1. การกำหนดประเภทและแบบจำลองข้อมูล
2. โมเดลลำดับชั้นและเครือข่าย
3. โมเดลเชิงสัมพันธ์

ในภาษา ระดับสูงรองรับประเภทข้อมูลที่ได้รับการพัฒนาอย่างเป็นธรรม รวมถึงแบบง่าย มีโครงสร้าง การอ้างอิง และนามธรรม (อ็อบเจ็กต์) ประเภทเรียบง่ายเป็นข้อมูลพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ และจำแนกได้เป็นจำนวนเต็ม จำนวนจริง ตรรกะ ตัวอักษร ฯลฯ ประเภทข้อมูลคือชุดของโครงสร้างข้อมูล การดำเนินการที่กำหนดกับข้อมูล และข้อจำกัดด้านความสมบูรณ์ กล่าวคือ มาตรการที่ทำให้มั่นใจ การดำเนินการที่ถูกต้องการดำเนินการกับประเภทนี้ ประเภทโครงสร้างออกแบบมาให้สร้างจากเซตจำกัด ประเภทพื้นฐานโครงสร้างข้อมูลที่ซับซ้อน เรามาเน้นสามหลักกัน ประเภทโครงสร้าง: บันทึก (โครงสร้าง), อาร์เรย์, ไฟล์, โครงสร้างแบบเรียกซ้ำ อาร์เรย์– การรวบรวมข้อมูลประเภทเดียวกัน การดำเนินการทำงานกับอาร์เรย์: การสร้าง, การตั้งค่าเริ่มต้นขององค์ประกอบอาร์เรย์, การเลือกองค์ประกอบตามค่าดัชนี ( หมายเลขซีเรียล) และการอัปเดตองค์ประกอบแบบเลือกสรร ข้อจำกัดด้านความสมบูรณ์หมายความว่าองค์ประกอบทั้งหมดเป็นประเภทเดียวกันและดัชนีเป็นจำนวนเต็ม โครงสร้าง(ประเภทเรกคอร์ด) – ชุดขององค์ประกอบ ประเภทต่างๆ- ตัวอย่างเช่น โครงสร้าง - พนักงาน มีองค์ประกอบต่างๆ หมายเลขบุคลากร, ชื่อเต็ม, วันเดือนปีเกิด. ไม่ได้ใช้โครงสร้าง รูปแบบบริสุทธิ์แต่สำหรับการสร้างประเภทที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยเฉพาะไฟล์ ไฟล์– นี่คือชุดของบันทึกที่มีโครงสร้างเดียวกัน (อาร์เรย์ของโครงสร้าง) ไฟล์นี้ถูกจัดเก็บไว้ในฮาร์ดไดรฟ์และมีไว้สำหรับจัดเก็บข้อมูล ฟังก์ชั่นไฟล์: สร้าง, ตั้งค่าตัวชี้ไปที่จุดเริ่มต้นของไฟล์, เขียนถึงจุดสิ้นสุดของไฟล์ รายการใหม่อ่านข้อมูลจากพอยน์เตอร์และรับพอยน์เตอร์ไปที่ท้ายไฟล์ ประเภทที่เกิดซ้ำ– การซ้อนทับของชนิดข้อมูลถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ได้โครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น ต้นไม้ ซึ่งรองรับโดยใช้พอยน์เตอร์

ประเภทการอ้างอิง– ตัวชี้คือที่อยู่หน่วยความจำ ทั้งหมด พื้นที่ดิสก์แบ่งออกเป็นหน้าต่างๆ (2, 4, 8, ฯลฯ กิโลไบต์) และที่อยู่หน่วยความจำคือหมายเลขหน้า + หมายเลขไบต์สัมพัทธ์ภายในหน้า ประเภทนามธรรม(อ็อบเจ็กต์) เป็นประเภทที่มีโครงสร้างที่ตีความพร้อมฟังก์ชันที่กำหนดไว้ในองค์ประกอบ ในเวลาเดียวกันจะมีการกำหนดชื่อประเภทขององค์ประกอบฟังก์ชัน (วิธีการ) รวมถึงกฎ (ข้อจำกัดด้านความสมบูรณ์) สำหรับการใช้ฟังก์ชันเหล่านี้กับองค์ประกอบที่อธิบายไว้ เพื่อรักษาไว้ภายนอก หน่วยความจำดิสก์โครงสร้างข้อมูลที่ซับซ้อนมากขึ้นในระดับ DBMS รองรับโมเดลข้อมูล รวมถึงลำดับชั้น เครือข่าย และเชิงสัมพันธ์ แบบจำลองข้อมูลคือชุดของโครงสร้างข้อมูลและกฎสำหรับการสร้าง การดำเนินการกับข้อจำกัดด้านความสมบูรณ์ โดยเป็นรายการกิจกรรมที่มุ่งรักษาฐานข้อมูลให้ทันสมัยอยู่เสมอ ความสมบูรณ์คือความถูกต้องและถูกต้องของข้อมูลในฐานข้อมูลตลอดเวลา ข้อจำกัดความสมบูรณ์คือชุดของมาตรการที่มุ่งรักษาความสมบูรณ์ของฐานข้อมูลและความถูกต้องของการเลือกข้อมูล

แบบจำลองข้อมูลแบบลำดับชั้นและเครือข่าย

ในระยะแรกของการใช้งานฐานข้อมูล (50–80) DBMS รุ่นแรกบนคอมพิวเตอร์ ES ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย - DBMS แบบลำดับชั้นและเครือข่าย

แบบจำลองลำดับชั้นจัดโครงสร้างในรูปแบบของแผนผังลำดับชั้น จุดยอด (โหนด) สอดคล้องกับเอนทิตีและเรียกว่าประเภทเรกคอร์ด ประเภทบันทึกสามารถประกอบด้วยองค์ประกอบต่างๆ มากมาย และส่วนโค้งที่เชื่อมต่อประเภทต่างๆ เรียกว่า “แหล่งที่มา-ชายด์” และสอดคล้องกับประเภทแบบหนึ่งต่อกลุ่ม (อินสแตนซ์หนึ่งของบันทึกแหล่งที่มาสอดคล้องกับศูนย์ หรือบันทึกชายด์หนึ่งรายการขึ้นไป) แต่ละโหนดมีการเข้าถึงตามเส้นทางแบบลำดับชั้น - ลำดับของประเภทบันทึกจากรากของแผนผัง ยอดบนคือราก ยอดสุดท้ายคือใบไม้ ต้นไม้หลายต้นคือป่าไม้ ส่วนขยายประเภทเรกคอร์ดคือตาราง และส่วนขยายความสัมพันธ์คือชุดของการรวมระหว่างแถวของตาราง แต่ละแถวของตารางเป็นตัวอย่างของประเภทเรกคอร์ด ข้อจำกัดด้านความสมบูรณ์คือจุดยอดจะมีส่วนโค้งเพียงส่วนเดียวเสมอ การดำเนินการ: การรวมข้อมูล (อินสแตนซ์ของบันทึกที่สร้างขึ้นไม่สามารถมีอยู่ได้หากไม่มีอินสแตนซ์ของต้นฉบับ) ซึ่งดำเนินการไปตามเส้นทางแบบลำดับชั้น (ระบุคีย์บันทึก) การลบข้อมูล (เมื่อลบอินสแตนซ์ของบันทึกดั้งเดิม อินสแตนซ์ทั้งหมดของรายการที่สร้างขึ้นจะถูกลบโดยอัตโนมัติ เนื่องจากอินสแตนซ์ของบันทึกถูกนำมาใช้โดยใช้พอยน์เตอร์) ข้อมูลถูกดึงไปตามเส้นทางแบบลำดับชั้นโดยการระบุคีย์บันทึก การอัปเดตข้อมูล – การเปลี่ยนแปลงค่าจะทำเฉพาะกับบันทึกที่แยกออกมาเท่านั้น ตัวอย่างของบันทึกจะมีเซลล์ที่มีตัวชี้ไปยังพี่ชายและลูกชายเสมอ ดังนั้นการเชื่อมต่อใน แบบจำลองลำดับชั้นตามตัวชี้ เพื่อนำแบบจำลองแนวคิดไปใช้ สาขาวิชาคุณต้องป้อนโครงสร้างลำดับชั้น 6 โครงสร้าง: วัสดุ - ส่วน - การจัดส่ง, คลังสินค้า - ส่วน - การจัดส่ง, เมือง - ซัพพลายเออร์ - การจัดส่ง, วัสดุ - ส่วน - ปัญหา, คลังสินค้า - ส่วน - ปัญหา, ลูกค้า - ปัญหา

ข้อดีของแบบจำลองลำดับชั้นคือความเรียบง่ายและการรับรู้ข้อมูลตามสัญชาตญาณ ตอนนี้ เครื่องมือค้นหา(เหนือฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์) ขึ้นอยู่กับการสร้างอินเทอร์เฟซแบบลำดับชั้นการนำทาง ข้อเสียของโมเดลนี้คือวิธีการประดิษฐ์และซ้ำซ้อนในการใช้ความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่มและลักษณะขั้นตอนของการดำเนินการจัดการข้อมูล

ลองจินตนาการถึงการใช้งานแบบจำลองลำดับชั้นของฐานข้อมูล "คลังชิ้นส่วน" เป็นตัวอย่าง

หากต้องการใช้ฐานข้อมูล "คลังสินค้าชิ้นส่วน" บน DBMS แบบลำดับชั้น จำเป็นต้องสร้างโครงสร้างแบบลำดับชั้นอย่างน้อยสี่โครงสร้าง (ฟอเรสต์) เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างซัพพลายเออร์และชิ้นส่วนลูกค้าเป็นแบบกลุ่มต่อกลุ่ม ความซ้ำซ้อนจึงเป็นสิ่งจำเป็นในระดับโมเดล DB ความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่มจะแยกออกจากกัน 2 ลำดับชั้น

โมเดลเครือข่าย

นี่คือกราฟแบบกำหนดทิศทาง ซึ่งโหนดประกอบด้วยประเภทบันทึก กราฟประเภทใดก็ได้ และจุดยอดสามารถประกอบด้วยส่วนโค้งได้หลายส่วน แนวคิดของโมเดลเครือข่ายถูกเสนอโดยสมาคม CODASIL ลักษณะของรุ่น KODASIL:

1. องค์ประกอบข้อมูล – หน่วยชื่อพื้นฐาน
2. รวม – การรวบรวมข้อมูล: อาร์เรย์ โครงสร้าง
3. บันทึก – คอลเลกชันที่มีชื่อองค์ประกอบและ/หรือการรวมข้อมูล
4. ชุด - ชุดระเบียนที่มีชื่อซึ่งสร้างโครงสร้างลำดับชั้นสองระดับ "สร้างโดยต้นกำเนิด" ชุดแต่ละประเภทแสดงถึงความสัมพันธ์ระหว่างเรคคอร์ดสองประเภท แต่ละอินสแตนซ์ชุดประกอบด้วยหนึ่งอินสแตนซ์ของรายการ "เจ้าของ" และศูนย์ หนึ่งอินสแตนซ์หรือมากกว่าของ "สมาชิกชุด"

เครือข่ายคือชุดของลำดับชั้น

ข้อจำกัดด้านความสมบูรณ์คือในอินสแตนซ์ที่ตั้งค่าไว้ อินสแตนซ์สมาชิกที่ตั้งค่าไว้ไม่สามารถมีบันทึกเจ้าของได้มากกว่าหนึ่งอินสแตนซ์ ด้วยวิธีนี้ เครือข่ายจะประกอบด้วยชุดของลำดับชั้นแบบหนึ่งต่อกลุ่ม การดำเนินการ: ดึงข้อมูล – สามารถดึงข้อมูลบันทึกโดยใช้คีย์ จากบันทึกที่ดึงข้อมูล คุณสามารถย้ายไปยังบันทึกรองได้ รวม - อาจอยู่ในชุดที่ประกาศไว้ก่อนหน้านี้หรืออาจรวมไว้ในชุดที่เรียกว่า ชุดเอกพจน์ที่ยังไม่มีเจ้าของ สลับ - จากชุดหนึ่งไปอีกชุดหนึ่ง ลบ – ไม่ใช่บันทึกถูกลบ แต่เป็นการเชื่อมต่อ แก้ไข – เปลี่ยนค่าของอาร์กิวเมนต์ในรายการที่เลือก ข้อดี: ง่ายต่อการใช้งานความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่ม

เครือข่าย DBMS – IDMS -> เครือข่ายและ SETOR

โมเดลเครือข่ายเป็นสิ่งที่ดีสำหรับการนำไปปฏิบัติ การสื่อสารทางเทคนิค(คำอธิบาย เครือข่ายไฟฟ้า, เครือข่ายทำความร้อน) และถูกนำมาใช้ใน การคำนวณทางวิศวกรรม- ปัจจุบันมีการดำเนินการอย่างใดอย่างหนึ่งเช่น การพัฒนาของตัวเองหรือบน OO DBMS

ตัวอย่างโมเดลเครือข่ายของฐานข้อมูล "คลังอะไหล่"

ดังนั้น ฐานข้อมูลจะจัดเก็บอินสแตนซ์ของประเภทบันทึก "เมือง" "ซัพพลายเออร์" "การจัดส่ง" "บางส่วน" ฯลฯ ซึ่งเกี่ยวข้องกันภายในอินสแตนซ์บางชุดของชุดโดยความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อกลุ่ม ตัวอย่างเช่น ส่วนที่ 1 ในประเภทชุด "การจัดส่งบางส่วน" เป็นเจ้าของอินสแตนซ์การจัดส่ง 2 และการจัดส่ง 6 และส่วนที่ 2 ในประเภทชุดนี้เป็นเจ้าของการจัดส่ง 1, 2, 7 ส่วนที่ 1 และ 2 อยู่ใน บันเดิลที่แตกต่างกัน กล่าวคือ ในชุดที่แตกต่างกัน

ประเภทแรกของ DBMS รวมถึงประเภทเชิงสัมพันธ์เทียม แพร่หลายบนพีซีซึ่งเป็นระบบกลุ่ม dBase เหล่านี้รวมถึง Clipper, FoxPro, FoxBase ในระบบเหล่านี้ แต่ละตาราง (ประเภทบันทึก) จะถูกจัดเก็บไว้ แยกไฟล์ด้วยนามสกุล dbf เช่นไฟล์แยกต่างหาก "เมือง" ไฟล์ "ซัพพลายเออร์" เป็นต้น ระหว่างไฟล์ การเชื่อมต่อยังคงอยู่ ระดับโปรแกรมวี แอปพลิเคชันไคลเอนต์- มีการสร้างดัชนีสำหรับแต่ละไฟล์เพื่อให้มั่นใจ เข้าถึงได้อย่างรวดเร็วเพื่อจัดเก็บบันทึกตามคีย์ ต่อไปเราจะมาต่อกันที่ โมเดลเชิงสัมพันธ์ซึ่งรักษาความสมบูรณ์ในการอ้างอิงระหว่างเอนทิตี

แบบจำลองข้อมูลเชิงสัมพันธ์

ลักษณะของแบบจำลอง

Edward Codd เสนอแนวคิดของแบบจำลองเชิงสัมพันธ์ เขาเสนอให้นำพีชคณิตของความสัมพันธ์มาเป็นพื้นฐาน โมเดลเชิงสัมพันธ์นั้นขึ้นอยู่กับแนวคิดของความสัมพันธ์เชิงทฤษฎี - นี่คือเซตย่อยของผลิตภัณฑ์คาร์ทีเซียนของโดเมนและโดเมนคือชุดของค่าที่แอตทริบิวต์ใช้ (ชุดชื่อเมือง ชื่อพนักงาน) ความสัมพันธ์ (ตาราง) คือชุดย่อยของผลิตภัณฑ์คาร์ทีเซียนของโดเมนตั้งแต่หนึ่งโดเมนขึ้นไป

ชื่อความสัมพันธ์
A1	A2	A3	A4	- คุณลักษณะ
A11	A12	A13	A14	– สิ่งอันดับตัวอย่าง
A21	A22	ก23	A24
A31	A32	A33	A34
…	…	…	…

A11, A12 เป็นค่าแอตทริบิวต์

ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์คือชุดของความสัมพันธ์ที่เชื่อมต่อถึงกัน (ตาราง) และความสัมพันธ์ระหว่างตารางจะถูกระบุผ่านคีย์ภายนอกหรือคีย์รอง นั่นคือ คุณลักษณะของตารางที่เป็นข้อมูลหลักในแง่อื่นๆ รายการชื่อแอตทริบิวต์เรียกว่าสคีมาความสัมพันธ์ แต่ละความสัมพันธ์มีชื่อไม่ซ้ำกัน คุณสมบัติของความสัมพันธ์: ไม่มีทูเพิลที่เหมือนกัน - เรคคอร์ดทั้งหมดแตกต่างกันในคีย์หลัก สิ่งอันดับไม่ได้เรียงลำดับจากบนลงล่าง คุณลักษณะไม่ได้เรียงลำดับจากซ้ายไปขวา (ในการดำเนินการ พีชคณิตเชิงสัมพันธ์แถวและคอลัมน์ของความสัมพันธ์สามารถดูได้ในลำดับและลำดับใด ๆ โดยไม่คำนึงถึงเนื้อหาข้อมูลหรือความหมาย) ค่าทั้งหมดเป็นสเกลาร์และองค์ประกอบคอลัมน์ทั้งหมดมีลักษณะเหมือนกันเนื่องจากสร้างขึ้นบนโดเมนเดียวกัน ความสัมพันธ์กับคุณสมบัติดังกล่าวเรียกว่าการทำให้เป็นมาตรฐาน ในความสัมพันธ์ คุณลักษณะตั้งแต่หนึ่งรายการขึ้นไปเป็นกุญแจสำคัญ กล่าวคือ คุณลักษณะเหล่านี้แสดงลักษณะเฉพาะของทูเพิล คุณสมบัติหลัก: การระบุตัวอย่างที่ไม่ซ้ำกัน การไม่ซ้ำซ้อน (การลบคุณลักษณะใดๆ จะทำให้ตัวอย่างไม่มีคุณสมบัติเฉพาะ) นอกจากคีย์ความหมายแล้ว ระบบจะใช้ส่วนเพิ่ม (ตัวนับ) ซึ่งประกอบด้วยช่องตัวเลขหนึ่งช่องซึ่งจะเพิ่มขึ้นโดยอัตโนมัติ

กฎการแสดงผล รูปแบบความคิดสาขาวิชาลงในฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์

รูปที่ 5 แสดงให้เห็นแบบจำลองแนวความคิด ลองแม็ปมันกับเชิงสัมพันธ์กัน

1. การทำแผนที่เอนทิตีให้เป็นความสัมพันธ์เชิงสัมพันธ์ที่ถูกทำให้เป็นมาตรฐาน
2. การแมปการเชื่อมโยงเกี่ยวข้องกับการใช้ Referential Integrity ระหว่างตาราง ความสัมพันธ์ของการเชื่อมโยง 1:1, 1:M, M:1 ถูกนำมาใช้โดยการวางคีย์รองต่างประเทศบนเอนทิตีที่มีต้นกำเนิดของลูกศรการเชื่อมโยง คีย์นี้สอดคล้องกับคีย์หลักที่ลูกศรชี้ไป ความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่มจำเป็นต้องมีครอสแท็บเพื่อรวมเป็นคีย์รอง คีย์หลักหน่วยงานที่เชื่อมโยง

1. การรวมจะแสดงโดยใช้การเชื่อมโยง ซึ่งตาราง "ส่วนหนึ่ง" แยกต่างหากจะถูกสร้างขึ้นพร้อมกับคีย์รองที่เชื่อมโยงกับตารางเจ้าของ (ทั้งหมด)
2. การแม็ปลักษณะทั่วไปมักทำได้โดยการแมปแต่ละประเภทย่อยลงในตารางที่แยกจากกันโดยมีคีย์รองที่สอดคล้องกับคีย์หลักของตารางซุปเปอร์ไทป์ ตัวอย่าง: "ลูกค้า" ( รหัสลูกค้า) สำหรับประเภทย่อย "องค์กร" ( OGRN, รหัสลูกค้า), “IP” ( ดีบุก, รหัสลูกค้า)

ความสมบูรณ์ของแบบจำลองเชิงสัมพันธ์

ความสมบูรณ์ของวัตถุ (ความสัมพันธ์) - ฐานข้อมูลไม่อนุญาตให้แอตทริบิวต์ใด ๆ จากคีย์หลักใช้ค่าที่ไม่ได้กำหนด

Referential Integrity – ฐานข้อมูลไม่ควรมีค่า Foreign Key (FK) ที่ไม่สอดคล้องกัน หากความสัมพันธ์ R2 มีคุณลักษณะอยู่บ้าง กุญแจภายนอกซึ่งสอดคล้องกับคีย์หลัก (PK) ของความสัมพันธ์ R1 ดังนั้นค่า FK แต่ละค่าจะต้องเท่ากับค่า PK ตัวอย่าง: รหัสวัสดุทั้งหมดของตาราง "ชิ้นส่วน" จะต้องแสดงเป็นคีย์หลักในตารางวัสดุ

แนวคิดเหล่านี้สอดคล้องกับคำอธิบาย การแสดงกราฟิกแบบจำลองลำดับชั้นในรูปแบบของกราฟกำกับ (ต้นไม้กลับหัว)

แต่ละองค์ประกอบของโครงสร้างลำดับชั้นสอดคล้องกับคุณลักษณะฐานข้อมูลบางอย่าง แต่ละบันทึกในฐานข้อมูลสอดคล้องกับ วิธีเดียวเท่านั้นนำจากโหนดรูทไปยังแอตทริบิวต์ลีฟ (ใบ) ตัวอย่างเช่น เส้นทาง A;B3;C4 เป็นบันทึกในฐานข้อมูล ถ้าต่ำกว่า A; เข้าใจคุณลักษณะ – หมายเลขสถาบัน (เช่น MIREA) และโดย B3 - กลุ่มแอ็ตทริบิวต์หมายเลข (เช่น VUS - 6.99) และต่ำกว่า C4 - แอตทริบิวต์หมายเลขนักเรียน (เช่น Ivanov) จากนั้น โครงสร้างนี้เป็นคำอธิบายโครงสร้างเชิงตรรกะของฐานข้อมูลนักเรียน MIREA

สามารถมีได้หลายโหนดรูทในฐานข้อมูล

แบบจำลองข้อมูลเครือข่าย

ในโมเดลเครือข่าย ด้วยแนวคิดพื้นฐานที่เหมือนกัน (ระดับ โหนด การเชื่อมต่อ) แต่ละองค์ประกอบสามารถเชื่อมต่อกับองค์ประกอบอื่นๆ ได้ การแสดงกราฟิก โครงสร้างเครือข่ายนำเสนอในรูปต่อไปนี้:

แบบจำลองข้อมูลเชิงสัมพันธ์

แนวคิดของฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (จากความสัมพันธ์ภาษาอังกฤษ) มีความเกี่ยวข้องกับชื่อของผู้เชี่ยวชาญด้านฐานข้อมูลชาวอเมริกัน E. Codd

โมเดลเชิงสัมพันธ์คือการจัดระเบียบข้อมูลในรูปแบบตารางสองมิติ แต่ละตารางมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

แต่ละคอลัมน์ (แอตทริบิวต์หรือโดเมน) มีชื่อไม่ซ้ำกัน

ไม่มีแถวที่เหมือนกันในตาราง

องค์ประกอบทั้งหมดในคอลัมน์มีประเภทและรูปแบบเดียวกัน

ลำดับของแถวและคอลัมน์เป็นไปตามอำเภอใจ

ฐานข้อมูลสามารถมีได้หลายตาราง แต่แต่ละตารางต้องมีชื่อไม่ซ้ำกัน

รูปต่อไปนี้แสดงตัวอย่างของแบบจำลองเชิงสัมพันธ์ที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของความสัมพันธ์: นักเรียน เซสชัน ทุนการศึกษา

สนามเช่น โดเมนตั้งแต่หนึ่งโดเมนขึ้นไปที่มีค่าระบุระเบียนที่เกี่ยวข้องโดยไม่ซ้ำกันเรียกว่าคีย์หรือคีย์ ในตาราง ปุ่ม 1 และ 2 คือช่อง "เลขที่สมุดเกรด" ในการเชื่อมโยงสองตาราง คุณจะต้องป้อนคีย์ของตารางหนึ่งลงในคีย์ของอีกตารางหนึ่ง ตัวอย่างเช่น หากต้องการลิงก์ตารางที่ 2 และ 3 คุณจะต้องอยู่ในตาราง 3 และ 2 ใช้แอตทริบิวต์ "ผลลัพธ์" หากไม่อยู่ในตารางใดตารางหนึ่ง จะต้องป้อนข้อมูลนั้น

แนวคิดของแบบจำลองข้อมูลมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับแนวทางเชิงสัมพันธ์ในการสร้างฐานข้อมูล

แบบจำลองสารสนเทศ

แบบจำลองข้อมูลมีพื้นฐานอยู่บนแนวคิดของวัตถุข้อมูลเป็นหลัก วัตถุข้อมูลคือคำอธิบายของวัตถุจริงในรูปแบบของชุดรายละเอียดที่เกี่ยวข้องเชิงตรรกะ หรือตัวบ่งชี้ หรือองค์ประกอบข้อมูลอื่น ๆ

พวงของ วัตถุข้อมูลสร้างคลาส (หรือประเภท) ที่กำหนดชื่อเฉพาะเฉพาะ

ออบเจ็กต์ข้อมูลสามารถมีได้หลายคีย์ เช่น รายละเอียดที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน

ตัวอย่างการแสดงวัตถุข้อมูลในรูปแบบของกราฟแสดงในรูปต่อไปนี้:

การจัดกลุ่มรายละเอียดในออบเจ็กต์ข้อมูลสามารถเกิดขึ้นได้ วิธีทางที่แตกต่างแต่เป็นที่พึงประสงค์ว่ามีเหตุผลเช่น ลดความซ้ำซ้อนของข้อมูลและลดความซับซ้อนของขั้นตอนการประมวลผล ความมีเหตุผลเกิดขึ้นได้จากการทำให้ความสัมพันธ์เป็นมาตรฐาน

การทำให้ความสัมพันธ์เป็นมาตรฐานเป็นเครื่องมืออย่างเป็นทางการของข้อ จำกัด ในการสร้างความสัมพันธ์ซึ่งช่วยลดความซ้ำซ้อนของข้อมูลทำให้มั่นใจในความสอดคล้องและลดต้นทุนแรงงานในการบำรุงรักษาข้อมูล (เช่นการป้อนและแก้ไข)

E. Codd ระบุรูปแบบความสัมพันธ์ปกติ 3 รูปแบบและเสนอกลไกเพื่อให้ได้มาซึ่งความสัมพันธ์เหล่านั้น

แบบฟอร์มปกติครั้งแรกความสัมพันธ์อยู่ในรูปแบบปกติครั้งแรก (1NF) ถ้าคุณลักษณะทั้งหมดไม่สามารถแบ่งแยกได้ เช่น แอตทริบิวต์ "ชื่อเต็ม" ไม่ได้อยู่ใน 1 NF เพราะ สามารถแบ่งออกเป็น "นามสกุล", "ชื่อ", "นามสกุล" เช่น ลดลงเหลือ 1 NF

ในการกำหนดรูปแบบปกติที่สอง (2 NF) จำเป็นต้องชี้แจงแนวคิด การพึ่งพาการทำงาน- การพึ่งพาคุณลักษณะการทำงานคือการพึ่งพาซึ่งในอินสแตนซ์ออบเจ็กต์ข้อมูล แต่ละค่าคีย์จะสอดคล้องกับค่าเดียวของแอตทริบิวต์ที่ไม่ใช่คีย์ (เช่น เชิงพรรณนา)

ตัวอย่างของความสัมพันธ์เชิงฟังก์ชันแสดงในรูป:

นอกจากการใช้งานแล้ว ยังมีแนวคิดเรื่องการทำงาน - การพึ่งพาอาศัยกันโดยสมบูรณ์

ตามหน้าที่ การพึ่งพาอาศัยกันอย่างสมบูรณ์คือแอตทริบิวต์ที่ไม่ใช่คีย์แต่ละรายการนั้นขึ้นอยู่กับการใช้งานของคีย์ แต่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับการใช้งานส่วนใด ๆ ของคีย์ผสม

ความสัมพันธ์จะอยู่ใน 2NF หากอยู่ใน 1NF และแต่ละคุณลักษณะของคีย์จะขึ้นอยู่กับฟังก์ชันของคีย์ผสมอย่างสมบูรณ์

ตัวอย่างของความสัมพันธ์แกน t (ใน 2 NF) คือความสัมพันธ์ นักเรียน = (, นามสกุล, ชื่อ, นามสกุล, วันที่, กลุ่ม) - ซึ่งอยู่ใน 1 NF เช่นกัน

อัตราส่วนประสิทธิภาพ = ( ตัวเลข, ชื่อเต็ม, การลงโทษ, การประเมิน) อยู่ใน 1 NF และมีคีย์ผสม ตัวเลข + การลงโทษ- แต่ความสัมพันธ์นี้ไม่ได้อยู่ใน 2 NF เพราะ นามสกุลของคุณลักษณะ ชื่อ นามสกุลไม่ได้ขึ้นอยู่กับหน้าที่ของคีย์ผสมของความสัมพันธ์อย่างสมบูรณ์ (กล่าวอีกนัยหนึ่ง นามสกุล ชื่อ นามสกุลนั้นขึ้นอยู่กับหน้าที่ของคีย์ผสม - คุณลักษณะ ตัวเลขและนี่คือการพึ่งพาเชิงหน้าที่โดยสมบูรณ์)

แนวคิดของรูปแบบปกติที่สามมีพื้นฐานมาจากแนวคิดเรื่องการพึ่งพาสกรรมกริยาและไม่สกรรมกริยา

การขึ้นต่อกันแบบสกรรมกริยาเกิดขึ้นระหว่างแอตทริบิวต์เชิงพรรณนา (ไม่ใช่คีย์) สองตัว หากหนึ่งในนั้นขึ้นอยู่กับคีย์และแอตทริบิวต์เชิงอธิบายอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับแอตทริบิวต์นั้น (เช่น แอตทริบิวต์เชิงอธิบายตัวแรก)

ความสัมพันธ์จะอยู่ในรูปแบบปกติที่สาม (3 NF) หากในขณะที่อยู่ใน 2 NF นั้น ไม่มีคุณลักษณะที่ไม่ใช่คีย์ที่ขึ้นอยู่กับคีย์หลักแบบทรานซิชัน

ตัวอย่างของการพึ่งพาสกรรมกริยาสำหรับความสัมพันธ์ "นักเรียน" คือแอตทริบิวต์ "หัว" ซึ่งถูกกำหนดโดยหมายเลข "กลุ่ม"

ในกรณีนี้ นามสกุล "นายอำเภอ" จะถูกทำซ้ำหลายครั้งในหลาย ๆ กรณีของวัตถุข้อมูล "นักเรียน" ซึ่งทำให้มีการใช้หน่วยความจำโดยไม่จำเป็นและความยากลำบากในการปรับข้อมูลเมื่อเปลี่ยนนายอำเภอ

เพื่อกำจัดการพึ่งพาสกรรมกริยา จำเป็นต้อง "แยก" วัตถุข้อมูลดั้งเดิม อันเป็นผลมาจากการแยก คุณลักษณะบางอย่างจะถูกลบออกจากวัตถุข้อมูลดั้งเดิม - ดูรูปที่

ตัวอย่างของการแสดงกราฟิกของแบบจำลองข้อมูลที่เชื่อมต่อวัตถุข้อมูล "นักเรียน", "เซสชัน", "ทุนการศึกษา", "ครู" จะแสดงในรูปที่ 1

ขึ้นอยู่กับแบบจำลองข้อมูล แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงแนวคิด (เชิงตรรกะ) ภายใน (เชิงกายภาพ) และภายนอกจะถูกสร้างขึ้น

รูปแบบความคิดประกอบด้วยสำเนาจำนวนมาก หลากหลายชนิดโครงสร้างข้อมูลตามข้อกำหนด DBMS สำหรับ โครงสร้างเชิงตรรกะฐานข้อมูล (นั่นคืออันที่จริงมันเป็น เทมเพลตเปล่าสำหรับการป้อนข้อมูล)

โมเดลภายใน ประกอบด้วยสำเนาของบันทึกแต่ละชุดที่จัดเก็บไว้ในสื่อภายนอก

รุ่นภายนอก รองรับมุมมองข้อมูลส่วนตัวที่ผู้ใช้เฉพาะต้องการ

©2015-2019 เว็บไซต์
สิทธิ์ทั้งหมดเป็นของผู้เขียน ไซต์นี้ไม่ได้อ้างสิทธิ์ในการแต่ง แต่ให้ ใช้งานฟรี.
วันที่สร้างเพจ: 2016-04-02

แกนหลักของฐานข้อมูลคือโมเดลข้อมูล โมเดลข้อมูลคือชุดของโครงสร้างข้อมูลและการดำเนินการประมวลผล

ตามวิธีสร้างการเชื่อมต่อระหว่างข้อมูลจะแยกแยะได้ ลำดับชั้น, เครือข่ายและ โมเดลเชิงสัมพันธ์.

แบบจำลองลำดับชั้นช่วยให้คุณสร้างฐานข้อมูลที่มีโครงสร้างคล้ายต้นไม้โดยที่แต่ละโหนดมีประเภทข้อมูล (เอนทิตี) ของตัวเอง บน ระดับบนต้นไม้ในโมเดลนี้มีหนึ่งโหนด - รูทเปิดอยู่ ระดับถัดไปโหนดที่เกี่ยวข้องกับรูทนี้ตั้งอยู่ จากนั้นโหนดที่เกี่ยวข้องกับโหนดระดับก่อนหน้า ฯลฯ ในกรณีนี้ แต่ละโหนดสามารถมีบรรพบุรุษได้เพียงคนเดียวเท่านั้น

โครงสร้างต้นไม้แบบลำดับชั้นของแบบจำลองฐานข้อมูล

ค้นหาข้อมูลใน ระบบลำดับชั้นเริ่มต้นจากรากเสมอ จากนั้นจึงทำการสืบเชื้อสายจากต้นไม้ระดับหนึ่งไปอีกระดับหนึ่งจนกระทั่งถึงระดับที่ต้องการ การย้ายผ่านระบบจากบันทึกหนึ่งไปยังอีกระเบียนหนึ่งดำเนินการโดยใช้ลิงก์

ข้อได้เปรียบหลักของแบบจำลองลำดับชั้นความเรียบง่ายของการอธิบายโครงสร้างลำดับชั้นในโลกแห่งความเป็นจริงและการดำเนินการค้นหาอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม การเริ่มต้นค้นหาข้อมูลที่จำเป็นจากรูททุกครั้งนั้นไม่สะดวกเสมอไป และไม่มีวิธีอื่นในการเคลื่อนย้ายผ่านฐานข้อมูลใน โครงสร้างลำดับชั้นเลขที่ ข้อเสียที่ระบุถ่ายทำในรูปแบบเครือข่าย โดยที่ (โดย อย่างน้อยในทางทฤษฎี) การเชื่อมต่อของวัตถุข้อมูลทั้งหมดกับทั้งหมดเป็นไปได้

ในรูปแบบนี้ ครูแต่ละคนสามารถสอนนักเรียนได้หลายคน (ตามทฤษฎีทั้งหมด) และนักเรียนแต่ละคนสามารถเรียนรู้จากครูหลายคน (ตามทฤษฎีทั้งหมด) เนื่องจากในทางปฏิบัติเป็นไปไม่ได้ เราจึงต้องอาศัยข้อจำกัดบางประการ การใช้ลำดับชั้นและ โมเดลเครือข่ายเพิ่มความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลในฐานข้อมูล อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแต่ละองค์ประกอบข้อมูลต้องมีการอ้างอิงถึงองค์ประกอบอื่นๆ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีทรัพยากรที่สำคัญทั้งในดิสก์และหน่วยความจำคอมพิวเตอร์หลัก แน่นอนว่าหน่วยความจำหลักไม่เพียงพอจะทำให้ความเร็วในการประมวลผลข้อมูลลดลง นอกจากนี้ โมเดลดังกล่าวยังโดดเด่นด้วยความซับซ้อนของการนำระบบการจัดการฐานข้อมูลไปใช้

แบบจำลองเชิงสัมพันธ์ได้รับการพัฒนาในช่วงต้นทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ยี่สิบ ปลาคอด ความเรียบง่ายและความยืดหยุ่นของโมเดลนี้ดึงดูดความสนใจของนักพัฒนาและในช่วงทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ยี่สิบ มันแพร่หลายไปแล้ว ดังนั้น, DBMS เชิงสัมพันธ์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม

แบบจำลองเชิงสัมพันธ์มีพื้นฐานอยู่บนระบบแนวคิดเกี่ยวกับพีชคณิตเชิงสัมพันธ์ ซึ่งแนวคิดที่สำคัญที่สุดได้แก่ ตาราง แถว คอลัมน์ ความสัมพันธ์ และคีย์หลัก และการดำเนินการทั้งหมดในกรณีนี้จะลดลงเหลือเพียงการจัดการกับตารางเท่านั้น ในแบบจำลองเชิงสัมพันธ์ ข้อมูลจะแสดงในรูปแบบของตารางสี่เหลี่ยม ซึ่งแต่ละตารางประกอบด้วยแถวและคอลัมน์ และมีชื่อที่ไม่ซ้ำกันภายในฐานข้อมูล

ตารางสะท้อนถึงวัตถุในโลกแห่งความเป็นจริง - เอนทิตี และแต่ละแถว (บันทึก) สะท้อนถึงอินสแตนซ์เฉพาะหนึ่งของวัตถุ - อินสแตนซ์ของเอนทิตี แต่ละคอลัมน์ของตารางมีชื่อที่ไม่ซ้ำกันสำหรับตารางนั้น คอลัมน์ต่างๆ จะถูกจัดเรียงตามลำดับชื่อที่ใช้เมื่อสร้างตาราง

ต่างจากคอลัมน์ตรงที่แถวไม่มีชื่อ ไม่มีการกำหนดลำดับในตาราง และจำนวนไม่จำกัดตามตรรกะ เนื่องจากแถวในตารางไม่ได้เรียงลำดับกัน จึงไม่สามารถเลือกแถวตามตำแหน่งได้ หมายเลขในไฟล์สำหรับแต่ละแถวไม่ได้ระบุลักษณะ เนื่องจากค่าจะเปลี่ยนไปเมื่อแถวถูกลบออกจากตาราง ตามหลักเหตุผลแล้วไม่มีแถวแรกและแถวสุดท้าย

ระบบสัมพันธ์ขจัดความจำเป็นในการนำทางที่ซับซ้อนเนื่องจากข้อมูลไม่ได้ถูกนำเสนอในรูปแบบไฟล์เดียว แต่เป็นชุดอิสระและการดำเนินการของพีชคณิตเชิงสัมพันธ์ - ทฤษฎีเซตประยุกต์ - ถูกนำมาใช้ในการเลือกข้อมูล

ทุกตารางในโมเดลเชิงสัมพันธ์จะต้องมีคอลัมน์ (หรือชุดของคอลัมน์) ซึ่งค่าจะระบุแต่ละแถวโดยไม่ซ้ำกัน คอลัมน์นี้ (หรือคอลเลกชั่นของคอลัมน์) เรียกว่าคีย์หลักของตาราง

หากตารางเป็นไปตามข้อกำหนดของคีย์หลักเฉพาะ จะเรียกว่าความสัมพันธ์ ในโมเดลเชิงสัมพันธ์ ตารางทั้งหมดจะต้องถูกแปลงเป็นความสัมพันธ์ ความสัมพันธ์ของแบบจำลองเชิงสัมพันธ์นั้นเชื่อมโยงถึงกัน ความสัมพันธ์ถูกรักษาโดยคีย์ต่างประเทศ

กุญแจภายนอกคือคอลัมน์ (ชุดของคอลัมน์) ซึ่งค่าจะระบุลักษณะเฉพาะของค่าของคีย์หลักของความสัมพันธ์อื่น (ตาราง)

ความสัมพันธ์ที่มีการกำหนดคีย์นอกนั้นใช้เพื่ออ้างอิงความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันซึ่งมีคอลเลกชันของคอลัมน์เดียวกันเป็นคีย์หลัก

ในตัวอย่างข้างต้น ความสัมพันธ์ของ EMPLOYEE อ้างอิงถึงความสัมพันธ์ของ DEPARTMENT ผ่านชื่อแผนก

สคีมาของตารางเชิงสัมพันธ์ (ความสัมพันธ์) คือชุดของชื่อฟิลด์ที่สร้างบันทึก:

ชื่อตาราง (ฟิลด์ 1, ฟิลด์ 2, ..., ฟิลด์ n)

ตัวอย่างเช่น สำหรับตารางที่แสดงในภาพ เรามีสคีมาดังต่อไปนี้ (คีย์หลักเป็นตัวเอียง):

พนักงาน (รหัสผ่าน, ชื่อนามสกุล, ตำแหน่ง, ชื่อแผนก, โทรศัพท์);

แผนก (ชื่อแผนก ที่ตั้งแผนก วัตถุประสงค์ของแผนก)

แบบจำลองฐานข้อมูลเชิงวัตถุเริ่มได้รับการพัฒนาโดยเกี่ยวข้องกับการกำเนิดของภาษาโปรแกรมเชิงวัตถุในทศวรรษที่ 90 ของศตวรรษที่ยี่สิบ ฐานข้อมูลประเภทนี้จะจัดเก็บวิธีการของคลาสและบางครั้งอ็อบเจ็กต์คลาสถาวร ซึ่งช่วยให้สามารถผสานรวมระหว่างข้อมูลและการประมวลผลแอปพลิเคชันได้อย่างราบรื่น

ความโดดเด่นของโมเดลเชิงสัมพันธ์ใน DBMS สมัยใหม่ถูกกำหนดโดย:

การปรากฏตัวของทฤษฎีที่พัฒนาแล้ว (พีชคณิตเชิงสัมพันธ์);

การมีอยู่ของเครื่องมือสำหรับการลดแบบจำลองข้อมูลอื่น ๆ ให้เป็นแบบจำลองเชิงสัมพันธ์

ความพร้อมใช้งาน วิธีพิเศษเร่งการเข้าถึงข้อมูล

ความพร้อมของมาตรฐาน ภาษาระดับสูงสืบค้นไปยังฐานข้อมูล ทำให้สามารถจัดการได้โดยไม่ต้องมีความรู้เกี่ยวกับการจัดระเบียบทางกายภาพเฉพาะของฐานข้อมูลในหน่วยความจำภายนอก

ประเภทของความสัมพันธ์ในแบบจำลอง

ในทางปฏิบัติ มักใช้การเชื่อมต่อที่สร้าง ประเภทต่างๆความสอดคล้องระหว่างวัตถุประเภท "ที่เกี่ยวข้อง" คือแบบหนึ่งต่อหนึ่ง (1:1) หนึ่งต่อหลาย (1:M) หลายต่อหลาย (M:M)

ความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อหนึ่งหมายความว่าแต่ละอินสแตนซ์ของวัตถุแรก (A) สอดคล้องกับอินสแตนซ์เดียวของวัตถุที่สอง (B) และในทางกลับกัน แต่ละอินสแตนซ์ของวัตถุที่สอง (B) สอดคล้องกับอินสแตนซ์เดียวของ วัตถุชิ้นแรก (A)

ความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อกลุ่มหมายความว่าแต่ละอินสแตนซ์ของวัตถุหนึ่ง (A) สามารถมีได้หลายอินสแตนซ์ของวัตถุอื่น (B) และแต่ละอินสแตนซ์ของวัตถุที่สอง (B) สามารถมีได้เพียงอินสแตนซ์เดียวของวัตถุแรก (A) .

ความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่มหมายความว่าแต่ละอินสแตนซ์ของวัตถุหนึ่ง (A) สามารถสอดคล้องกับหลายอินสแตนซ์ของวัตถุที่สอง (B) และในทางกลับกัน แต่ละอินสแตนซ์ของวัตถุที่สอง (B) ยังสามารถสอดคล้องกับหลายอินสแตนซ์ของ วัตถุแรก (A)

ตัวอย่าง.ลองพิจารณาชุดของออบเจ็กต์ข้อมูลต่อไปนี้:

นักเรียน (หมายเลขนักเรียน ชื่อเต็ม วันเกิด หมายเลขกลุ่ม)

ทุนการศึกษา (จำนวนนักเรียน, จำนวนทุนการศึกษา);

กลุ่ม (หมายเลขกลุ่ม พิเศษ);

ครู (รหัสครู ชื่อนามสกุล ตำแหน่ง)

ในที่นี้ ออบเจ็กต์ข้อมูลนักเรียนและทุนการศึกษามีความสัมพันธ์กันแบบหนึ่งต่อหนึ่ง เนื่องจากนักเรียนแต่ละคนสามารถมีทุนการศึกษาได้เพียงหนึ่งทุนเท่านั้น และทุนการศึกษาแต่ละทุนสามารถมอบหมายให้กับนักเรียนได้เพียงคนเดียวเท่านั้น

วัตถุข้อมูลกลุ่มและนักเรียนมีความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อกลุ่ม เนื่องจากกลุ่มหนึ่งสามารถมีนักเรียนได้หลายคน ในขณะที่นักเรียนแต่ละคนสามารถเรียนได้ในกลุ่มเดียวเท่านั้น

วัตถุข้อมูลที่นักเรียนและครูเชื่อมโยงกันด้วยความสัมพันธ์แบบกลุ่มต่อกลุ่ม เนื่องจากนักเรียนหนึ่งคนสามารถเรียนกับครูหลายคนได้ และครูหนึ่งคนสามารถสอนนักเรียนหลายคนได้

คำอธิบายประกอบ

ในเรื่องนี้ งานหลักสูตรอธิบายการออกแบบฐานข้อมูลโรงพยาบาลกลางเมืองและการนำไปใช้ใน Oracle Datebase นำเสนอหัวข้อเรื่อง พัฒนาแบบจำลองข้อมูลเชิงแนวคิด ตรรกะ และกายภาพ ตาราง การสืบค้น และรายงานที่จำเป็นถูกสร้างขึ้นโดยใช้เครื่องมือ Oracle Datebase หลักสูตรประกอบด้วย:

บทนำ 3

1. สาขาวิชา 4

2. แบบจำลองแนวคิด 5

3.โมเดลลอจิกฐานข้อมูล 7

4. รูปแบบการจัดองค์กรทางกายภาพของข้อมูล 9

5.การใช้งานฐานข้อมูลใน Oracle 9

6.การสร้างตาราง 10

7.การสร้างแบบสอบถาม 16

8. บทสรุป 27

อ้างอิง 28

การแนะนำ

ฐานข้อมูลเป็นที่เก็บข้อมูลขนาดใหญ่เพียงแห่งเดียวสำหรับข้อมูลต่างๆ และคำอธิบายของโครงสร้าง ซึ่งหลังจากถูกกำหนดแยกกันและเป็นอิสระจากแอปพลิเคชันแล้ว ก็จะถูกใช้งานพร้อมกันโดยหลายแอปพลิเคชัน

นอกเหนือจากข้อมูลแล้ว ฐานข้อมูลอาจมีเครื่องมือที่อนุญาตให้ผู้ใช้แต่ละรายดำเนินการเฉพาะกับข้อมูลที่อยู่ภายในความสามารถของตนเท่านั้น เป็นผลมาจากการโต้ตอบของข้อมูลที่มีอยู่ในฐานข้อมูลด้วยวิธีการที่มีอยู่ ผู้ใช้ที่เฉพาะเจาะจงข้อมูลถูกสร้างขึ้นที่พวกเขาใช้และบนพื้นฐานของความสามารถของตนเอง พวกเขาป้อนและแก้ไขข้อมูล

วัตถุประสงค์ของงานหลักสูตรนี้คือการพัฒนาและใช้งานฐานข้อมูลสำหรับ โรงพยาบาลกลางเพื่อให้แน่ใจว่าการจัดเก็บสะสมและการให้ข้อมูลเกี่ยวกับกิจกรรมของโรงพยาบาล ได้สร้างฐานแล้วข้อมูลมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อทำให้กิจกรรมของแผนกหลักของโรงพยาบาลเป็นแบบอัตโนมัติ

สาขาวิชา

สาขาวิชาก็เป็นส่วนหนึ่ง ระบบจริงซึ่งเป็นที่สนใจสำหรับการศึกษาครั้งนี้ เมื่อออกแบบระบบข้อมูลอัตโนมัติ สาขาวิชาจะแสดงด้วยแบบจำลองข้อมูลหลายระดับ จำนวนระดับขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของปัญหาที่กำลังแก้ไข แต่ไม่ว่าในกรณีใด ระดับนี้จะรวมถึงระดับแนวคิดและตรรกะด้วย

งานรายวิชานี้ สาขาวิชาเป็นงานของโรงพยาบาลกลางที่ดูแลผู้ป่วย โครงสร้างองค์กรของโรงพยาบาลประกอบด้วยสองแผนก: ฝ่ายทะเบียนและบริเวณต้อนรับ ที่แผนกต้อนรับ ทำการนัดหมาย ออกส่งต่อ ผู้ป่วยได้รับมอบหมายให้อยู่ในหอผู้ป่วย และบันทึกหมายเลขประกัน ห้องฉุกเฉินจะเก็บบันทึกการรับเข้าและออกจากโรงพยาบาล การวินิจฉัยผู้ป่วย และประวัติทางการแพทย์

ฐานข้อมูลได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดเก็บข้อมูลเกี่ยวกับผู้ป่วย ตำแหน่งของผู้ป่วย ยาที่สั่งจ่าย และแพทย์ที่เข้ารับการรักษา

รูปแบบความคิด

ขั้นตอนแรกของกระบวนการออกแบบฐานข้อมูลคือการสร้างแบบจำลองข้อมูลเชิงแนวคิดสำหรับส่วนขององค์กรที่กำลังวิเคราะห์

แบบจำลองแนวความคิดคือแบบจำลองของโดเมน ส่วนประกอบของแบบจำลองคือวัตถุและความสัมพันธ์ โมเดลแนวความคิดทำหน้าที่เป็นวิธีการสื่อสารระหว่างผู้ใช้ที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงได้รับการพัฒนาโดยไม่คำนึงถึงลักษณะเฉพาะของการแสดงข้อมูลทางกายภาพ เมื่อออกแบบแบบจำลองแนวความคิด ความพยายามทั้งหมดของนักพัฒนาควรมุ่งเป้าไปที่การจัดโครงสร้างข้อมูลและระบุความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลเหล่านั้นเป็นหลัก โดยไม่คำนึงถึงคุณลักษณะการใช้งานและปัญหาด้านประสิทธิภาพการประมวลผล การออกแบบแบบจำลองแนวคิดขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์งานการประมวลผลข้อมูลที่ได้รับการแก้ไขในองค์กรนี้ แบบจำลองแนวความคิดประกอบด้วยคำอธิบายของวัตถุและความสัมพันธ์ที่เป็นที่สนใจในสาขาวิชาที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ความสัมพันธ์ระหว่างวัตถุเป็นส่วนหนึ่งของแบบจำลองแนวคิดและต้องแสดงในฐานข้อมูล ความสัมพันธ์สามารถขยายออบเจ็กต์จำนวนเท่าใดก็ได้ ในทางกลับกัน แต่ละวัตถุสามารถมีส่วนร่วมในความสัมพันธ์จำนวนเท่าใดก็ได้ นอกจากนี้ยังมีความสัมพันธ์ระหว่างคุณลักษณะของวัตถุอีกด้วย มีความสัมพันธ์ประเภทต่อไปนี้: "หนึ่งต่อหนึ่ง", "หนึ่งต่อหลาย", "หลายต่อหลาย"

ที่สุด รุ่นยอดนิยม การออกแบบแนวความคิดคือโมเดลความสัมพันธ์เอนทิตี (ER-model) ซึ่งเป็นของโมเดลความหมาย

องค์ประกอบหลักของโมเดลคือเอนทิตี การเชื่อมต่อระหว่างสิ่งเหล่านั้นกับคุณสมบัติ (แอตทริบิวต์)

เอนทิตีคือคลาสของออบเจ็กต์ประเภทเดียวกัน ข้อมูลที่ต้องนำมาพิจารณาในโมเดล

แต่ละเอนทิตีจะต้องมีชื่อที่แสดงโดยคำนามเอกพจน์ แต่ละเอนทิตีในแบบจำลองจะแสดงเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าพร้อมชื่อ

คุณลักษณะเป็นคุณลักษณะ (พารามิเตอร์) ของเอนทิตี

โดเมน – ชุดของค่า (พื้นที่ของคำจำกัดความแอตทริบิวต์)

เอนทิตีมีคุณลักษณะที่สำคัญ - คีย์เอนทิตีคือแอตทริบิวต์ตั้งแต่หนึ่งรายการขึ้นไปที่ระบุเอนทิตีนี้โดยไม่ซ้ำกัน

ชุดเอนทิตีสำหรับโรงพยาบาลกลาง (แอตทริบิวต์เอนทิตีระบุอยู่ในวงเล็บ คุณลักษณะหลักจะขีดเส้นใต้):

ผู้ป่วย ( รหัสคนไข้, นามสกุล, ชื่อจริง, วันเดือนปีเกิด, เลขที่กรมธรรม์ประกันภัย, รหัสแผนก);

การรักษา ( รหัสคนไข้, การวินิจฉัย, วันที่จำหน่าย, รหัสแพทย์, ค่าใช้จ่าย);

แผนก( รหัสสาขา, ชื่อแผนก, จำนวนหอผู้ป่วย);

รายได้ ( รหัสคนไข้วันที่รับเข้า, รหัสวอร์ด);

ห้อง ( รหัสห้อง, จำนวนสถานที่, รหัสแผนก);

แพทย์(รหัสแพทย์นามสกุล, ชื่อ, วันเกิด, หมายเลขแฟ้มส่วนตัว, รหัสแผนก);

แผนภาพความสัมพันธ์เอนทิตีสำหรับ โรงพยาบาลเขตแสดงในรูปที่ 1

โมเดลฐานข้อมูลเชิงตรรกะ

เวอร์ชันของโมเดลเชิงแนวคิดที่สามารถจัดเตรียมได้โดย DBMS เฉพาะเรียกว่าโมเดลเชิงตรรกะ กระบวนการสร้างโมเดลฐานข้อมูลเชิงลอจิคัลต้องขึ้นอยู่กับโมเดลข้อมูลเฉพาะ (เชิงสัมพันธ์ เครือข่าย ลำดับชั้น) ซึ่งถูกกำหนดโดยประเภทของการใช้งานที่ตั้งใจไว้ ระบบข้อมูลดีบีเอ็มเอส. ในกรณีของเรา ฐานข้อมูลถูกสร้างขึ้นในสภาพแวดล้อมของ Oracle และจะเป็นฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์

โมเดลเชิงสัมพันธ์มีลักษณะเฉพาะคือความเรียบง่ายของโครงสร้างข้อมูล การแสดงตารางที่ใช้งานง่าย และความสามารถในการใช้เครื่องมืออย่างเป็นทางการของพีชคณิตเชิงสัมพันธ์และแคลคูลัสเชิงสัมพันธ์เพื่อจัดการข้อมูล

ในโมเดลข้อมูลเชิงสัมพันธ์ ออบเจ็กต์และความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งเหล่านั้นจะถูกแสดงโดยใช้ตาราง แต่ละตารางแสดงถึงวัตถุหนึ่งชิ้นและประกอบด้วยแถวและคอลัมน์ ตารางในแบบจำลองเชิงสัมพันธ์เรียกว่าความสัมพันธ์

คุณลักษณะ (ช่อง) – คอลัมน์ใดก็ได้ในตาราง

สิ่งอันดับ (บันทึก) คือแถวของตาราง

ตารางเชื่อมโยงถึงกันโดยใช้คีย์ฟิลด์

คีย์คือฟิลด์ที่ช่วยให้คุณสามารถระบุเรกคอร์ดในตารางได้โดยไม่ซ้ำกัน คีย์อาจเป็นแบบง่าย (ประกอบด้วยหนึ่งฟิลด์) หรือแบบผสม (ประกอบด้วยหลายฟิลด์)

ใน ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ข้อมูล การออกแบบเชิงตรรกะนำไปสู่การพัฒนาสคีมาข้อมูลซึ่งแสดงไว้ในรูปที่ 2

รูปที่ 2.
4. รูปแบบการจัดองค์กรข้อมูลทางกายภาพ

แบบจำลองทางกายภาพ data อธิบายวิธีการจัดเก็บข้อมูลบนคอมพิวเตอร์ โดยให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของบันทึก ลำดับ และเส้นทางการเข้าถึงที่มีอยู่

แบบจำลองทางกายภาพจะอธิบายประเภท ตัวระบุ และความกว้างบิตของฟิลด์ แบบจำลองข้อมูลทางกายภาพสะท้อนถึงตำแหน่งทางกายภาพของข้อมูลบนสื่อของเครื่อง กล่าวคือ ไฟล์ใด ออบเจ็กต์ใด คุณลักษณะใดที่มีอยู่ และประเภทของคุณลักษณะเหล่านี้คืออะไร

©2015-2019 เว็บไซต์
สิทธิ์ทั้งหมดเป็นของผู้เขียน ไซต์นี้ไม่ได้อ้างสิทธิ์ในการประพันธ์ แต่ให้ใช้งานฟรี
วันที่สร้างเพจ: 26-04-2016

การมีอยู่ของโครงสร้างข้อมูลที่ถูกต้องและแม่นยำใน DBMS นำไปสู่แนวคิดของฐานข้อมูลที่มีโครงสร้าง นั่นคือ ข้อมูลในฐานข้อมูลดังกล่าวจะต้องนำเสนอเป็นชุดขององค์ประกอบที่สัมพันธ์กัน หากเราถือว่าความเป็นไปได้ในการสร้างประเภทใหม่และกระบวนการไดนามิกในการสร้างการเชื่อมต่อ (ระหว่างการปรากฏตัวของวัตถุในฐานข้อมูล) เราจะมาถึงแนวคิดของฐานข้อมูลที่ไม่มีโครงสร้าง ตัวเลือกระดับกลางก็ยอมรับได้เช่นกัน ซึ่งเรียกว่าฐานข้อมูลที่มีสคีมาที่กำหนดบางส่วน การแบ่งฐานข้อมูลนี้จากมุมมองของระดับโครงสร้างของข้อมูลที่เก็บไว้กลายเป็นจุดสำคัญในการเลือกผู้ให้บริการ DBMS สำหรับการนำ IS ไปใช้เนื่องจาก DBMS เฉพาะมักจะรองรับโมเดลข้อมูลเฉพาะ ในทางกลับกัน ควรระลึกไว้ว่าสำหรับฐานข้อมูลแต่ละประเภทข้างต้น จะใช้แบบจำลองข้อมูลที่เกี่ยวข้อง เช่น มีโมเดลข้อมูลหลายแบบ

ปัจจุบันมีฐานข้อมูลที่มีโครงสร้างสามประเภทหลัก: แบบจำลองข้อมูลเชิงตรรกะขึ้นอยู่กับลักษณะของการเชื่อมต่อที่รองรับระหว่างองค์ประกอบข้อมูล - เครือข่าย ลำดับชั้น และเชิงสัมพันธ์ คุณลักษณะการจำแนกประเภทในแบบจำลองเหล่านี้ ได้แก่ ระดับความแข็งแกร่ง (การตรึง) ของการเชื่อมต่อ การแสดงทางคณิตศาสตร์ของโครงสร้างแบบจำลอง และประเภทข้อมูลที่ยอมรับได้ (ดูตาราง 1.1) ประเภทข้อมูลที่ถูกต้องจะมีการหารือในภายหลังในการศึกษานี้ โมเดลเชิงสัมพันธ์.

ข้าว. รูปที่ 1.8 แสดงคุณลักษณะของแบบจำลองข้อมูลแต่ละแบบ เมื่อเปรียบเทียบโมเดล โปรดจำไว้ว่าโมเดลทั้งหมดมีความเท่าเทียมกันในทางทฤษฎี ความเท่าเทียมกันของแบบจำลองอยู่ที่ความจริงที่ว่าสามารถลดขนาดให้กันและกันได้ด้วยการแปลงอย่างเป็นทางการ หลักฐานโดยละเอียดเกี่ยวกับข้อเท็จจริงนี้สามารถพบได้ในเอกสารคลาสสิกเกี่ยวกับฐานข้อมูลของ J. Martin สาระสำคัญของการพิสูจน์คือการละทิ้งหลักการของความซ้ำซ้อนของข้อมูล กล่าวคือ อนุญาตให้ทำซ้ำข้อมูลในโหนดมุมมอง จากนั้น การแปลงโมเดลหนึ่งไปสู่อีกโมเดลหนึ่งสามารถทำได้โดยการเพิ่มจุดยอดของการเป็นตัวแทนที่สอดคล้องกันในห่วงโซ่ของโมเดล "เครือข่าย-ลำดับชั้น-สัมพันธ์"

ข้าว. 1.8.

หลักการทั่วไปของการจำแนกประเภท DBMS

บ่อยครั้งที่ DBMS ถูกจัดประเภทตามประเภทของโมเดลข้อมูลที่สนับสนุน ดังนั้น DBMS จึงถูกแยกความแตกต่างระหว่างเครือข่าย ลำดับชั้น และเชิงสัมพันธ์ อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติการประมวลผลข้อมูล DBMS มีลักษณะพิเศษคือความสามารถในการสนับสนุน บางประเภทดีบี. ในตัวมาก ปริทัศน์ฐานข้อมูลแบ่งออกเป็น:

• factographic ซึ่งจัดเก็บชุดของข้อเท็จจริงที่บูรณาการ อาจมาจากเอกสารต่างๆ
• สารคดีที่เน้นการจัดเก็บเอกสาร
• สารคดีและข้อเท็จจริงซึ่งมีคุณสมบัติทั้งสองอย่าง

ใช่แล้ว ดีบีเอ็มเอส ซีดี/ไอซิสเน้นการสนับสนุนการทำงานเป็นหลักโดยมีเอกสารที่ประกอบด้วย จำนวนหนึ่งหมวดหมู่ที่จัดทำดัชนีโดยอรรถาภิธาน คำหลัก- ADABAS DBMS เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดระเบียบฐานข้อมูลข้อเท็จจริง และ ORACLE DBMS เหมาะอย่างยิ่งสำหรับฐานข้อมูลประเภทผสม เพื่อไม่ให้เกิดความสับสนในการใช้งาน โมเดลที่แน่นอนข้อมูล ฐานข้อมูล โดยมีข้อยกเว้นที่หายาก แนะนำให้จำแนกตามประเภทของแบบจำลองที่ใช้ใน DBMS โปรดทราบว่าการจำแนกประเภทของฐานข้อมูลยังห่างไกลจากการวิจัยที่สมบูรณ์: ความพยายามที่จะแนะนำฐานข้อมูลประเภทใหม่ยังคงดำเนินต่อไป (ใช้งานอยู่, นิรนัย, เชิงสัมพันธ์แบบคลุมเครือ, ฐานข้อมูลกราฟิก ฯลฯ )

ในหลายกรณี เป็นสิ่งสำคัญสำหรับนักพัฒนา IS ที่จะต้องแบ่ง DBMS (และฐานข้อมูล) ตามลักษณะของการประมวลผล: แบบรวมศูนย์และแบบกระจาย เมื่อใช้การประมวลผลแบบกระจายคุณควรใส่ใจกับลักษณะของการประมวลผลธุรกรรมเนื่องจาก อย่างหลังมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของระบบ ในกรณีทั่วไปส่วนใหญ่ ธุรกรรมจะเข้าใจว่าเป็นหน่วยงานที่ผู้ใช้ต้องการจากฐานข้อมูล โดยไม่คำนึงถึงลักษณะของการประมวลผล บ่อยครั้งเป็นผลมาจากการประมวลผลธุรกรรม คำขอของผู้ใช้จะถูกนำไปใช้เพื่อดึงข้อมูลจากฐานข้อมูลหรือเพื่ออัพเดตฐานข้อมูลหรือเพื่อดำเนินการอื่น ๆ บนฐานข้อมูล สันนิษฐานว่าการดำเนินการตามคำขอจะมาพร้อมกับการดำเนินการชุดการดำเนินการ DBMS ภายในระบบที่มุ่งรักษาความสมบูรณ์ของข้อมูล การควบคุมการเข้าถึง ฯลฯ

มีแนวทางแนวคิดที่แตกต่างกันในการประมวลผลธุรกรรมในการประมวลผลแบบกระจาย คำถามพื้นฐานในที่นี้ไม่เพียงแต่คำถามเกี่ยวกับวิธีการเท่านั้น แต่ยังรวมถึงที่ที่การประมวลผลธุรกรรมถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นด้วย: บนไฟล์คอมพิวเตอร์ ผู้ใช้หรือบนคอมพิวเตอร์เฉพาะบนเครือข่าย การเลือกแนวคิดอย่างใดอย่างหนึ่งจะกำหนดเวลาตอบสนองของระบบต่อคำขอของผู้ใช้ พารามิเตอร์ “เวลาตอบสนองของระบบต่อคำขอของผู้ใช้” มักทำหน้าที่เป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดหรือเป็นที่ต้องการของระบบที่กำลังพัฒนา ตัวอย่างเช่นสำหรับ ระบบกระจายเมื่อจองตั๋วเครื่องบินสำหรับสายการบินที่ใหญ่ที่สุดในโลก พารามิเตอร์นี้จำเป็นและรวมอยู่ในนั้นด้วย โซลูชันการออกแบบเป็นเวลาไม่เกิน 30-45 วินาที