Модели данных

В классификации моделей по классам объектов моделирования можно выделить универсальные информационные модели, для которых предметом исследования являются данные. Примеры таких моделей: базы данных, базы знаний, экспертные системы, автоматизированные системы управления. Рассмотрим эти модели на примере баз данных.

Основные понятия таких моделей: информационный объект, реквизит, ключ.

Информационный объект - это описание реального объекта в виде совокупности его характеристик, называемых реквизитами. Ключевойреквизит (ключ) позволяет идентифицировать объект, так как значение ключевого реквизита уникально.

Пример.

Информационный объект Студент имеет реквизиты:

- № зачетной книжки (ключевой реквизит),

- Фамилия, имя, отчество,

- дата рождения и т.д.

Отношения между реальными объектами Х и Y определяются в модели как связи. Виды связей: один к одному (1:1), один ко многим (1:∞), многие ко многим (∞:∞).

(1:1) означает, что одному экземпляру информационного объекта Х соответствует не более одного экземпляра объекта Y. Пример – связь между информационными объектами Студент и Личное дело.

(1:∞) означает, что одному экземпляру информационного объекта Х может соответствовать любое количество экземпляров объекта Y. Пример – связь между информационными объектами Место обучения и Студент.

(∞:∞) означает, что одному экземпляру информационного объекта Х может соответствовать любое количество экземпляров объекта Y и наоборот. Пример – связь между объектами Студент и Преподаватель.

Примеры информационных моделей: базы данных, автоматизированные системы управления, базы знаний, экспертные системы.

База данных - это связанная совокупность структурированных данных об определенном процессе или явлении.

Система управления базами данных - это комплекс программ для создания баз данных и работы с ними.

Базы данных могут реализовывать иерархическую, сетевую и реляционную модели (или структуры) данных. Иерархическая представляет связи между объектами (данными) в виде дерева (рисунок 5.4).

Уровень 3

Уровень 2

А

С3

С2

С1

В2

В1

А

С3

С2

С1

В2

В1

Уровень 1

Рисунок 5.4 – Иерархическая структура Рисунок 5.5 – Сетевая структура

Объект первого уровня называют «предком» для объектов второго уровня, а объекты второго уровня – «потомками» связанных с ними объектов предыдущего уровня. Сетевая (рисунок 5.5) отличается тем, что «ветви» дерева «пересекаются», «срастаются», то есть, при сетевой структуре у «потомка» может быть несколько «предков», а при иерархической – только один.

Наиболее распространена реляционная модель данных, организованная в виде двумерных таблиц. Она может описывать и предыдущие две структуры. Пример реляционной модели для базы данных «Заказы», состоящей из трех таблиц, приведен на рисунке 5.6.

Рисунок 5.6 – Пример реляционной структуры данных

Названия таблиц выделены жирным шрифтом, ключевые поля – курсивом, лини иллюстрируют связи между таблицами.