Strukturni elementi baze podataka

U opisu podatkovnog objekta morate istaknuti 2 komponente: strukturu i instancu.

Struktura- popis atributa objekta i karakteristika atributa.

Primjer- skup vrijednosti atributa.

Struktura se vrlo rijetko mijenja. Instanca je podložna promjenama.

Kada je pohranjena na računalu, baza podataka odgovara grupi datoteka i mapa, datoteka odgovara skupu objekata. Svaki objekt ima odgovarajući unos u datoteci. Svaki atribut ima odgovarajuće polje zapisa.

Za opisivanje atributa koriste se sljedeće karakteristike:

1.ime, na primjer, nUgovor, cStudent;

2. tip, na primjer, znak, broj;

3. duljina, na primjer, 15 bajtova;

4. preciznost, za numeričke podatke.

5. opis, komentar;

6. format slike na ekranu i papiru;

7. nagovještaj;

8. format unosa;

9. početna vrijednost;

10. raspon vrijednosti.

Ključ Je sredstvo za organiziranje objekata u skupu. Ključ sadrži ključni izraz, sastavljena od atributa objekta. Uzlazne vrijednosti izraza ključa prikazane su za pregled i obradu.

Za jedan set može se odrediti više ključeva. Na primjer, za skup Zaposlenici možete odrediti ključ po abecednom redu prezimena, zaposlenici će biti prikazani abecednim redom.

Ključ se zove primarni ako je iz skupa odabran 0 ili 1 objekt po jednoj vrijednosti njegovog izraza. Na primjer, za zapošljavanje zaposlenika primarni je ključ "Po broju osoblja", jer se za jednu vrijednost broja osoblja ili ne dodjeljuje niti jedan zaposlenik ili samo jedan zaposlenik.

Ključ se zove sekundarni ako je iz skupa odabrano 0 ili više objekata po jednoj vrijednosti njegovog izraza. Primjerice, ključ za regrutiranje zaposlenika, ključ "Abecedna prezimena" je sekundaran, budući da među zaposlenicima može biti imenjaka.

Prema aksiomu razlike, svaki skup ima primarni ključ. U krajnjem slučaju, njegov izraz uključuje sve atribute objekta u skupu.

Dobra je praksa uvesti umjetni atribut "Sequence # in set" za objekt podataka koji je automatski dodijeljen i jedinstven. Ključ za ovaj atribut se zove surogat.

Imajte na umu da su koncepti primarnih i sekundarnih ključeva neovisni o broju i vrijednostima objekata u skupu. Postoje primarni i sekundarni ključevi za prazne skupove.

Neka postoji n skupova objekata E 1, E 2, ..., E n.

Komunikacija je skup nizova objekata (e i 1, e i 2,…, e i n), gdje je e i 1 Î E 1, e i 2 Î E 2,…, e i n Î E n.

Uz pomoć poveznica, skupovi objekata se kombiniraju u jedinstvenu informacijsku strukturu.

Postoje tri vrste veza između dva skupa objekata (n = 2):

1. jedan prema jedan (1:1);

2. jedan prema mnogo (1: M);

3. mnogo prema mnogima (M: N).

"jedan na jedan", ako za svaki objekt iz prvog skupa možete odrediti 0 ili 1 objekt iz drugog skupa i za svaki objekt iz drugog skupa možete odrediti 0 ili 1 objekt iz prvog skupa.

Primjeri odnosa 1:1 odnosi su između:

Učenici i razrednici,

Između država i valuta,

Između časnika i službenog oružja,

· Između državljana i stranih putovnica. Svaki učenik ili nema knjižicu, ili ima samo jednu.

Za svakog učenika ili učenik nije naveden, ili postoji samo jedan.

Veza između dva skupa E 1 i E 2 je tipa Jedan prema više 0 ili više 0 ili 1 objekt iz prvog skupa.

Primjeri poveznica 1: M su veze između

Banke i depoziti,

Depoziti i doprinosi,

Između grupa i učenika,

Između odjela i zaposlenika,

Između izjava i redaka izjava,

· Između klijenata i zahtjeva.

Svaka banka nema depozita (banka još nije otvorena) ili može biti mnogo depozita. Za svaki depozit ili nije navedena banka, ili postoji samo jedan.

Veza između dva skupa E 1 i E 2 je tipa Mnogi-prema-mnogima ako za svaki objekt iz prvog skupa možete odrediti 0 ili više objekte iz drugog skupa i za svaki objekt iz drugog skupa možete odrediti 0 ili više objekti iz prvog skupa.

Primjeri M:N odnosa su odnosi između

Proizvodi i zemlje,

Između studenata i disciplina,

Između zaposlenika i projekata,

Između narudžbi i robe,

· Između trgovina i kupaca.

Svaki proizvod može biti isporučen iz mnogih zemalja i uopće se ne šalje. Svaka zemlja može isporučiti mnogo proizvoda, a nijedan.

Veze su grafički prikazane strelicama (slika 4.5).

U stvarnom DBMS-u implementirana je samo jedna vrsta odnosa - jedan prema više.

Odnos 1:1 dobiva se iz odnosa 1:M ograničavanjem.

Za implementaciju M:N odnosa, uvodi se novi skup objekata i koriste se dva 1:M odnosa.

Na primjer, odnos između zemalja i M:N proizvoda dobiva se korištenjem skupa podataka o "pošiljkama" (slika 4.6).

Infološki model (informacijsko-logički model)- orijentiran na čovjeka i neovisan o vrsti DBMS modela domene, koji određuje skup informacijskih objekata, njihove atribute i odnose među objektima, dinamiku promjena u domeni, kao i prirodu informacijskih potreba korisnika. Infološki model predmetnog područja može se opisati modelom "entitet-odnos" (Chenov model), koji se temelji na podjeli stvarnog svijeta na zasebne prepoznatljive entitete koji su međusobno u određenim odnosima, a obje kategorije - suština i odnos pretpostavljaju se primarnim, neodređenim pojmovima...

Svrha infološkog modeliranja

• pružajući najprirodnije načine da osoba prikupi i prezentira informacije koje bi trebale biti pohranjene u bazi podataka koja se stvara. Stoga pokušavaju izgraditi infološki model podataka po analogiji s prirodnim jezikom (potonji se ne može koristiti u svom čistom obliku zbog složenosti računalne obrade tekstova i višeznačnosti bilo kojeg prirodnog jezika). Glavni konstruktivni elementi infoloških modela su entiteti, odnosi između njih i njihova svojstva (atributi).

Osnovni koncepti

• Bit- bilo koji objekt koji se može razlikovati (objekt koji možemo razlikovati od drugog), informacije o kojem se moraju pohraniti u bazi podataka. Entiteti mogu biti ljudi, mjesta, avioni, letovi, okus, boja itd. Potrebno je razlikovati pojmove kao što su tip entiteta i instanca entiteta. Pojam tip entiteta odnosi se na skup homogenih pojedinaca, objekata, događaja ili ideja koji djeluju kao cjelina. Instanca entiteta odnosi se na određenu stvar u zbirci. Na primjer, tip entiteta može biti GRAD, a instanca može biti Moskva, Kijev itd.
• Atribut- imenovana karakteristika entiteta. Njegov naziv mora biti jedinstven za određenu vrstu entiteta, ali može biti isti za različite tipove entiteta (na primjer, BOJA se može definirati za mnoge entitete: PAS, AUTOMOBIL, DIM, itd.). Atributi se koriste kako bi se odredilo koje informacije treba prikupiti o entitetu. Primjeri atributa za entitet VOZILO su VRSTA, MARKA, BROJKA, BOJA i tako dalje. Ovdje također postoji razlika između tipa i instance. Tip atributa COLOR ima mnogo instanci ili vrijednosti: Crvena, Plava, Banana, Noćna bijela i tako dalje, ali samo jedna vrijednost atributa dodjeljuje se svakoj instanci entiteta.

Ne postoji apsolutna razlika između tipova entiteta i atributa. Atribut je takav samo u odnosu na vrstu entiteta. U drugom kontekstu, atribut može djelovati kao neovisni entitet. Na primjer, za tvornicu automobila boja je samo atribut proizvodnog proizvoda, a za tvornicu boja boja je vrsta entiteta.

• Ključ- minimalni skup atributa čije se vrijednosti mogu koristiti za jedinstveno pronalaženje tražene instance entiteta. Minimalnost znači da isključivanje bilo kojeg atributa iz skupa ne dopušta da se entitet identificira od strane ostalih. Za entitet Raspored, ključ je atribut Flight_number ili skup: Departure_point, Departure_time i Destination_point (pod uvjetom da jedan avion polijeće od točke do točke).

• Povezivanje- udruživanje dvaju ili više subjekata. Ako je svrha baze podataka bila samo pohranjivanje zasebnih, nepovezanih podataka, tada bi njezina struktura mogla biti vrlo jednostavna. Međutim, jedan od glavnih zahtjeva za organizaciju baze podataka je osigurati mogućnost pronalaženja nekih entiteta prema vrijednostima drugih, za što je potrebno uspostaviti određene veze između njih. A budući da stvarne baze podataka često sadrže stotine ili čak tisuće entiteta, teoretski se između njih može uspostaviti više od milijun veza. Prisutnost takvog skupa veza određuje složenost infoloških modela.

Zahtjevi za infološki model

• Adekvatan prikaz predmetnog područja
• Izbjegavanje dvosmislenog tumačenja modela
• Jasna definicija simulirane domene (konačnost modela)
• Jednostavna proširivost, koja omogućuje unos novih podataka bez promjene prethodno definiranih, isto vrijedi i za brisanje podataka
• Mogućnost sastavljanja i dekompozicije modela zbog velike dimenzije stvarnih infoloških modela
• Jednostavna percepcija od strane različitih kategorija korisnika; poželjno je da infološki model gradi (ili barem sudjeluje u njegovoj izradi) stručnjak iz ovog područja, a ne samo projektant sustava strojne obrade podataka
• Primjenjivost jezika specifikacije modela za ručno i računalno potpomognuto projektiranje informacijskih sustava

Komponente infološkog modela

• Opis objekata i odnosa među njima, nazvan ER-model (skraćeno od "Entity-relationship model")
• Opis informacijskih potreba korisnika
• Algoritamske veze atributa
• Jezični odnosi zbog osobitosti zastupljenosti predmetnog područja u jezičnom okruženju
• Ograničenja integriteta

Izgradnja modela objekta - svojstva - odnosa

Klase objekata

U predmetnom području, u procesu njegovog ispitivanja i analize, postoje klase objekata... Klasa objekata je zbirka objekata koji imaju isti skup svojstava. Na primjer, ako sveučilište promatramo kao predmetno područje, onda se u njemu mogu razlikovati sljedeće klase objekata: studenti, nastavnici, slušaonice itd. Objekti mogu biti stvarni, kao što je gore spomenuto, ili mogu biti apstraktni, kao npr. predmeta koje studenti uče.

Kada se reflektira u informacijskom sustavu, svaki objekt je predstavljen svojim identifikatorom, koji razlikuje jedan objekt klase od drugog, a svaka klasa objekata predstavljena je imenom ove klase. Dakle, za objekte klase "PROUČENI PREDMETI" identifikator svakog objekta bit će "NAZIV PREDMETA". Identifikator mora biti jedinstven.

Svaki objekt ima određeni skup svojstava. Za objekte iste klase skup ovih svojstava je isti, a njihove se vrijednosti, naravno, mogu razlikovati. Na primjer, za objekte klase "STUDENT", takav skup svojstava koji opisuju objekte klase može biti "GODINA ROĐENJA", "POL" itd.

Prilikom opisa predmetnog područja potrebno je prikazati svaku od postojećih klasa objekata i skup svojstava fiksiranih za objekte ove klase.

Za prikaz objekata i njihovih svojstava koristit ćemo sljedeće oznake.

Svaka klasa značajki u infološkom modelu ima jedinstveno ime. Naziv klase objekta je gramatički obrt imenice (imenice koja može imati pridjeve i prijedloge). Ako se ime sastoji od nekoliko riječi, onda je poželjno da imenica bude na prvom mjestu. Imenica se mora koristiti u jednini, a ne u množini. Stoga je za klasu objekata "STUDIRANE DISCIPLINE" koja je gore razmatrana, bolje je dati naziv "DISCIPLINE STUDYED". Ako se u predmetnom području tradicionalno koriste različiti nazivi za označavanje bilo koje klase objekata (tj. postoji sinonimija), tada ih sve treba fiksirati u opisu sustava, a zatim se jedan od njih bira kao glavni, i samo bi se ovaj naziv trebao koristiti u budućnosti.u ILM-u. Uz naziv klase objekta u ILM-u, može se koristiti i njezina oznaka kratkog koda.

Prilikom izgradnje infološkog modela poželjno je dati verbalnu interpretaciju svakog entiteta, posebice ako je moguća dvosmislena interpretacija pojma.

Odnosi između objekta i njegovih svojstava

Pri opisu predmetnog područja potrebno je odraziti veze između objekta i svojstava koja ga karakteriziraju. Ovo je jednostavno prikazano kao linija koja povezuje oznaku objekta i njegova svojstva.

Odnos između objekta i njegovog svojstva može biti različit. Objekt može imati samo jednu vrijednost za svojstvo. Na primjer, svaka osoba može imati samo jedan datum rođenja. Nazovimo takva svojstva singl... Za druga svojstva, moguće je da postoji nekoliko vrijednosti za jedan objekt u isto vrijeme. Pretpostavimo, na primjer, kada se opisuje "ZAPOSLENIKA", "STRANI JEZIK" koji posjeduje je fiksiran kao njegovo vlasništvo. Budući da zaposlenik može znati više stranih jezika, takva će se imovina zvati plural... Kada prikazujemo odnos između objekta i njegovih svojstava, koristit ćemo jednu strelicu za pojedina svojstva, a dvostruku strelicu za više svojstava.

Osim toga, neka svojstva su trajna, njihova vrijednost se ne može mijenjati tijekom vremena. Nazovimo takva svojstva statički, a bit će pozvana ona svojstva čija se vrijednost može mijenjati s vremenom dinamičan.

Druga karakteristika odnosa između objekta i njegovog svojstva je znak da li je to svojstvo prisutno u svim objektima dane klase ili ga nema u nekim objektima. Na primjer, za pojedine zaposlenike može postojati svojstvo "AKADEMSKI STUPANJ", a drugi objekti ove klase možda nemaju navedeno svojstvo. Nazovimo takva svojstva uvjetovana.

Kada prikazujemo povezanost uvjetnog svojstva s objektom, koristit ćemo se točkastom linijom, a za označavanje dinamičkih i statičkih svojstava koristit ćemo slova D i S iznad odgovarajuće crte.

Ponekad je u infološki model korisno uvesti koncept "kompozitnog svojstva". Primjeri takvih nekretnina bili bi ADRESA, koja se sastoji od GRAD, ULICA, KUĆA i STAN, i DATUM ROĐENJA, koji se sastoji od BROJA, MJESECA i GODINE. U ILM-u kvadrat koristimo za označavanje kompozitnog svojstva iz kojeg potječu linije koje ga povezuju s oznakama njegovih sastavnih elemenata.

Odnosi između objekata

Osim veze između objekta i njegovih svojstava, infološki model bilježi veze između objekata različitih klasa. Postoje poveznice tipa:

• "Jedan na jedan" (1:1): u svakom trenutku, svaki predstavnik (instanca) entiteta A odgovara 1 ili 0 predstavnika entiteta B:

Student ne smije “zaraditi” stipendiju, primati redovnu stipendiju ili neku od povećanih stipendija.

• "Jedan prema mnogima" (1: M): jedan predstavnik entiteta A odgovara 0, 1 ili nekoliko predstavnika entiteta B.

Stan može biti prazan, u njemu može živjeti jedan ili više stanara.

• "Mnogo prema jednom" (M: 1)

Ove vrste odnosa ponekad se nazivaju stupnjem odnosa. Osim stupnja povezanosti u infološkom modelu, da bi se okarakterizirala povezanost između različitih entiteta, potrebno je naznačiti i tzv. "klasu pripadnosti", koja pokazuje ne može li biti veze između objekta ove klase i bilo koji objekt druge klase. Klasa entiteta mora biti obavezna ili izborna.

Pojasnimo što je rečeno na konkretnim primjerima. Kao što je već spomenuto, infološki model nije izgrađen za poseban objekt, već prikazuje klase objekata i odnose između njih. Odgovarajući dijagram koji to prikazuje naziva se dijagram tipa ER (ovaj naziv je zbog činjenice da se na engleskom riječ "entitet" piše "Entity", a odnos je "Relationship"). Međutim, ponekad se, osim dijagrama tipa ER, koriste i dijagrami ER-instance.

Pretpostavimo da infološki model prikazuje odnos između dvije klase objekata: "OSOBNOST" i "STRANI JEZIK". -

Pretpostavimo da je predmetno područje tvornica u kojoj neki zaposlenici znaju neki strani jezik, ali nitko od njih tečno ne govori više od jednog jezika. Naravno, postoji mnogo jezika koje nitko od zaposlenika ne govori, a također i da neki od zaposlenika govore isti strani jezik.

Pretpostavimo nadalje da je predmetno područje institucija, a objekt "OSOBNOST" odražava kandidate koji ulaze u tu instituciju. Svaki od prijavljenih mora nužno govoriti strani jezik, ali nitko ne govori više od jednog jezika.

I u prvom iu drugom razmatranom slučaju, odnos M:1 se promatra između entiteta. Na dijagramu je to prikazano sa strane objekta "OSOBNOST" dvostrukom strelicom, a sa strane objekta "STRANI JEZIK" - jednom strelicom na liniji koja prikazuje odnos između ovih entiteta.

Razlika u razmatranim situacijama je u tome što je u prvom slučaju pripadna klasa izborna za oba entiteta, a u drugom - za entitet "OSOBNOST" klasa pripadnosti je obavezna. To je na dijagramu prikazano točkom u pravokutniku koja odgovara objektu "OSOBNOST".

Neka predmetno područje bude isto kao u prethodnom slučaju, ali postoje situacije kada neki pristupnici znaju više stranih jezika. U ovom slučaju, veza između objekata bit će tipa M: M.

Pretpostavimo da je predmetno područje neki lingvistički institut, u kojem svaki od zaposlenika nužno zna nekoliko stranih jezika, a za svaki od jezika poznatih znanosti u ovom institutu postoji barem jedan specijalist koji ga govori.

U ovom slučaju, odnos između objekata "bit će M: M, a klasa pripadnosti oba entiteta je obavezna."

Jednostavni i složeni objekti

Za objekt se kaže da je jednostavan ako se smatra nedjeljivim. Složeni objekt je kombinacija drugih objekata, jednostavnih ili složenih, također prikazanih u informacijskom sustavu. Koncept "jednostavnog" i "složenog" objekta je relativan. U jednom pogledu, objekt se može smatrati jednostavnim, au drugom se isti objekt može smatrati složenim. Na primjer, objekt "stolica" u podsustavu računovodstva materijalnih sredstava smatrat će se jednostavnim objektom, ali za poduzeće koje proizvodi stolice bit će složeni objekt (uključujući "noge", "leđa", "sjedalo", itd.).

Postoji nekoliko vrsta složenih objekata: složeni objekti, generalizirani objekti i agregirani objekti.

Kompozitni objekt odgovara preslikavanju odnosa cijeli dio. Primjeri kompozitnih objekata su ČVOROVI - DETALJI, RAZRED - UČENICI i tako dalje.

Infološki modeli obično ne koriste nikakve posebne konvencije za prikaz složenih objekata. Odnos između kompozita i njegovih sastavnih objekata prikazan je na isti način kao što je gore opisano. Štoviše, priroda veze također može biti različita: na primjer, "DETALJI" i "ČVOROVI" međusobno su povezani relacijom tipa M: M, a "GRUPA" i "STUDENTI" - relacijom 1: M .

Generalizirani objekt odražava prisutnost odnosa "rod - vrsta" između objekata predmetnog područja. Primjerice, objekti STUDENT, ŠKOLAC, MATURANT, STUDENT STUDENTS čine generalizirani objekt STUDENTS. Objekti koji čine generalizirani objekt nazivaju se njegovim kategorijama.

I "generički" objekt i "specifični" objekti mogu imati određeni skup svojstava. Štoviše, promatra se takozvano nasljeđivanje svojstava, odnosno, "specifični" objekt ima sva svojstva koja posjeduje "generički" objekt, plus svojstva svojstvena samo objektima ove vrste.

Agregirani objekti obično odgovaraju nekom procesu u koji su "uključeni" drugi objekti. Na primjer, agregirani objekt "SUPPLY" kombinira objekte "DOBAVLJAČ", koji opskrbljuje proizvode, "POTROŠAČ", koji prima te proizvode, kao i isporučeni "PROIZVOD". Izvorni objekt je "DATUM ISPORUKE". Agregirani objekt može, poput jednostavnog objekta, imati svojstva koja ga karakteriziraju. U primjeru koji se razmatra, takvo svojstvo može biti veličina isporuke.

Usporedba metoda za konstruiranje ER-modela

ER modeli se vrlo široko koriste u praksi dizajna baza podataka. Štoviše, koriste se u ručnom i računalno potpomognutom dizajnu. Metode grafičkog prikaza ER-modela donekle se razlikuju u različitim sustavima automatizacije dizajna iu različitim literarnim izvorima.

Zatim ćemo razmotriti značajke prezentacije ER-modela u tri najpoznatija sustava automatizacije dizajna (CASE-sustava): Prokit * WORKBENCH, Desing / IDEF i CASE ORACLE, kao i u nekim literarnim izvorima.

Postoji nekoliko kategorija razlika u prikazu ER modela.

1. Beznačajne razlike povezane s korištenjem različitih simbola za prikaz istih entiteta. Dakle, pravokutnici, blokovi sa zaobljenim kutovima, ovali itd. mogu se koristiti za označavanje predmeta.

Sljedeći skup razlika odnosi se na način na koji su odnosi između objekata prikazani i imenovanje odnosa. Dakle, u nekim tehnikama, za prikaz veze u konektoru linije koja prikazuje ovu vezu, predlaže se nacrtati romb i napisati naziv veze unutar njega ili pored njega (Chenov model). Budući da su veze dvosmjerne, naziv veze će se mijenjati ovisno s koje strane se gleda. Stoga se u ILM-u često predlaže navođenje oba ova naziva (na primjer, u CASE ORACLE, Prokit sustavima). Štoviše, kako bi bilo jasno na koji smjer komunikacije se koji naziv odnosi, poduzimaju se određeni dogovori o tome kako se ta imena smjestiti na dijagrame. Na primjer, na vrh retka postavite imena koja se odnose na lijevu stranu veze, a ispod crte - na desnu. Prisutnost tako velikog broja simbola i oznaka zatrpava model. Osim toga, sama dodjela imena često je donekle otežana, što povećava napornost infološkog modeliranja. Stoga, u slučajevima kada to ne dovodi do nejasnoća i nejasnoća, ako sustav to dopušta, moguće je preporučiti ne korištenje posebnih oznaka i naziva za poveznice.

Za sliku tipa veze koriste se različite konvencije (1: 1, 1: M, M: M). Neki sustavi za automatizaciju dizajna, na primjer Prokit, pružaju korisniku mogućnost odabira između niza mogućih oznaka koje mu se sviđaju ili su mu poznatije. U ovom sustavu se sljedeće konvencije mogu koristiti za označavanje vrste veza između objekata.

Različite konvencije također se koriste za označavanje obveznog pojavljivanja objekata u odnosu ("klasa članstva / članstvo"). Dakle, u CASE ORACLE, klasa članstva se prenosi na sljedeći način; isprekidana crta se koristi na strani veze s kojom element ne mora nužno biti u poveznici, a gdje je potrebno članstvo, puna linija. Uzimajući u obzir klasu članstva, moguće su vrste odnosa prikazane na slici.

Oznake koje se koriste u CASE ORACLE su prikladnije, jer ako objekt sudjeluje u velikom broju veza, tada dodatne pravokutnike s točkama postaje nezgodno postaviti na sliku.

U Desing IDEF-u, priroda članstva u vezi je prikazana kao što je prikazano na slici.

2. Razlike, također povezane s načinom prikaza određenih situacija, ali značajnije, dovode do razlika u samim modelima. Na primjer, u sustavu 3RACLE, generalizirani objekt je prikazan "gniježđenim" blokovima koji predstavljaju "specifične" objekte unutar bloka koji predstavlja "generički" objekt. Slika prikazuje sliku objekta OSOBNOST o kojem smo gore govorili, u konvencijama korištenim u CASE ORACLE.

Kao što slijedi iz usporedbe slika, slika generaliziranih objekata u uspoređenim metodama razlikuje se ne samo u obliku prezentacije. Dakle, ako je objekt razvrstan prema različitim kriterijima, tada je pri korištenju prve od razmatranih metoda prikazivanja generaliziranih objekata jasno vidljivo na temelju čega se klasifikacija provodi. Druga metoda slike to ne pruža. Drugim riječima, metoda prikaza generaliziranih objekata predložena na početku poglavlja je semantički značajnija i informativnija.

Slika prikazuje isti generički objekt PERSONALITY koji koristi sintaksu IDEF1X sustava. Po svojoj semantici, ova slikovna metoda je bliža osnovnoj metodi ILM slike koju smo mi predložili. Razlika je u tome što se za entitete kategorije i "općenite" entitete u IDEF1X koriste iste oznake -

3. Osim razlika u reprezentaciji pojedinih entiteta, u teoriji infološkog modeliranja postoji nesklad u korištenoj terminologiji. Na primjer, u CASE ORACLE, generički objekt naziva se syper-tip, a specifični objekt naziva se pod-tip. Mnogo je takvih razlika u terminologiji, ali to nam sada nije cilj.

4. Sljedeći krug razlika povezan je s prostornom slikom pojedinih komponenti ILM-a. Na primjer, svojstva objekta ponekad se ne prikazuju u istom dijagramu kao objekti i odnosi između njih, a njihovi se opisi izvode zasebno. Često se „ispisivanje svojstava prikazuje u tabličnom ili drugom analitičkom obliku, a ne u grafičkom obliku.

ILM, čak i za malo i nekomplicirano predmetno područje, uključuje opis značajnog broja komponenti i odnosa među njima. To otvara problem jasnoće opće sheme. Taj se problem rješava na različite načine ručnom i automatiziranom izradom infološkog modela. U automatiziranim sustavima najčešće se gradi jedna slika ER-modela i koristi se tehnika skaliranja, kada se smanjenjem ili povećanjem razmjera slike može vidjeti i cijeli dijagram i njegov zasebni fragment na ekranu.

Također se koriste različite tehnike za smanjenje broja križanja linija na dijagramu. Dakle, u sustavu Prokit, u ove svrhe, dopušteno je duplicirati sliku objekta i postaviti ovaj duplikat pored objekta s kojim se mora povezati. Kako bi se pokazalo da ovo nije novi objekt, koristi se neka konvencionalna oznaka, na primjer, ocrtan je kut za odgovarajuće blokove.

U ručnom dizajnu obično nije moguće prikazati cijeli model ER kao jedan dijagram. U ovom slučaju možemo preporučiti sljedeću tehniku: opisati i opisati svaki objekt samostalno, dodijeliti kratku šifru svakom objektu. Koristeći ove kodove, za svaki objekt naznačite njegov odnos s drugim objektima.

5. Neke od mogućnosti dostupnih u nekim sustavima ili tehnikama nedostaju u drugima. U tim su slučajevima moguće različite opcije: a) za prikaz situacije koriste se mogućnosti koje pruža model, ali to zahtijeva korištenje određenih tehnika, često pomalo umjetnih, za njihovo predstavljanje; b) situacija jednostavno nije prikazana u modelu.

Na primjer, u mnogim sustavima infološkog modeliranja pretpostavlja se da svojstva objekta mogu biti samo pojedinačna. U ovom slučaju, svako višestruko svojstvo treba biti predstavljeno kao neovisni objekt i treba prikazati odnos između ovog novouvedenog objekta i izvornog objekta.

U IDEF-u svojstva objekta mogu biti samo pojedinačna i uvijek definirana (ne uvjetna). Ako svojstvo može biti odsutno u bilo kojem objektu, tada treba odabrati zasebne entitete, na primjer, OSOBNI ZAPOSLENIC s atributom PLAĆA i SATI, koji nema takav atribut. To će dovesti do potrebe odabira velikog broja objekata i poveznica u ILM-u, kako bi se smanjila vidljivost modela. Na primjer, pojedinačne instance objekta OSOBNOST mogu, ali ne moraju imati akademski naziv, akademski stupanj, godinu diplomiranja i mnoge druge značajke. Za svaku od ovih značajki morat ćete napraviti potklasu.

Neke metodologije ne uvode agregirani objekt kao neovisnu kategoriju. U ovom slučaju, agregirani objekt je prikazan kao jednostavan, a korisnik prvo mora definirati njegov identifikator i svojstva. Ako model dopušta prikazivanje samo binarnih veza, tada dizajner mora transformirati n-arnu vezu u skup binarnih veza.

Uz naznačene poteškoće u određivanju identifikatora agregiranog entiteta, problemi se mogu pojaviti pri prelasku s HLM-a na datalogički model.

Slučaj kada se situacija ne može odraziti u ILM-u može se ilustrirati sljedećim: ako metoda izgradnje modela ne podrazumijeva fiksiranje klase članstva u vezi, tada će se ta informacija jednostavno izgubiti.

U nekim CASE sustavima postoji situacija kada je neka konstrukcija dopuštena u sustavu kao srednja. Na primjer, u IDEF-u i CASE ORACLE, odnos M:M dopušten je kao nespecifičan odnos. Njegova prisutnost dopuštena je u ranim fazama razvoja projekta, a u budućnosti se mora zamijeniti posebnim odnosom uvođenjem trećeg subjekta. To je nedostatak sustava, budući da, kao prvo, svi DBMS-ovi ne zahtijevaju takvu transformaciju (neki sustavi eksplicitno podržavaju odnos M:M), a drugo, ako je takva transformacija potrebna, mogla bi se u potpunosti izvesti projektom. sustav automatizacije.automatski u fazi datalogičkog projektiranja. Čak i ako se izvodi "ručno" projektiranje, tada navedenu transformaciju projektant treba izvesti u fazi datalogičkog projektiranja, a ne pri opisu predmetnog područja. Osim toga, tijekom transformacije koja se razmatra u fazi infološkog projektiranja, u IDEF se uvodi nova kategorija entiteta - entiteti raskrižja ili asocijativni entiteti. Uvođenje novih entiteta podrazumijeva uvođenje ILM-a i dodatnih odnosa. Sve to, zajedno, komplicira ionako težak zadatak infološkog dizajna.

U predmetnom području mogu postojati entiteti čiji su identifikatori ovisni o identifikatoru nekog drugog objekta. Na primjer, ako su mjesta u poduzeću numerirana unutar radionice, tada će identifikator mjesta biti složen, uključujući šifru radionice i šifru mjesta. U infološkom modelu možete se ograničiti na određivanje ovog spojnog identifikatora. Neke tehnike za konstruiranje ER-modela (na primjer, IDEFIX metodologija, Prokit) predviđaju uvođenje posebnih tipova entiteta i posebnih tipova odnosa za prikaz takvih situacija. Dakle, u IDEF-u, entitet, za čiju identifikaciju je potrebno razmotriti njegov odnos s drugim entitetima; naziva se entitet ovisan o ID-u i koristi okvir sa zaobljenim kutovima da ga prikaže. Pravokutnik se koristi za predstavljanje entiteta neovisnog o identifikaciji. Za povezivanje objekata, od kojih je jedan potreban za potpunu identifikaciju drugog, uvodi se pojam identifikacijskog odnosa. Za nju se uvodi i vlastiti simbol. U IDEF-u se puna crta koristi za identifikacijski odnos, a isprekidana linija za neidentifikacijski odnos.

6. Kao što je gore navedeno kada se razmatraju principi infološkog modeliranja, koncepti "objekta", "svojstva", "odnosa" su relativni. Dakle, u našem predloženom osnovnom infološkom modelu razlikuju se različite vrste objekata: jednostavni, složeni, agregirani, generalizirani. Neki sustavi, kao što je IDEF, nemaju takvu klasifikaciju objekata, već koriste različite relacije.

I on i drugi pristup imaju pravo na postojanje. Ne postoji temeljna razlika koja povlači za sobom neke značajne posljedice u uspoređenim pristupima.

Osnove informacijskih sustava. Baza podataka.

Plan.

1. Osnovni pojmovi.

2. Klasifikacija baza podataka.

3. Modeli podataka.

4. Informacijski objekti i veze.

5. Projektiranje baza podataka.

6. Sastav datoteke baze podataka. Arhitektura DBMS-a.

7. Povezivanje tablica. Integritet podataka.

8. Vrste zahtjeva. Struktura zahtjeva.

Osnovni koncepti.

U povijesti razvoja računalne tehnologije postojala su dva glavna smjera njezine primjene.

Prvi uključuje izvođenje velikih numeričkih izračuna koje je teško ili nemoguće napraviti ručno. Razvoj ovog područja pridonio je ubrzanju razvoja metoda matematičkog modeliranja, numeričkih metoda, programskih jezika visoke razine dizajniranih za prikladan prikaz računskih algoritama.

Drugi smjer je povezan s korištenjem računalne tehnologije za stvaranje, pohranu i obradu velikih količina podataka. Takvi se zadaci rješavaju Informacijski sustavi(JE). To uključuje pretraživanje, referentne, bankovne sustave, automatizirane sustave upravljanja poduzećima.

Prvu vrstu zadataka karakteriziraju velike količine računskog rada s relativno malim zahtjevima za memorijom. Naprotiv, zadaci druge vrste zahtijevaju velike količine vanjske memorije s relativno malim izračunima. Drugo područje primjene nastalo je nešto kasnije od prvog. To je zbog činjenice da je u prvim fazama vanjska memorija računalnih sustava bila nesavršena, t.j. pouzdano skladištenje velikih količina podataka nije bilo moguće.

Kako bi se olakšala obrada informacija, stvaraju se informacijski sustavi. Informacijski sistem je hardverski i softverski kompleks koji pruža sljedeće funkcije:

· Unos podataka o objektima određenog predmetnog područja;

· Pouzdana pohrana i zaštita podataka u vanjskoj memoriji računalnog sustava;

· Dodavanje, brisanje, promjena podataka;

· Razvrstavanje, odabir podataka prema zahtjevima korisnika;

· Provedba informacijskih transformacija specifičnih za dano predmetno područje;

· Pružanje korisnicima prikladnog sučelja; prikupljanje podataka i izvješćivanje.

Količina podataka u IC-u može biti u milijardama bajtova. Otuda potreba za uređajima koji pohranjuju velike količine podataka u vanjsku memoriju. Broj korisnika IS-a može doseći desetke tisuća, što stvara brojne probleme u implementaciji učinkovitih algoritama za funkcioniranje IS-a. Ovi zadaci se uspješno rješavaju ako se podaci u informacijskom sustavu strukturiran.

Primjer strukturirani podaci – grupa učenika. Svaki član grupe je u mnogočemu individualan i može se okarakterizirati s različitih strana. No, dekanat će, najvjerojatnije, zanimati sljedeći podaci (predmetno područje): prezime studenta, ime, patronim, predmet, naziv grupe, niz ocjena u disciplinama koje se proučavaju. Tako se od čitave raznolikosti podataka odabiru samo neki, t.j. stvara se informacijski model objekta. Podaci se razvrstavaju po redoslijedu, prema vrstama (formatima) korištenih podataka, nakon čega se mogu obraditi automatskim strojem, a to je računalo.

Prikupljanje međusobno povezanih podataka naziva se strukturu podataka... Skup strukturiranih podataka koji se odnose na jedno predmetno područje naziva se baza podataka (DB) ... Poziva se skup programa koji implementiraju funkcije IS-a u bazu podataka u obliku prilagođenom korisniku sustav upravljanja bazom podataka (DBMS)... Programi koji obavljaju specifičnu obradu podataka u bazi podataka čine aplikacijski paket (APP). Dakle, možemo to zaključiti IP je organizacijska kombinacija hardvera (AO), jedne ili više baza podataka (DB), sustava za upravljanje bazom podataka (DBMS) i aplikacijskih paketa (PPP).

Klasifikacija baze podataka.

Po tehnologiji obrade DB podaci se dijele na centralizirane i distribuirane.

Centralizirano Baza podataka je u cijelosti pohranjena u memoriji jednog računalnog sustava. Ako je sustav dio mreže, tada je moguć pristup ovoj bazi podataka drugih sustava.

Distribuirano Baza podataka se sastoji od nekoliko, moguće preklapajućih ili dupliciranih, baza podataka pohranjenih u memoriji različitih računalnih sustava, ujedinjenih u mrežu.

Prema načinu pristupa podacima baze podataka se dijele na lokalni i udaljeni (mrežni) pristup.

Lokalni pristup pretpostavlja da DBMS obrađuje DB koji je pohranjen na istom računskom sustavu.

Daljinski pristup- ovo je apel na bazu podataka koja je pohranjena na jednom od sustava uključenih u računalnu mrežu. Daljinski pristup može se obavljati na bazi datoteka-poslužitelj ili klijent-poslužitelj.

Arhitektura poslužitelja datoteka podrazumijeva dodjelu jednog od računala u mreži (poslužitelja) za pohranu centralizirane baze podataka. Sva ostala računala u mreži (klijenti) imaju ulogu radnih stanica koje kopiraju potrebni dio centralizirane baze podataka u svoju memoriju, gdje se odvija obrada. Međutim, s visokim intenzitetom zahtjeva prema centraliziranoj bazi podataka povećava se opterećenje mrežnih kanala, što dovodi do smanjenja performansi IS-a u cjelini.

Arhitektura klijent-poslužitelj pretpostavlja da poslužitelj posvećen pohranjivanju centralizirane baze podataka dodatno obrađuje zahtjeve klijenata. Klijenti putem mreže primaju već obrađene podatke. S obzirom na raširenu upotrebu baza podataka u raznim područjima, nedavno se arhitektura klijent-poslužitelj također koristi na pojedinačnim računalnim sustavima. U tom slučaju klijent-program, kojem su potrebni podaci iz baze podataka, šalje zahtjev poslužitelju - programu koji upravlja održavanjem baze podataka, na posebnom univerzalnom jeziku upita. Poslužitelj na njegov zahtjev šalje programu podatke koji su rezultat pretraživanja u bazi podataka. Ova metoda je prikladna po tome što klijentski program nije dužan sadržavati sve funkcije održavanja i održavanja baze podataka, ovo; poslužitelj je zadužen. Kao rezultat toga, lakše je pisati klijentske programe. Osim toga, bilo koji broj klijenata može pristupiti poslužitelju.

Modeli podataka.

Za provedbu glavnih funkcija u IS-u koriste se različiti principi opisa podataka. Srž svake baze podataka je model prezentacije podataka.

Model podataka definira logičku strukturu podataka pohranjenih u bazi podataka (to jest, uvođenje nekih konvencija o tome kako se podaci prezentiraju) i odnos između njih.

Glavni modeli prezentacije podataka uključuju:

Hijerarhijski

Mreža

Relacijski

Postrelacijski

Višedimenzionalni

Objektno orijentirano

Najrašireniji je relacijski model podataka, najuniverzalniji je i na njega se mogu svesti drugi modeli Relacijski model podataka usmjeren je na organiziranje podataka u obliku dvodimenzionalnih tablica.

Najvažniji koncept relacijskih modela podataka je esencija. Bit je objekt bilo koje prirode, podaci o kojem se pohranjuju u bazi podataka. Podaci o, entitetima pohranjuju se u dvodimenzionalne tablice koje se nazivaju relacijski.

Svaka relacijska tablica mora imati sljedeća svojstva:

· Jedan element tablice - jedan element podataka;

· Svaki stupac tablice sadrži podatke iste vrste (cjelobrojne, numeričke, tekstualne itd.);

· Svaki stupac ima jedinstveno ime;

· Broj stupaca se postavlja pri izradi tablice;

· Redoslijed zapisa u odnosu može biti proizvoljan;

· Zapisi se ne smiju ponavljati;

· Broj zapisa u vezi nije ograničen.

Objekti, njihove međusobne veze i odnosi prikazani su u obliku tablice... Formalna konstrukcija tablica povezana je s temeljnim konceptom stav(termin relacijski dolazi od engleske riječi odnos- stav).

Za dane proizvoljne konačne skupove M 1, M 2, ..., MN, skup svih mogućih zbirki oblika (μ 1, μ 2, ..., μ Ν), gdje je μ 1 Ê M 1, μ 2 Ê M 2, ..., μ Ν Ê MN nazovimo ih kartezijanskim umnoškom M 1 × M 2 × ... × MN. Relacija R definiran na skupu M 1, M 2, ..., M N je podskup kartezijanskog proizvoda M 1 × M 2 × ... × M N. Štoviše, skupovi M 1, M 2, ..., M N nazivaju se domene odnosi, a elementi kartezijanskog proizvoda su torke odnos. Broj N određuje stupanj relacije, broj tuple je njegov vlast.

U relacijskoj tablici svaki stupac je domena (njegov alternativni naziv polje), a zbirka elemenata svakog retka je tuple (ili snimanje).

Naslovna traka se zove shema odnosa.

na primjer, dijagram odnosa STUDENT može biti sljedeći:

STUDENT (IME, IME, FAKULTET, PREDMET, GRUPA), ovdje STUDENT je stav, a PREZIME, IME itd. - atributi.

U odnosu, svaka specifična instanca entiteta je predstavljena nizom pod nazivom torkom(ili snimanje).

Sljedeća tablica prikazuje odnos STUDENT

PREZIME	IME	PATRONIM	FAKULTET	DOBRO
Ivanov	Ivan	Ivanoviču	IEF
Petrov	Petar	Petroviču	RTF
Sidorov	Anton	Egorovich	VT

Glavni ključ odnos je polje ili grupa polja koja jedinstveno identificiraju zapis. U odnosu na STUDENT, primarni ključ može biti polje PREZIME, ako u svemu nema imenjaka, ovo će biti jednostavan ključ. Ako postoje imenjaka, tada će se stvoriti skup polja - prezime, ime, patronim kompozitni glavni ključ. U praksi se polje obično bira kao ključno polje u kojem se slučajnosti namjerno isključuju.

Za primjer koji se razmatra, takvo polje može biti broj knjižice učenika.

Svojstva glavni ključ:

· Jedinstvenost - u tablici se može dodijeliti samo jedan primarni ključ, polja složenog ključa mogu se ponoviti, ali ne sva;

· Neredundantnost - ne bi trebalo postojati polja koja, uklonjena iz primarnog ključa, ne narušavaju njegovu jedinstvenost;

· Primarni ključ ne bi trebao uključivati ​​polja tipa, komentara i grafike.

Kako biste izbjegli dupliciranje zapisa, dođite do povezivanja tablica. Na primjer, ako je u odnosu na STUDENT potrebno opisati sveučilište na kojem studira, tada bi se na prvi pogled u odnos mogla uključiti sljedeća polja STUDENT (PREZIME, IME, PATRONAT, FAKULTET, PREDMET, GRUPA , NAZIV SVEUČILIŠTA, ADRESA). Ali prilikom ispunjavanja takve tablice, svaki će student morati navesti prilično dug naziv sveučilišta i njegovu adresu, što je nezgodno. Štoviše, svaka manja pogreška u unosu ovih polja narušit će konzistentnost baze podataka. Primjerice, pogreška u adresi sveučilišta dovest će do toga da će se u bazi podataka pojaviti dva sveučilišta s istim imenom i različitim adresama. U ovom slučaju se ponašaju ovako: u relaciju STUDENT unesite polje "šifra sveučilišta" (cijeli broj) i dodajte još jednu relaciju sveučilišta (šifra sveučilišta, naziv, adresa). Tada će se odnosi između STUDENTA i SVEUČILIŠTA povezati poljem "šifra sveučilišta".

STUDENT (prezime, ime, patronim, FAKULTET, PREDMET, GRUPA, ŠIFRA SVEUČILIŠTA)

SVEUČILIŠTE (ŠIFRA SVEUČILIŠTA, NAZIV, ADRESA, TELEFON)

Kod rada s ovakvim tablicama mogu se ponavljati samo podaci u polju "ŠIFRA sveučilišta", a sve potrebne informacije o sveučilištu mogu se preuzeti iz relacije sveučilišta. Imajte na umu da će unos cijelog broja umjesto dugog naziva u polje "ŠIFRA sveučilišta" rezultirati mnogo manje pogrešaka. Za HEI, polje HEI CODE bit će primarni ključ, a za STUDENT, polje HEI CODE bit će strani ključ.

Za povezivanje relacijskih tablica potrebno je u obje tablice unijeti polja iste vrste koja će odrediti odnos između zapisa obje tablice. Postoji nekoliko tipova odnosa: jedan-prema-jedan, jedan-prema-više i više-prema-više. U gornjem primjeru uspostavljen je odnos jedan prema više, t.j. jedan zapis u tablici SVEUČILIŠTE odgovara mnogim zapisima u tablici STUDENT.

Informacijski objekti i veze.

Informacijski objekt je opis stvarnog predmeta, procesa ili pojave u obliku skupa njegovih karakteristika (informacijskih elemenata), tzv. rekviziti... Informacijski objekt određene strukture (potrebnog sastava) tvori tip (klasu) kojemu se dodjeljuje jedinstveno ime. Informacijski objekt sa specifičnim karakteristikama naziva se instanca. Svaka se instanca identificira specificiranjem ključnog atributa (ključa). Isti atributi u različitim informacijskim objektima mogu biti i ključni i deskriptivni. Informacijski objekt može imati više ključeva.

Primjer... Informacijski objekt STUDENT ima sljedeća svojstva: soba(broj razredne knjige - ključ rekvizita), prezime, Ime, patronim, Datum rođenja, šifra mjesta studiranja... Informacijski objekt OSOBNA AFERA: broj studenta, kućna adresa, broj certifikata O sporedno obrazovanje, bračni status, djeca... Informacijski objekt MJESTO UČENJA uključuje rekvizite, kod(ključni rekviziti), naziv sveučilišta, fakultet, skupina... Informacijski objekt UČITELJ: kod(ključni rekviziti), stolica, prezime, Ime, patronim, akademska titula, akademska titula, položaj.

Odnosi koji postoje između stvarnih objekata definirani su u informacijskim modelima kao veze ... Postoje tri vrste odnosa: jedan na jedan (1:1), jedan prema mnogima(1: ∞) i mnogo mnogima (∞:∞).

Povezivanje jedan na jedan definira korespondenciju jedne instance informacijskog objekta X ne više od jedne instance informacijskog objekta Y, i obrnuto.

Primjer... Informacijski objekti STUDENT i OSOBNA AFERA ​​bit će povezani u odnos jedan na jedan. Svaki učenik u svom osobnom dosjeu ima određene jedinstvene podatke.

Prilikom komuniciranja jedan prema mnogima Bilo koji broj instanci informacijskog objekta Y može odgovarati jednoj instanci informacijskog objekta X, ali svaka instanca informacijskog objekta Y povezana je s najviše jednom instancom X objekta.

Primjer... Između informacijskih objekata LOKACIJA i STUDENT mora se uspostaviti odnos jedan prema više. Jedno te isto mjesto studija može se ponavljati više puta za različite studente.

Povezivanje mnogo mnogima pretpostavlja da bilo koji broj instanci Y može odgovarati jednoj instanci X informacijskog objekta, i obrnuto.

Primjer... Informacijski objekti STUDENT i UČITELJ imaju odnos mnogo-prema-mnogima. Svaki učenik uči od mnogih učitelja, a svaki učitelj podučava mnogo učenika.

U Accessu možete definirati tri vrste odnosa između tablica: jedan prema mnogima, mnogo mnogima i jedan na jedan... Povezivanje jedan prema mnogima je najčešće korištena vrsta odnosa između tablica. Veze mnogo mnogima implementira se samo uz pomoć treće (vezne) tablice čiji se ključ sastoji od najmanje dva polja, od kojih je jedno zajedničko tablici X, a drugo zajedničko tablici Y. Relacija jedan na jedan ne koriste se često jer se takvi podaci mogu smjestiti u jednu tablicu. Povezanost sa stavom jedan na jedan koriste se za odvajanje vrlo širokih tablica, za odvajanje dijelova tablice iz sigurnosnih razloga i za pohranu informacija povezanih s podskupom zapisa u glavnoj tablici.

Slične informacije.

Prilikom izrade baze podataka prvo se istražuje predmetno područje (na primjer, "Sveučilište"). U njemu su istaknuti glavni objekti. Mogu biti stvarni ("Student") ili apstraktni ("Disciplina"). Svaki objekt karakterizira skup svojstava - atributi objekta (podatkovna polja)... Za svaki objekt, atributi su ispunjeni određenim vrijednostima. Atributi mogu biti jednostavni i ključni.

Ključni atribut (ključ)- to su zasebni elementi podataka po kojima se mogu odrediti svi ostali elementi podataka ("Broj razrednika"). Ključ može biti jednostavan ili složen ("Prezime", "Ime", "Patronim").

Nakon definiranja glavnih objekata predmetnog područja korištenjem njihovih ključnih atributa, uspostavljaju se veze između ovih objekata:

a) 1:1 ("jedan prema jedan") - svaka instanca objekta A odgovara samo jednoj instanci objekta B i obrnuto (slika 17).

Slika 17 - Odnos jedan na jedan

b) 1: M ("jedan-prema-više") - svaka instanca objekta A može odgovarati 0, 1 ili nekoliko instanci objekta B, ali svaka instanca objekta B odgovara samo 1 instanci objekta A (Slika 18. ).

Slika 18 - Odnos jedan prema više

c) M: M ("mnogo prema mnogo") - svaka instanca objekta A odgovara 0, 1 ili nekoliko instanci objekta B i obrnuto (slika 19).

Slika 19 - Odnos više-prema-više

Odabrani glavni objekti predmetnog područja s uspostavljenim vezama među njima predstavljaju infološki model .

Odnos

Objekt predmetnog područja može se predstaviti u obliku tablice-relacije - tablice posebne vrste, u kojoj:

Svaki redak sadrži informacije o jednoj instanci objekta (relacijski red - povorka);

· Svi stupci su homogeni, odnosno svi elementi u stupcu imaju isti tip i duljinu, imaju naziv i sadrže podatke o zasebnom atributu objekta;

· Svaka stavka predstavlja jednu stavku podataka o objektu;

· Svi retki i stupci su jedinstveni (bez ponavljanja);

· U tablicama nema praznih ćelija.

Pozivaju se baze podataka temeljene na tablicama odnosa relacijski (odnos). Skup relacija (tablica) koristi se u bazi podataka za pohranu informacija o objektima u stvarnom svijetu i za modeliranje veza između njih. Na primjer, za pohranjivanje objekta "student" koristite relaciju STUDENT, u kojem se svojstva objekta nalaze u stupcima tablice, a to su atributi objekta (tablica 8):

Tablica 8 - Omjer STUDENT

Poziva se popis imena atributa odnosa shema odnosa... Dijagram odnosa STUDENT može se napisati ovako: STUDENT = (Prezime, Dobna skupina ).

Relacijska baza podataka je skup međusobno povezanih odnosa. Svaka relacija (tablica) u računalu je predstavljena u obliku datoteke zapisa.

Osam različitih operacija teorije skupova i relacijske algebre (unija, odabir, projekcija, presjek, zbrajanje, množenje, razlika, dijeljenje) može se izvesti na tablicama - relacijama. Kao rezultat toga, iz uvedenih (osnovnih) relacija mogu se dobiti mnoge nove (izračunate) tablice - relacije (izvješća, odabiri, upiti itd.).

Zbog činjenice da se informacije u bazama podataka prezentiraju u dva oblika - pohranjene informacije (izvorne, unesene tablice) i izračunate informacije (tablice dobivene na temelju početnih), možete značajno uštedjeti memoriju i ubrzati obradu tih informacija .

Da biste stvorili jednostavnu i pouzdanu bazu podataka, morate normalizirati odnose. Normalizacija odnosa- korak po korak proces razlaganja odnosa na manje i jednostavnije. Unatoč istovremenom povećanju broja relacija, operacije pristupa podacima značajno su ubrzane zbog poboljšane ispravnosti, eliminacije dupliciranja i osiguravanja konzistentnosti podataka u bazi podataka.

Ima ih nekoliko normalni oblici:

1. normalni oblik. Smatra se da je odnos u prvi normalan oblik ako su svi njegovi atributi nedjeljivi (jednostavni). Na primjer, relacija prikazana na slici 20 u nastavku nije normalizirana jer sadrži složeni atribut Sport... Da biste ovaj odnos doveli u normalizirani oblik, morate se riješiti ovog složenog atributa.

Slika 20 - Redukcija na prvi normalni oblik

U rezultirajućem odnosu ključ je kompozitni, koji se sastoji od atributa Prezime i Vrsta sporta.

2. normalni oblik. Smatra se da je odnos u drugom normalnom obliku ako svi njegovi atributi ovise o kompozitnom ključu u cjelini, a ne o njegovim dijelovima. Stoga, ako je relacija u prvom normalnom obliku i ima jednostavan, a ne složeni ključ, tada je automatski u prvom i drugom normalnom obliku.

Na primjer, u vezi IZJAVA(Slika 21), koji ima kompozitni ključ " Student, Disciplina", atribut Predavač ovisi samo o Discipline nego iz cijelog ključa. Taj se odnos može normalizirati tako da se "razbije" na dva odnosa NAPREDAK i UČITELJ, NASTAVNIK, PROFESOR:

IZJAVA = (student, disciplina, Predavač, ocjenjivanje)

PERFORMANSE = (Student, Disciplina, Ocjena) UČITELJ = (Disciplina, predavač)

Slika 21 - Redukcija na drugi normalni oblik

3. normalni oblik. Smatra se da je odnos u trećem normalnom obliku ako se uklone ovisnosti između ne-ključnih atributa (prijelazne ovisnosti). Na primjer, u vezi PREDMET = (Ime, Predavač, Katedra, Telefon) nije ključni atribut Telefon ovisi o ne-ključnom atributu odjela.

Da bi se eliminirala tranzitivna ovisnost, potrebno je "razdvojiti" izvornu relaciju na dva DISCIPLINA = (Ime, Predavač, Odsjek) i PODACI ODJELA = (odjela, telefon).

Daljnje pojednostavljenje tablica povezano je s daljnjim ograničenjem tipova ovisnosti između atributa odnosa.

Nakon normalizacije odnosa i uspostavljanja veza među njima, formira se infološki model predmetnog područja. Ispod (na slici 22) je primjer infološkog modela tvrtke koja sastavlja transakcije s kupcima preko svojih zaposlenika-menadžera:

kupac Prezime I.O. Transakcija br. Prezime I.O. Položaj datum Adresa Iskustvo Prezime imena upravitelja Telefon Prezime, I.O. kupca

Slika 22 - Model firme

Na temelju infološkog modela razvija se model podataka koji opisuje logičku strukturu baze podataka na jezik opisa podataka (DL), - datalogical model (DM).

Za vezanje DM-a na medij za pohranu koristi se model podataka fizičkog sloja - fizički model (FM). U ovoj fazi fizičkog oblikovanja baze podataka vrši se odabir vrste medija, razvija se format pohranjenih zapisa te osmišljavaju metode pristupa podacima.

DBMS

Nakon toga već je moguće formirati (popuniti) bazu podataka i izravno raditi s njom. Rad s bazama podataka svodi se na izvođenje sljedećih operacija:

1) snimanje (punjenje baze podataka);

2) gledanje;

3) uređivanje (dodavanje, brisanje, ispravljanje);

4) uzorak (zahtjevi, izvješća).

Ove operacije prikupljanja i manipulacije podacima izvodi se posebnim programom - sustav upravljanja bazom podataka (DBMS).

Prema tehnologiji rješavanja problema koje izvodi DBMS, baze podataka se mogu podijeliti u dvije vrste:

Centralizirana baza podataka (u cijelosti pohranjena na OVC jednog računalnog sustava i, ako je sustav dio mreže, moguć je pristup ovoj bazi podataka drugih sustava);

Distribuirana baza podataka (sastoji se od nekoliko, ponekad međusobno preklapajućih ili dupliciranih, baza podataka pohranjenih na OVC različitih mrežnih čvorova).

DBMS omogućuje pristup podacima baze podataka na dva načina:

Lokalni pristup (pretpostavlja da DBMS obrađuje bazu podataka koja je pohranjena na OVC istog računala);

Udaljeni pristup (ovo je poziv bazi podataka koja je pohranjena na jednom od mrežnih čvorova).

Daljinski pristup se može izvesti pomoću tehnologije datoteka-poslužitelj ili klijent-poslužitelj. Tehnologija poslužitelja datoteka pretpostavlja dodjelu jednog od računalnih sustava, nazvanog poslužitelj, za pohranu baze podataka. Sva ostala računala u mreži (klijenti) imaju ulogu radnih stanica koje kopiraju potrebni dio centralizirane baze podataka u svoju memoriju, gdje se odvija obrada. Tehnologija klijent-poslužitelj pretpostavlja da poslužitelj posvećen pohranjivanju centralizirane baze podataka dodatno obrađuje zahtjeve s klijentskih radnih stanica. Klijent šalje zahtjev poslužitelju. Poslužitelj šalje podatke klijentu, što je rezultat pretrage u bazi podataka na njegov zahtjev.

Sustav za upravljanje bazom podataka - skup softvera i jezičnih alata.

Softver osigurati organizaciju unosa, obrade i pohrane podataka, kao i osigurati interakciju svih dijelova sustava tijekom njegovog rada (postavljanje, testiranje, restauracija).

Jezični alati omogućiti interakciju korisnika s bazom podataka. To uključuje:

• jezici za manipulaciju podacima(YAMD) - jezici upita prema bazi podataka, što je sustav naredbi za rad s podacima (odabir, upit, umetanje, brisanje itd.);
• jezici za definiranje podataka(YOD) - jezici dizajnirani za stvaranje sheme baze podataka (opisi tipova podataka, strukture baze podataka, interakcije i odnosa između elemenata).

Slika 22 - Shema interakcije korisnika s bazom podataka

Moderni DBMS- aplikacijski program koji je osmišljen da olakša rad nestručnog korisnika s bazom podataka. S njim radi na prirodnom jeziku bez poznavanja jezika manipulacije podacima i jezika definicije podataka (slika 22). Jedan od primjera takvog DBMS-a je poznati Microsoftov proizvod - Access DBMS.

Baza podataka kao informacijski model domene

Bilo koje predmetno područje može se smatrati dinamičkim informacijskim poljem koje pokriva svojstva objekata, njihove odnose, tokove informacija između njih itd. Promjene u predmetnom području dovode do generiranja novih informacija, novih informacijskih elemenata ili njihove promjene, što nam omogućuje da govorimo o informacijskom polju i, štoviše, dinamičkom informacijskom polju. No, ovdje se postavlja pitanje kako se informacijsko polje predmetnog područja preslikava u informacijski prostor baza podataka, odnosno, drugim riječima, koji se sastavnici predmetnog područja i koliko u potpunosti odražavaju u bazama podataka.

Baza podataka je informacijski model domene.

Informacijski model definira objekte i odnose među njima. Razvoj informacijskog modela domene uključuje definiciju objekata domene, skup atributa koji opisuju svojstva tih objekata i uspostavljanje veza između objekata.

Sav skup objekata u predmetnom području podijeljen je u grupe istog tipa objekata s istim skupom atributa (svojstava). Kako bi se svaki objekt predmetnog područja razlikovao od drugih objekata danog tipa, dodjeljuje mu se neki identifikator koji mu omogućuje jedinstvenu referencu. Ovaj identifikator se zove glavni ključ... Bilo koji atribut ili kombinacija nekoliko atributa objekta može se koristiti kao primarni ključ. Osim toga, koriste se nejedinstveni identifikatori tzv strani ključevi(sekundarni ključevi) i označavanje skupova objekata zadanog tipa. Svaki takav skup uključuje objekte koji imaju istu vrijednost stranog ključa.

Između objekata predmetnog područja mogu postojati veze koje imaju različita smislena značenja. Ove veze mogu biti obavezne i neobavezne (neobavezne). Obvezni odnos ZAMJENA postoji npr. između 2 vrste objekata ZAPOSLENIK i POZICIJA u predmetnom području "Ljudski potencijali organizacije". Svaki zaposlenik je upisan na bilo koje radno mjesto i ne može postojati zaposlenik koji ne obavlja nijedno radno mjesto. U isto vrijeme, odnos ZAMJENA između tipova objekata POZICIJA i ZAPOSLENI je neobavezan, budući da mogu postojati slobodna radna mjesta.

Veze između vrsta objekata mogu biti bilo koje dimenzije (arnost). Najčešće se koriste binarni odnosi koji uspostavljaju različite korespondencije između objekata 2 tipa - "jedan prema jedan" (1: 1), "jedan prema mnogima" (1: n), mnogo prema mnogo "(m: n).

Skup vrsta objekata i vrsta veza među njima karakterizira strukturu predmetnog područja.

Razmotrimo konstrukciju informacijskog modela domene na primjeru. Uzmimo visokoškolsku ustanovu kao predmetno područje. Jedan od zadataka povezanih s organizacijom upisa na sveučilište je registracija podataka o pristupnicima. Zanimljivi su sljedeći podaci: fakultet, specijalnost za koju se predaju dokumenti, osobni podaci (prezime, ime, oče, godina rođenja, bračni, društveni status i sl.), ispiti i ocjene za njih. Podnositelj zahtjeva karakterizira jedinstveni identifikator Id *, koji omogućuje nedvosmislenu identifikaciju određenog podnositelja zahtjeva.

Osim toga, poznato je da postoje sljedeći odnosi:
FAKULTET ®®SPECIJALNOSTI;
FAKULTET ®® Id *;
SPECIJALNOST ®® Id *;
Id * ®® ARTIKL;
Id * ® PREZIME ULAZNIKA, IME, UZORAK, GODINA ROĐENJA,…;
Id * ® PREDMET, OCJENA;
DEKAN FAKULTETA ®, BROJ TELEFONA;
ŠIFRA SPECIJALNOSTI ® BROJ, NAZIV SPECIJALNOSTI.

Ovdje ®® je veza tipa 1: n; ® - odnos tipa 1:1.

Sada razmotrimo informacijski model tog dijela predmetnog područja, koji je povezan s organizacijom prijema na sveučilište (slika 1), nakon što smo prethodno odabrali objekte "PRIJAVITELJ", "FAKULTET", "SPECIJALNOST" i "PREDMET " i formalizirao veze.

Sl. 1. Informacijski model prema analizi objekta

Objekti informacijskog modela predstavljeni su tablicama u relacijskoj bazi podataka. Stupci tablice postavljaju atribute objekata, redovi tablice odgovaraju određenim objektima dane vrste.

Primarni i strani ključevi koriste se za definiranje odnosa između objekata u relacijskoj bazi podataka. Za definiranje odnosa 1:1, primarni ključ jedne tablice stavlja se u 2. tablicu kao primarni ključ. Za definiranje odnosa 1:n, primarni ključ prve tablice dodaje se drugoj tablici, ali kao strani ključ koji pokazuje na primarni ključ prve tablice.

Dakle, baza podataka se može smatrati informacijskim modelom predmetnog područja, budući da odražava objekte, njihova svojstva i odnose među njima - elemente informacijske strukture predmetnog područja. Potpunost odraza ovih elemenata određena je rezultatima faze informacijskog modeliranja.