АВТОНОМНАЯ НЕКОМЕРЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ
ЕВРАЗИЙСКИЙ ОТКРЫТЫЙ ИНСТИТУТ
Коломенский филиал
Обобщение моделей данных в создании ИС
Выполнили:
Студентки 4 курса группы 41-П
Хромова Валентина Сергеевна
ИНС № 0021-02014
Литвиненко Мария Николаевна
ИНС № 0021-01931
г. Коломна, 2009 год
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава I. Классические модели данных
1.1 Иерархическая модель данных
1.2 Сетевая модель данных
1.3 Реляционная модель данных
Глава II. Неклассические модели данных
2.1 Постреляционная модель данных
2.2 Многомерная модель данных
2.3 Объектно-ориентированная модель данных
Глава III. Сравнение классических моделей данных
3.1 Достоинства и недостатки реляционной модели
3.3 Достоинства и недостатки сетевой модели
3.2 Достоинства и недостатки иерархической модели
ЗаключениеСписок использованной литературы
Приложение
Введение
Современная жизнь немыслима без эффективного управления. Важной категорией являются системы обработки информации, от которых во многом зависит эффективность работы любого предприятия или учреждения. Такая система должна:
- обеспечивать получение общих и/или детализированных отчетов по
итогам работы;
- позволять легко определять тенденции изменения важнейших
показателей;
- обеспечивать получение информации, критической по времени, без
существенных задержек;
- выполнять точный и полный анализ данных.
Современные системы управления базами данных (СУБД) в основном являются приложениями Windows, так как данная среда позволяет более полно использовать возможности персональной ЭВМ, нежели среда DOS. Снижение стоимости высокопроизводительных ПК обусловил не только широкий переход к среде Windows, где разработчик программного обеспечения может в меньшей степени заботиться о распределении ресурсов, но также сделал программное обеспечение ПК в целом и СУБД в частности менее критичными к аппаратным ресурсам ЭВМ. Среди наиболее ярких представителей систем управления базами данных можно отметить: LotusApproach, MicrosoftAccess, BorlanddBase, BorlandParadox, MicrosoftVisualFoxPro, MicrosoftVisualBasic, а также баз данных Microsoft SQL Server и Oracle, используемые в приложениях, построенных по технологии «клиент-сервер». Фактически, у любой современной СУБД существует аналог, выпускаемый другой компанией, имеющий аналогичную область применения и возможности, любое приложение способно работать со многими форматами представления данных, осуществлять экспорт и импорт данных благодаря наличию большого числа конвертеров. Общепринятыми, также, являются технологии, позволяющие использовать возможности других приложений, например, текстовых процессоров, пакетов построения графиков и т.п., и встроенные версии языков высокого уровня (чаще – диалекты SQL и/или VBA) и средства визуального программирования интерфейсов разрабатываемых приложений. Поэтому уже не имеет существенного значения на каком языке и на основе какого пакета написано конкретное приложение, и какой формат данных в нем используется. Более того, стандартом «де-факто» стала «быстрая разработка приложений» или RAD (от английского Rapid Application Development), основанная на широко декларируемом в литературе «открытом подходе», то есть необходимость и возможность использования различных прикладных программ и технологий для разработки более гибких и мощных систем обработки данных. Поэтому в одном ряду с «классическими» СУБД все чаще упоминаются языки программирования Visual Basic 4.0 и Visual C++, которые позволяют быстро создавать необходимые компоненты приложений, критичные по скорости работы, которые трудно, а иногда невозможно разработать средствами «классических» СУБД. Современный подход к управлению базами данных подразумевает также широкое использование технологии «клиент-сервер».
Таким образом, на сегодняшний день разработчик не связан рамками какого-либо конкретного пакета, а в зависимости от поставленной задачи может использовать самые разные приложения. Поэтому, более важным представляется общее направление развития СУБД и других средств разработки приложений в настоящее время.
Актуальность темы определяется тем, что цель любой информационной системы – обработка данных об объектах реального мира. Основные идеи современной информационной технологии базируются на концепции баз данных.
Хранимые в базе данные имеют определенную логическую структуру - иными словами, описываются некоторой моделью представления данных (моделью данных), поддерживаемой СУБД.
Объектом исследования являются следующие классических модели данных.
1. Иерархическая;
2. Сетевая;
3. Реляционная;
Кроме того, в последние годы появились и стали более активно внедряться на практике следующие модели данных:
1. постреляционная;
2. многомерная;
3. объектно-ориентированная.
Разрабатываются также всевозможные системы, основанные на других моделях данных, расширяющих известные модели. B их числе можно назвать объектно-реляционные, дедуктивно-объектно-ориентированные, семантические, концептуальные и ориентированные модели. Некоторые из этих моделей служат для интеграции баз данных, баз знаний и языков программирования.
B некоторых СУБД поддерживаются одновременно несколько моделей данных. Например, в системе ИНТЕРБАЗА для приложений применяется сетевой язык манипулирования данными, а в пользовательском интерфейсе реализованы языки SQL и QBE.
Цель работы - описать структуру каждой модели данных, недостатки и достоинства, привести примеры использования в практике каждой модели.
Задачи исследования:
1. Изучить иерархическую модель данных;
2. Изучить сетевую модель данных;
3. Изучить реляционную модель данных;
4. Изучить постреляционную модель данных;
5. Изучить многомерную модель данных;
6. Изучить объектно-ориентированную модель данных;
7. Сравнить классические модели данных.
Теоретическая основа исследования – структуры моделей, представление связей, недостатки и достоинства, каждой модели. Использованы работы авторов: А.И. Мишенин, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер, Г.Н. Смирнова, А.А. Сорокин, Ю.Ф. Тельнов, А.Д. Хомоненко, В.М. Цыганков, М.Г. Мальцев
Глава I. Классические модели данных
1.1 Иерархическая модель данных
В иерархической модели связи между данными можно описать с помощью упорядоченного графа (или дерева). Упрощенно представление связей между данными в иерархической модели показано на рис.1. (см. Приложение рис.1.) Для описания структуры (схемы) иерархической БД на некотором языке программирования используется тип данных «дерево». Тип «дерево» схож с типами данных «структура» языков программирования ПЛ/1 и C и «запись» языка Паскаль. В них допускается вложенность типов, каждый из которых находится на некотором уровне. Тип «дерево» является составным. Он включает в себя подтипы («поддеревья»), каждый из которых, в свою очередь, является типом «дерево». Каждый из типов «дерево» состоит из одного «корневого» типа и упорядоченного набора (возможно, пустого) подчиненных типов. Каждый из элементарных типов, включённых в тип «дерево», является простым или составным типом «запись». Простая «запись» состоит из одного типа, например числового, а составная «запись» объединяет некоторую совокупность типов, например, целое, строку символов и указатель (ссылку). Пример типа «дерево» как совокупности типов показан на рис.2. (см. Приложение рис.2.)
Корневым называется тип, который имеет подчиненные типы и сам не является подтипом. Подчинённый тип (подтип) является потомком по отношению к типу, который выступает для него в роли предка (родителя). Потомки одного и того же типа являются близнецами по отношению друг к другу.
B целом тип «дерево» представляет собой иерархически организованный набор типов «запись».
Иерархическая БД, представляет собой упорядоченную совокупность экземпляров данных типа «дерево» (деревьев), содержащих экземпляры типа «запись» (записи). Часто отношения родства между типами переносят на отношения между самими записями. Поля записей хранят собственно числовые или символьные значения, составляющие основное содержание БД. Обход всех элементов иерархической БД обычно производится сверху вниз и слева направо.
В иерархических СУБД может использоваться терминология, отличающаяся от приведенной. Так, в системе IMS понятию «запись» соответствует термин «сегмент», а под «записью БД» понимается вся совокупность записей, относящаяся к одному экземпляру типа «дерево».
Данные в базе с приведенной схемой (рис.2.) могут выглядеть, например, как показано на рис.3. (см. Приложение рис. 3.)
Для организации физического размещения иерархических данных в памяти ЭВМ могут использоваться следующие группы методов:
1. представление линейным списком с последовательным распределением памяти (адресная арифметика, левосписковые структуры);
2. представление связными линейными списками (методы, использующие указатели и справочники).
К основным операциям манипулирования иерархически организованными данными относятся следующие:
1. поиск указанного экземпляра БД;
2. переход от одного дерева к другому;
3. переход от одной записи к другой внутри;
4. вставка новой записи в указанную позицию;
5. удаление текущей записи и т. д.
B соответствии с определением типа «дерево», можно заключить, что между предками и потомками автоматически поддерживается контроль целостности связей. Основное правило контроля целостности формулируется следующим образом: потомок не может существовать без родителя, а у некоторых родителей может не быть потомков. Механизмы поддержания целостности связей между записями различных деревьев отсутствуют.