Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
33. Проектирование базы данных. Выбор модели данных. Иерархическая, сетевая и реляционная модели данных
Проектирование базы данных и выбор модели данных
Проектирование баз данных — процесс создания схемы базы данных и определения необходимых ограничений целостности.
Основные задачи проектирования:
Этапы
I Системный анализ предметной области
II Инфологическое проектирование
Это процесс создания логической структуры данных. Существует два подхода к моделированию данных:
Сущность – это объект, идентифицируемый в рабочей среде пользователя за которым пользователь хотел бы наблюдать. Модель «Сущность-Связь» включает в себя классы связей и экземпляры связей. Классы связей – это взаимоотношения между классами сущностей. Экземпляры связей – это взаимоотношения между экземплярами сущностей.
Типы связей:
Связь один к одному (1:1) – одиночный экземпляр сущности одного типа связан с одиночным экземпляром сущности другого типа.
Связь один ко многим (1:М) – один экземпляр сущности связан со многими экземплярами другой сущности.
Связь многие ко многим (М:N) – несколько экземпляров одной сущности связаны с несколькими экземплярами другой сущности.
У семантических объектов есть имя, а также есть имя и у класса, отличающего его от других объектов и классов. Семантическая модель имеет набор атрибутов. Атрибуты описывают те характеристики объекта, которые необходимы для удовлетворения информационных потребностей в аспекте решаемых задач.
Для моделирования данных в семантических объектах используется объектные диаграммы. Такие диаграммы используются разработчиками баз данных для описания и визуального представления структуры объектов. Объекты в них отражаются в вертикально ориентированных прямоугольниках. Имя объекта указывается внутри прямоугольника в верхней его части, а затем следует список атрибутов по порядку их значимости для этого объекта.
Для описания типов семантических объектов используются следующие понятия:
Однозначный атрибут - атрибуты с максимальным кардинальным числом равным 1.
Многозначный атрибут – атрибут, имеющий максимальное кардинальное число большее 1.
Необъектный атрибут – это простой или групповой атрибут.
Типы объектов: простые, композитные, составные, гибридные, ассоциативные, родитель.
III Выбор СУБД
При выборе СУБД руководствуются следующими соображениями:
аппаратное обеспечение, на котором в дальнейшем будет работать проектируемая база данных;
системное программное обеспечение, с которым будет в последствии работать проектируемая база данных и соответствующее ей приложения;
методология и подходы, к программированию реализованные в той или иной СУБД;
модель данных, которая встроена в конкретную СУБД;
Выбор СУБД полностью определяется на II этапе построения базы данных, т. к. оно зависит от той модели данных, которая встроена в выбранную СУБД.
IV Датологическое проектирование
После того, как выбор СУБД завершён, необходимо приступить к проектированию датологической модели базы данных. При формировании датологической схемы, каждая из определённых в концептуальной схеме сущностей отображается в таблицу, которая является одним отношением. При этом следует учитывать ограничения на размер таблиц, которые накладывает конкретная СУБД.
V Физическое проектирование
На этом этапе необходимо на конкретной СУБД, которую выбрали ранее, реализовать базу данных по той информации, которую собрали, обработали и подготовили (на предыдущих этапах проектирования базы данных). Описываются модули, их назначение, а также структура модулей.
Иерархическая модель
При использовании иерархической модели представления данных связи между данными можно охарактеризовать с помощью упорядоченного графа (или дерева). В программировании при описании структуры иерархической базы данных применяют тип данных «дерево».
Основными достоинствами иерархической модели данных являются:
1) эффективное использование памяти ЭВМ;
2) высокая скорость выполнения основных операций над данными;
3) удобство работы с иерархически упорядоченной информацией.
К недостаткам иерархической модели представления данных относятся:
1) громоздкость такой модели для обработки информации с достаточно сложными логическими связями;
2) трудность в понимании ее функционирования обычным пользователем.
Незначительное число СУБД построено на иерархической модели данных.
Сетевая модель.
Может быть представлена как развитие и обобщение иерархической модели данных, позволяющее отображать разнообразные взаимосвязи данных в виде произвольного графа.
Достоинствами сетевой модели представления данных являются:
1) эффективность в использовании памяти компьютера;
2) высокая скорость выполнения основных операций над данными;
3) огромные возможности (большие, чем у иерархической модели) образования произвольных связей.
К недостаткам сетевой модели представления данных относятся:
1) высокая сложность и жесткость схемы базы данных, которая построена на ее основе;
2) трудность для понимания и выполнения обработки информации в базе данных непрофессиональным пользователем.
Системы управления базами данных, построенные на основе сетевой модели, также не получили широкого распространения на практике.
Реляционная модель основывается на понятии «отношения» (relation). Простейшим примером отношения служит двумерная таблица.
Достоинствами реляционной модели представления данных (по сравнению с иерархической и сетевой моделями) являются ее понятность, простота и удобство практической реализации реляционных баз данных на ЭВМ.
К недостаткам реляционной модели представления данных относятся:
1) отсутствие стандартных средств идентификации отдельных записей;
2) сложность описания иерархических и сетевых связей.
Большинство СУБД, применяемых как профессиональными, так и непрофессиональными пользователями, построены на основе реляционной модели данных (Visual FoxPro и Access фирмы Microsoft, Oracle фирмы Oracle и др.).