Презентация на тему: 1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных

1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных
Основные понятия
Характеристики отношения
Свойства отношения
Реляционные ключи
Реляционные ключи
Постреляционная модель данных
1/20
Средняя оценка: 4.2/5 (всего оценок: 42)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (331 Кб)
1

Первый слайд презентации

1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных

Изображение слайда
2

Слайд 2

Модель данных – совокупность структур данных (типов связей между данными) и операций их обработки. Модель данных – формальная теория представления и обработки данных, включающая методы описания типов и логических структур данных (аспект структуры), методы манипулирования данными (аспект манипуляции) и методы описания и поддержки целостности данных (аспект целостности). Иерархическая Сетевая Реляционная Модели данных

Изображение слайда
3

Слайд 3

Иерархическая модель позволяет строить БД с древовидной структурой. Каждый узел содержит свой тип данных (сущность). На верхнем уровне дерева имеется один корневой узел, на следующем уровне располагаются узлы, связанные с этим корнем, затем узлы, связанные с узлами предыдущего уровня, и т. д. Каждый узел может иметь только одного предка. Поиск данных всегда начинается с корня. Затем производится спуск с одного уровня на другой пока не будет достигнут искомый уровень. Перемещения от одной записи к другой осуществляются с помощью ссылок. Достоинствами иерархической модели являются простота описания иерархических структур реального мира, минимальный объем, а также быстрое выполнение запросов, соответствующих структуре данных. Недостатки иерархической модели: содержит избыточные данные (в разных группах одинаковые данные), нет полной целостности модели, неудобно редактировать, так как любой поиск нужно начинать с корня, неуниверальность. Иерархическая модель – это упорядоченный набор веерных отношений (потомок-предок R  S ), в котором для каждого потомка существует единственный предок.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Атрибут (элемент данных) – наименьшая единица структуры данных. Обычно каждому атрибуту при описании базы данных присваивается уникальное имя. По этому имени к нему обращаются при обработке. Атрибут также часто называют полем. Запись – именованная совокупность атрибутов. Использование записей позволяет за одно обращение к базе получить некоторую логически связанную совокупность данных. Именно записи изменяются, добавляются и удаляются. Групповое отношение – иерархическое отношение между записями двух типов. Родительская запись (владелец группового отношения) называется исходной записью, а дочерние записи (члены группового отношения) – подчиненными. Иерархическая база данных может хранить только такие древовидные структуры. Организация данных в СУБД иерархического типа определяется в терминах: элемент, агрегат, запись (группа), групповое отношение, база данных.

Изображение слайда
5

Слайд 5

Корневая запись каждого дерева обязательно должна содержать ключ с уникальным значением. Ключи некорневых записей должны иметь уникальное значение только в рамках группового отношения. Каждая запись идентифицируется полным сцепленным ключом, под которым понимается совокупность ключей всех записей от корневой по иерархическому пути. При графическом изображении групповые отношения изображают дугами ориентированного графа, а типы записей - вершинами ( диаграмма Бахмана ). Ранг – глубина дерева, количество уровней дерева (количество узлов предков, имеющих потомков - 3 ) Порядок – ширина дерева, максимальное количество элементов в (записи - 3 ) ранг порядок

Изображение слайда
6

Слайд 6

Изображение слайда
7

Слайд 7

ДОБАВИТЬ в базу данных новую запись. Для корневой записи обязательно формирование значения ключа. ИЗМЕНИТЬ значение данных предварительно извлеченной записи. Ключевые данные не должны подвергаться изменениям. УДАЛИТЬ некоторую запись и все подчиненные ей записи. ИЗВЛЕЧЬ: извлечь корневую запись по ключевому значению, допускается также последовательный просмотр корневых записей. извлечь следующую запись (следующая запись извлекается в порядке левостороннего обхода дерева). Операции над данными, определенные в иерархической модели:

Изображение слайда
8

Слайд 8

Поддерживается только целостность связей между владельцами и членами группового отношения ( никакой потомок не может существовать без предка ). Как уже отмечалось, не обеспечивается автоматическое поддержание соответствия парных записей, входящих в разлные иерархии. Ограничения целостности

Изображение слайда
9

Слайд 9

На разработку стандарта сетевой модели данных большое влияние оказал американский ученый Ч.Бахман ( в середине 60-х годов 20 века). Э талонный вариант сетевой модели данных описан в отчетах рабочей группы по языкам баз данных ( COnference on DAta SYstem Languages) CODASYL (1971 г.). Сетевая модель данных определяется в тех же терминах, что и иерархическая. Она состоит из множества записей, которые могут быть владельцами или членами групповых отношений. Связь между между записью-владельцем и записью-членом также имеет вид 1:N. Сетевая модель данных Сетевая модель – это неупорядоченный набор веерных отношений (потомок-предок). В сетевой модели возможны связи всех информационных объектов со всеми. Например, каждый преподаватель может обучать много студентов и каждый студент может обучаться у многих преподавателей.

Изображение слайда
10

Слайд 10

В сетевой модели к аждый экземпляр группового отношения может характериз оваться следующими признаками упорядочения подчиненных записей : произвольный ; хронологический ( очередь ); обратный хронологический ( стек ); сортированный. Если запись объявлена подчиненной в нескольких групповых отношениях, то в каждом из них может быть назначен свой способ упорядочивания.

Изображение слайда
11

Слайд 11

Принято выделять три класса членства подчиненных записей в групповых отношениях: Фиксированное. Подчиненная запись жестко связана с записью владельцем и ее можно исключить из группового отношения только удалив. При удалении записи-владельца все подчиненные записи автоматически тоже удаляются. Обязательное. Допускается переключение подчиненной записи на другого владельца, но невозможно ее существование без владельца. Для удаления записи-владельца необходимо, чтобы она не имела подчиненных записей с обязательным членством. Необязательное. Можно исключить запись из группового отношения, но сохранить ее в базе данных не прикрепляя к другому владельцу. При удалении записи-владельца ее подчиненные записи - необязательные члены сохраняются в базе, не участвуя более в групповом отношении такого типа.

Изображение слайда
12

Слайд 12

ДОБАВИТЬ - внести запись в БД и, в зависимости от режима включения, либо включить ее в групповое отношение, где она объявлена подчиненной. ВКЛЮЧИТЬ В ГРУППОВОЕ ОТНОШЕНИЕ - связать существующую подчиненную запись с записью-владельцем. ПЕРЕКЛЮЧИТЬ - связать существующую подчиненную запись с другой записью-владельцем в том же групповом отношении. ОБНОВИТЬ - изменить значение элементов предварительно извлеченной записи. ИЗВЛЕЧЬ - извлечь записи последовательно по значению ключа, а также используя групповые отношения. УДАЛИТЬ - убрать из БД запись. ИСКЛЮЧИТЬ ИЗ ГРУППОВОГО ОТНОШЕНИЯ - разорвать связь между записью-владельцем и записью-членом. Операции над данными

Изображение слайда
13

Слайд 13

Как и в иерархической модели, обеспечивается только поддержание целостности по ссылкам ( владелец отношения - член отношения ). Ограничения целостности Достоинствами сетевой модели являются универсальность, наличие алгоритмов поиска данных. Недостатки сетевой модели: содержит избыточные данные и связи, большой объем, нет полной целостности модели.

Изображение слайда
14

Слайд 14

Реляционная модель предложена сотрудником компании IBM Е.Ф. Коддом в 1970 г. И является до сих пор основным стандартом современных баз данных. В основу модели положена математическ ая теори я отношений (само название « реляционная » происходит от английского relation – « отношение » ). Реляционная модель данных Отношение – любое подмножество из декартова произведения доменов. Не формально: отношение ( relationship ) – зависимость одних данных от других Например, R = {(2,1), (4,1)} D1  D2 = {(2,1), (2,3), (2,5), (4,1), (4,3), (4,5)} D1 D2 D 1 x D2 R

Изображение слайда
15

Слайд 15: Основные понятия

Домен – это множество возможных значений некоторой величины из предметной области. Например: Фамилии = { Иванов, Петров, Сидоров } Дисциплины = { БД, СПО, ПЯВУ } D1 = {2,4} D2 = {1,3,5} Декартово произведение множеств – множество всевозможных пар сочетаний элементов из D1 и D2 D1  D2 = {(2,1), (2,3), (2,5), (4,1), (4,3), (4,5)}

Изображение слайда
16

Слайд 16: Характеристики отношения

Отношение моделирует реальную ситуацию, т.е. для каждого элемента из R можно утверждать, что он соответствуют действительности Фамилия студента : фамилия Учебная дисциплина : дисциплина Экзаменацион-ная оценка : оценка Иванов Петров Петров СПО БД СПО 2 4 5 Кортеж = Строка = n- ка Атрибут - вхождение домена в отношение Степень отношения – количество атрибутов Кардинальность – количество кортежей Схема отношения – перечень имен атрибутов с указанием соответствующих доменов

Изображение слайда
17

Слайд 17: Свойства отношения

В отношении нет двух одинаковых кортежей Порядок следования кортежей – произвольный Атрибуты имеют уникальные имена Если атрибуты из одного домена, то они называются - сравнимыми, где  - множество операций сравнения для заданного домена. Например, место рождения и место жительства – сравнимы, место рождения и год рождения не сравнимы (разные домены). Для домена «Год рождения»  = {=, <>, >, <, >=, <=} Для домена «Место жительства»  = {=, <>} Эквивалентные схемы – одинаковая степень и одинаковый порядок следования атрибутов

Изображение слайда
18

Слайд 18: Реляционные ключи

Реляционная модель данных – совокупность взаимосвязанных отношений. Для поддержки иерархических связей предназначены ключи. Суперключ – атрибут или множество атрибутов, однозначно определяющие кортеж данного отношения. Потенциальный ключ – суперключ, который не содержит подмножества, также являющегося суперключем данного отношения. Т.о. потенциальный ключ обладает свойствами уникальности и неприводимости. Первичный ключ – это потенциальный ключ, который выбран для уникальной идентификации кортежей внутри отношения Внешний ключ – это атрибут или множество атрибутов одного отношения, которые принимают значения потенциального ключа другого отношения (может быть и того же) На схемах названия атрибутов первичного ключа выделяют подчеркиванием

Изображение слайда
19

Слайд 19: Реляционные ключи

№ отдела Название Телефон 1 Отдел кадров 004 2 Бухгалтерия 123 ФИО № отдела Должность Иванов 2 Начальник отдела Сидоров 2 Кассир № комнаты № отдела Площадь 1 2 40 5 2 15 Помещения Сотрудники Отделы внешний первичный внешний

Изображение слайда
20

Последний слайд презентации: 1 КУРС «Базы данных» Лекция 3. Модели данных: Постреляционная модель данных

представляет собой расширенную реляционную модель, снимающую ограничение неделимости данных, хранящихся в записях таблиц. Постреляционная модель данных допускает многозначные поля — поля, значения которых состоят из подзначений. Набор значений многозначных полей считается самостоятельной таблицей, встроенной в основную таблицу. Помимо обеспечения вложенности полей постреляционная модель поддерживает ассоциированные многозначные поля (множественные группы). Совокупность ассоциированных полей называется ассоциацией. При этом в строке первое значение одного столбца ассоциации соответствует первым значениям всех других столбцов ассоциации. Аналогичным образом связаны все вторые значения столбцов и т. д. На длину полей и количество полей в записях таблицы не накладывается требование постоянства. Это означает, что структура данных и таблиц имеют большую гибкость. Достоинства:  возможность представления совокупности связанных реляционных таблиц одной постреляционной таблицей. Это обеспечивает высокую наглядность представления информации и повышение эффективности ее обработки. Недостатки:   постреляционной модели является сложность решения проблемы обеспечения целостности и непротиворечивости хранимых данных. Постреляционная модель данных

Изображение слайда