhde = ( määrä, Koko nimi, kurinalaisuutta, arviointi) on 1 NF:ssä ja siinä on yhdistelmäavain määrä + kurinalaisuutta. Mutta tämä suhde ei ole 2NF:ssä, koska sukunimi, etunimi, sukunimiattribuutit eivät ole täysin toiminnallisesti riippuvaisia ​​suhteen yhdistelmäavaimesta (toisin sanoen sukunimi, etunimi, isännimi riippuvat toiminnallisesti 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 (3NF), jos sillä, ollessaan muodossa 2NF, ei ole ei-avainattribuutteja, jotka riippuvat transitiivisesti ensisijaisesta avaimesta.

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

Tällöin "Opiskelija"-tietoobjektin "Opiskelija" -tietoobjektissa toistetaan useita kertoja "Johtajan" sukunimi, mikä aiheuttaa kohtuutonta muistinkulutusta ja vaikeuksia tietojen korjaamisessa johtajaa vaihdettaessa.

Transitiivisen riippuvuuden eliminoimiseksi on tarpeen "halkaista" alkuperäinen informaatioobjekti. Jakamisen seurauksena osa määritteistä poistetaan alkuperäisestä tietoobjektista - katso kuva.

Kuvassa on esimerkki graafisesta esityksestä infologisesta mallista, joka yhdistää tietoobjektit "Opiskelija", "Istunto", "Stipendiaatti", "Opettaja".

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

Havainnemalli koostuu useista tapauksista erilaisia ​​tyyppejä tiedot, jotka on jäsennelty DBMS:n vaatimusten mukaisesti looginen rakenne tietokannat (eli itse asiassa se tyhjiä malleja tietojen syöttämistä varten).

sisäinen malli koostuu yksittäisistä tietuetapahtumista, jotka on fyysisesti tallennettu ulkoiselle tietovälineelle.

ulkoinen malli tukee tietyn käyttäjän vaatimien tietojen yksityisiä esityksiä.

©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 kokoelma tietorakenteita ja niiden käsittelytoimintoja.

Tietojen välisten suhteiden muodostamismenetelmän mukaan on olemassa hierarkkinen, verkkoon Ja relaatiomalli.

Hierarkkinen malli voit rakentaa tietokantoja puurakenteella, jossa jokainen solmu sisältää oman tietotyyppinsä (entiteetti). Päällä huipputaso puu tässä mallissa on yksi solmu - juuri, päällä seuraava taso 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

Etsitään tietoja kohteesta hierarkkinen järjestelmä alkaa aina juuresta. Sitten laskeudutaan puun tasolta toiselle, kunnes haluttu taso saavutetaan. Siirtyminen järjestelmän läpi tietueesta toiseen tapahtuu linkkien avulla.

Hierarkkisen mallin tärkeimmät edut- todellisen maailman hierarkkisten rakenteiden kuvauksen helppous ja kyselyiden nopea suorittaminen. Aina ei kuitenkaan ole kätevää aloittaa tarvittavien tietojen etsimistä juuresta joka kerta ja toinen tapa liikkua tietokannassa hierarkkiset rakenteet Ei. Mainittu haittapuoli kuvattiin verkkomalliin, jossa (mukaan vähintään, teoriassa) kaikkien tietoobjektien yhteydet kaikkiin ovat mahdollisia.

Tässä mallissa jokainen opettaja voi opettaa monia (teoreettisesti kaikkia) opiskelijoita ja jokainen opiskelija voi oppia monelta (teoreettisesti kaikilta) opettajilta. Koska tämä on käytännössä mahdotonta, on turvauduttava joihinkin rajoituksiin. Hierarkkisten ja verkkomalleista nopeuttaa pääsyä tietokannan tietoihin. Koska jokaisen tietoelementin tulee kuitenkin sisältää viittauksia joihinkin muihin elementteihin, tarvitaan merkittäviä resursseja sekä tietokoneen levyltä että päämuistilta. Päämuistin riittämättömyys tietysti vähentää tietojenkäsittelyn nopeutta. Lisäksi tällaisille malleille on ominaista tietokannan hallintajärjestelmän toteuttamisen monimutkaisuus.

Relaatiomalli kehitettiin 1970-luvun alussa. Codd. Tämän mallin yksinkertaisuus ja joustavuus herättivät kehittäjien huomion ja jo 1900-luvun 80-luvulla. siitä on tullut laajalle levinnyt. Täten, relaatiotietokantajärjestelmä on tullut alan standardi.

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

Taulukko heijastaa reaalimaailman objektia - entiteettiä, ja jokainen rivi (tietue) heijastaa yhtä tiettyä objektiinstanssia - entiteettiinstanssia. Jokaisella taulukon sarakkeella on yksilöllinen nimi kyseiselle taulukolle. Sarakkeet on järjestetty niiden nimien järjestyksen mukaan, jotka on otettu käyttöön taulukon luomisen yhteydessä.

Toisin kuin sarakkeilla, riveillä ei ole nimiä, niiden järjestystä taulukossa ei ole määritelty, eikä niiden määrää ole loogisesti rajoitettu. Koska taulukon rivejä ei ole järjestetty, ei ole mahdollista valita riviä sen sijainnin mukaan. Kunkin rivin tiedostossa oleva numero ei kuvaa sitä, koska sen arvo muuttuu, kun rivejä poistetaan taulukosta. Loogisesti sanottuna ei ole ensimmäistä ja viimeistä riviä.

Relaatiojärjestelmät poisti monimutkaisen navigoinnin tarpeen, koska dataa ei esitetä niissä yksittäisen tiedoston muodossa, vaan itsenäisissä joukoissa, 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 sarakejoukkoa) kutsutaan taulukon ensisijaiseksi avaimeksi.

Jos taulukko täyttää ensisijaisen avaimen ainutlaatuisuusvaatimuksen, sitä kutsutaan relaatioksi. Relaatiomallissa kaikki taulukot on muutettava suhteiksi. Relaatiomallin suhteet ovat yhteydessä toisiinsa. Suhteita tuetaan vierailla avaimilla.

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

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

Yllä olevassa esimerkissä TYÖNTEKIJÄ-suhde viittaa OSASTO-suhteeseen 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, puhelinnumero);

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

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

Relaatiomallin hallitsevan aseman nykyaikaisessa DBMS-järjestelmässä määrää:

kehitetyn teorian (relaatioalgebra) läsnäolo;

laitteen läsnäolo muiden datamallien pelkistämiseksi relaatiomalliksi;

läsnäolo erityisiä keinoja tiedon nopeutettu saatavuus;

joilla on standardoitu korkean tason kieli pyyntöjä tietokantaan, mikä mahdollistaa niiden manipuloinnin tietämättä tietokannan erityistä fyysistä organisaatiota ulkoisessa muistissa.

SUHTEET MALLISSA

Käytännössä käytetään usein linkkejä, jotka muodostavat erilaisia"sukulaisten" tyyppien objektien väliset vastaavuudet ovat yksi yhteen (1:1), yksi 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 toisen objektin (B) jokainen esiintymä vastaa vain ensimmäisen objektin (A) yhtä ilmentymää.

Yksi-moneen-suhde tarkoittaa, että yhden objektin (A) jokainen esiintymä voi vastata useita toisen objektin (B) esiintymiä ja toisen objektin (B) jokainen esiintymä voi vastata vain yhtä ensimmäisen objektin (A) esiintymää.

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 vastata myös useita ensimmäisen objektin (A) esiintymiä.

Esimerkki. Harkitse seuraavien tietoobjektien joukkoa:

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

stipendi (opiskelijanumero, stipendin määrä);

RYHMÄ (ryhmän numero, erikoisuus);

OPETTAJA (Opettajan koodi, koko nimi, asema).

Tässä OPISKELIJA- ja STIPENDI-infoobjektit liittyvät toisiinsa, koska jokaisella opiskelijalla voi olla vain yksi stipendi ja jokainen stipendi voidaan myöntää vain yhdelle opiskelijalle.

Tietoobjektit RYHMÄ ja OPPILAS ovat yhteydessä yksi-moneen-suhteeseen, koska yhteen ryhmään voi kuulua useita opiskelijoita, kun taas jokainen opiskelija voi opiskella vain yhdessä ryhmässä.

OPPILAS- ja OPETTAJA-infoobjektit liittyvät monta moneen -suhteeseen, koska yksi oppilas voi oppia monelta opettajalta ja yksi opettaja voi opettaa monia opiskelijoita.

huomautus

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

Johdanto 3

1. Aihealue 4

2. Käsitteellinen malli 5

3.Looginen malli tietokanta 7

4. Tietojen fyysisen organisoinnin malli 9

5. Tietokannan toteutus Oracle 9:ssä

6. 10 taulukon luominen

7. Kyselyjen luominen 16

8. Johtopäätös 27

Viitteet 28

Johdanto

Tietokanta on erilaisten tietojen ja niiden rakenteiden kuvausten yksi, tilava arkisto, joka määrittelynsä jälkeen erikseen ja sovelluksista riippumatta on useiden sovellusten käytössä samanaikaisesti.

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

Tämän kurssityön tarkoituksena on kehittää ja toteuttaa tietokanta keskussairaala huolehtia sairaalan toimintaa koskevien tietojen tallentamisesta, keräämisestä ja toimittamisesta. Luotu pohja data on tarkoitettu pääasiassa sairaalan pääosastojen toiminnan automatisointiin.

Aihealue

Aihealuetta kutsutaan osaksi todellinen järjestelmä kiinnostaa tätä tutkimusta. Automaattisia tietojärjestelmiä suunniteltaessa aihealue esitetään useiden tasojen tietomalleilla. Kateustasojen määrä riippuu ratkaistavien tehtävien monimutkaisuudesta, mutta joka tapauksessa se sisältää käsitteellisen ja loogisen tason.

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

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

Havainnemalli

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 ominaisuuksia. Käsitteellistä mallia suunniteltaessa kehittäjän kaikki ponnistelut tulee suunnata pääasiassa tiedon strukturoimiseen ja niiden välisten suhteiden tunnistamiseen ottamatta huomioon toteutuspiirteitä ja käsittelyn tehokkuusongelmia. Käsitteellisen mallin suunnittelu perustuu tässä yrityksessä ratkaistujen tietojenkäsittelytehtävien analysointiin. Käsitteellinen malli sisältää kuvaukset kohteista ja niiden suhteista, jotka kiinnostavat tarkasteltavana olevalla aihealueella. Objektien väliset suhteet ovat osa käsitteellistä mallia ja ne on kartoitettava tietokantaan. 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 tyyppisiä suhteita: "yksi yhteen", "yksi moniin", "monet moneen".

suurin osa suosittu malli käsitteellinen suunnittelu on entiteetti-suhdemalli (ER-malli), se viittaa semanttisiin malleihin.

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

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

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

Attribuutti on jonkin entiteetin ominaisuus (parametri).

Verkkotunnus on joukko arvoja (attribuutin määrittelyalue).

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

Keskussairaalalle asetettu entiteetti (entiteettiattribuutit on merkitty suluissa, keskeiset attribuutit alleviivattuina):

POTILAAT ( Potilaskoodi, sukunimi, etunimi, syntymäaika, vakuutusnumero, sivuliikkeen tunnus);

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

TOIMISTOT( Osaston koodi, osaston nimi, kammioiden lukumäärä);

TULO ( potilaskoodi, sisäänpääsyn päivämäärä, huonekoodi);

KAMMIO ( Kamarin koodi, paikkojen lukumäärä, sivuliikkeen koodi);

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 ehdotetun toteutuksen tyypin mukaan. tietojärjestelmä DBMS. Meidän tapauksessamme tietokanta luodaan Oracle-ympäristössä ja se on relaatiotietokanta.

Relaatiomallille on tunnusomaista 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) - taulukon rivit.

Taulukot yhdistetään toisiinsa avainkentillä.

Avain on kenttä, joka yksilöi taulukon tietueen. Avain voi olla yksinkertainen (joka koostuu yhdestä kentästä) tai yhdiste (koostuu useista kentistä).

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

Kuva 2.
4. Tietojen fyysisen organisoinnin malli

Fyysinen malli data kuvaa, kuinka tiedot tallennetaan tietokoneelle ja tarjoavat tietoa tietueiden rakenteesta, järjestyksestä ja olemassa olevista pääsypoluista.

Fyysinen malli kuvaa kenttien tyypit, tunnisteet ja bittisyvyyden. Fyysinen tietomalli heijastaa tietojen fyysistä sijaintia konemedialla, eli mitä tiedostoa, mitä objekteja, millä attribuuteilla se sisältää ja minkä tyyppisiä näitä attribuutteja.

©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 sallimme mahdollisuuden luoda uusia tyyppejä ja dynaamisen linkkien muodostamisprosessin (objektin ilmestyessä tietokantaan), tulemme jäsentämättömien tietokantojen käsitteeseen. Myös välivaihtoehdot ovat hyväksyttäviä, joita kutsutaan tietokannaksi, jossa on osittain deterministinen skeema. Tällainen tietokannan jako tallennetun datan rakenneasteen suhteen osoittautuu olennaiseksi hetkeksi valittaessa kantaja-DBMS:ää IS:n toteuttamiseen, koska tietty DBMS yleensä tukee tiettyä tietomallia. Toisaalta on syytä muistaa, että jokaiselle edellä mainitulle tietokantatyypille käytetään vastaavia tietomalleja, ts. datamalleja on useita.

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

Riisi. 1.8 havainnollistaa kunkin tietomallin ominaisuuksia. Malleja verrattaessa on muistettava, 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 tietojen redundanssin periaatteen hylkääminen, eli esityssolmuissa on sallittua kopioida tietoja. Sitten yhden mallin muunnos toiseksi saadaan yksinkertaisesti kaksinkertaistamalla vastaavan esityksen kärjet mallien "verkko-hierarkkis-relaatio"-ketjussa.

Riisi. 1.8

DBMS-luokituksen yleiset periaatteet

Hyvin usein DBMS:t luokitellaan niiden tukeman tietomallin tyypin mukaan. Siksi on olemassa verkko-, hierarkkinen ja relaatiotietokantajärjestelmä. Tietojenkäsittelykäytännössä DBMS-järjestelmille on kuitenkin ominaista niiden tukikyky tiettyä tyyppiä DB. Hyvin yleisnäkymä Tietokanta on jaettu:

• faktografiset, jotka tallentavat joukon integroituja faktoja, mahdollisesti eri asiakirjoista;
• dokumentti, jotka keskittyvät asiakirjojen säilyttämiseen;
• dokumentaarista ja faktaa, joissa on kummankin piirteitä.

Kyllä, DBMS CDS/ISIS keskittyi ensisijaisesti tukemaan työtä asiakirjalla, joka koostuu tietty määrä tesaurusin indeksoimat otsikot avainsanoja. DBMS ADABAS soveltuu hyvin faktatietokantojen järjestämiseen ja DBMS ORACLE sekatietokantoihin. Välttääksesi sekaannuksia käytössä 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 (ja tietokanta) käsittelyn luonteen mukaan: keskitettyyn ja hajautettuun. 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 tapahtuman käsittelyn seurauksena käyttäjän pyyntö toteutetaan joko tietojen hakemiseksi tietokannasta tai tietokannan päivittämiseksi tai muiden toimintojen suorittamiseksi tietokannassa. Oletetaan, että pyynnön suorittamiseen liittyy joukko DBMS:n järjestelmän sisäisiä toimintoja, joiden tarkoituksena on ylläpitää tietojen eheyttä, pääsyn valvontaa jne.

Hajautetun käsittelyn tapahtumien käsittelyyn on olemassa erilaisia ​​käsitteellisiä lähestymistapoja. Peruskysymys tässä ei ole vain miten, vaan myös missä tapahtuman käsittely lokalisoidaan: tietokonetiedostoihin loppukäyttäjä tai verkkoon omistetussa tietokoneessa. Yhden tai toisen konseptin valinta riippuu järjestelmän vasteajasta käyttäjän pyyntöön. Parametri "järjestelmän vasteaika käyttäjän pyyntöön" 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 on määritelty kohdassa suunnittelupäätös enintään 30-45 sekuntia.