Виды структур данных

Базы данных - важнейшая составная часть информационных систем.

ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Информационные системы предназначены для хранения и обработки больших объемов информации. Изначально такие системы существовали в письменном виде (картотеки, папки, журналы, библиотечные каталоги и т.д.)

Основные функции информационных систем:

Ввод данных. Система должна предоставлять возможность накапливания и упо­рядочивания данных. Необходимо обеспечить просмотр этих данных, внесение в них изменений и дополнений с тем, чтобы поддерживать актуальность информации.

Запросы по данным. В системе должна существовать возможность находить и просматривать отдельные части накопленной информации.

Составление отчетов. Время от времени возникает необходимость обобщать и анализировать большую группу данных (или даже все данные) информационной системы, представляя ее в виде документа.

Обслуживание информационных систем, реализованных в письменном (бумаж­ном) виде, сопряжено со многими трудностями: чем больше информационная система, тем больше бумаги (карточек) и места требуется для их хранения (в этом можно убедиться на примере библиотеки); много времени тратится на поиск нужной информации. Сложности возникают при обновлении, анализе и обработке данных.

Предположим мы хотим собрать информацию про альбомы музыкальных групп. Пусть имеется информация о некоторых альбомах: 1965, Led Zeppelin 4, Lp, Help!, Atlantic, 1971, Lp(England), EMI, 1970, Flash Gordon, Parlophone, 1980, Led Zeppelin 3, Soundtrack, Lp, Atlantic. Этот список мало о чем говорит. Извлечь какую-либо информацию из этого набора данных практически невозможно.

Представим данные в виде табл. 2.2.

Таблица 2.2 Информация об альбомах музыкальных групп

Название альбома	Год выпуска	Тип	Фирма альбома
Help! Led Zeppelin 4 Led Zeppelin 3 Flash Gordon	1965 1971 1970 1980	Lp (England) Lp Lp Soundtrack	Parlophone Atlantic Atlantic EMI

Теперь воспринимать и использовать информацию стало гораздо удобнее. Представленная таблица является информационной моделью. Объектами, отра­женными в этой модели, являются музыкальные альбомы (групп), причем все данные взаимосвязаны.

В информатике совокупность взаимосвязанных данных называется информаци­онной структурой, или структурой данных. В нашем примере объектами модели являются музыкальные альбомы. Свойства же этих объектов находятся в столбцах таблицы («Название альбома», «Год выпуска», «Тип альбома», «Фирма»), их называют атрибутами объектов. Таким образом, каждая строка таблицы - есть совокупность атрибутов объекта. Такую строку называют записью, а столбец - полем записи.

Помимо сведений, указанных в атрибутах, табличная организация данных по­зволяет получить дополнительную информацию. К примеру, нетрудно узнать (в предположении, что наша табл. 2.2 заполнена данными):

• какая группа выпустила больше альбомов за определенный период;

• число альбомов данной группы;

• сколько имеется альбомов типа Soundtrack (музыка к фильму);

• какая фирма выпустила наибольшее число альбомов данной группы.

Табличная организация данных называется также реляционной. Кроме таблич­ной структуры данных существуют другие виды структурной организации данных.

Для иерархических структур (рис.2.22) характерна подчиненность объектов ниж­него уровня объектам верхнего уровня. Важно отметить, что в дереве, между верхними и нижними объектами, задано отношение «один ко многим» (т.е. одной группе соответствует много альбомов, одному альбому соответствует много песен).

Рис. 2.22. Пример иерархической организации данных

Несмотря на то, что в атрибутах, описывающих песню, нет названия альбома, глядя на дерево, по линиям связи можно сказать, какая песня принадлежит альбому. Благодаря линиям связи можно определить принадлежность альбома группе. Из данной иерархической структуры можно узнать:

• в каком альбоме больше песен;

• число альбомов, выпущенных группой;

• есть ли в альбомах одинаковые песни и т.д.

Сетевую структуру данных можно представить в виде схемы, рис. 2.23.

Джени Сесилия Бергрен рост 170, брюнетка, род. 29.05.72

Мелин Бергрен рост 168, блондинка, род. 31.10.70

Джонас Петер Бергрен рост 190, шатен, род. 21.03.67

Ульф Экберг рост 188, блондин, род. 06.12.70

Вокал

Соло-гитара YAMAHA

Бас-гитара KORD

Ударные CASIO

Рис. 2.23. Пример сетевой организации данных

Глядя на рис. 2.23, можно определить, какими инструментами владеет музыкант, является ли он вокалистом. В этом случае есть два уровня взаимосвязанных объек­тов, но отношение между ними «многие ко многим».

Пусть в этой сетевой структуре данные о музыкантах и «инструментах» состоят из следующих атрибутов: музыкант - ФИО, рост, цвет волос, время рождения; инструмент- название инструмента, какой фирмой изготовлен инструмент.