Базы данных
Базы данных являются основой информационных систем и представляют собой структурированные наборы данных, организованные в соответствии с определенными моделями данных. Они позволяют хранить, обновлять, извлекать и анализировать информацию, необходимую для работы различных приложений. Однако перед созданием базы данных необходимо провести анализ предметной области и определить модель данных, которая наилучшим образом отражает характеристики этой области.
1. Понятие модели предметной области
Модель предметной области представляет собой абстрактное представление реального мира, которое отражает сущности, связи и свойства объектов, присутствующих в данной области. Предметная область может включать как конкретные материальные объекты, так и абстрактные понятия, такие как события или правовые нормы.
Модель предметной области помогает структурировать и организовать информацию, связанную с этой областью, а также определить основные сущности и их свойства. Например, в модели предметной области кадровой информационной системы могут быть определены сущности «Сотрудник» и «Должность», а их свойства могут включать имя, возраст, должность и т.д.
Информационный объект
Информационный объект является основным элементом базы данных и представляет собой конкретный экземпляр сущности из модели предметной области. Каждый информационный объект имеет свои уникальные идентификаторы и свойства, которые хранятся в базе данных.
Важным аспектом информационных объектов является их взаимосвязь. Некоторые связи между объектами являются обязательными, например, связь между сотрудником и должностью в кадровой информационной системе. В других случаях связь может быть необязательной, например, при наличии вакантных должностей.
Модель предметной области и информационные объекты позволяют описать структуру и состояние предметной области, а также предоставляют абстракции и упрощения, необходимые для эффективной работы информационных систем.
Цель такого абстрагирования — построение рабочей модели, удобной в обработке как для субъекта͵ так и для машины, позволяющей организовать эффективную обработку больших объёмов информации как вычислительной системой, так и взаимодействующим с ней субъектом. Модель предметной области соотносится с реальными объектами и связями аналогично тому, как схема маршрутов городского пассажирского транспорта с фактической траекторией движения автобуса. Схема адекватно отражает действительность на уровне базовых понятий — маршрутов и остановок: выбрав по схеме маршрут, пассажир достигнет цели (прибудет на нужную остановку) независимо от того, в каком транспортном ряду будет двигаться автобус.
База данных гостиницы
... следующие уровни: Сама предметная область Модель предметной области Концептуальная модель данных Логическая модель данных Физическая модель данных Собственно база данных и приложения Предметная область - это часть реального мира, данные о которой необходимо отразить в базе данных. Например, в качестве предметной области можно выбрать бухгалтерию ...
предметной области —
В этом смысле абстрагирование позволяет построить такую модель предметной области, которую любой пользователь сможет не только воспринять, но и безошибочно использовать для работы с описаниями экземпляров объектов, хранимых в базе данных.
2. Многоуровневые модели предметной области
Наиболее простой способ представления предметных областей в БД реализуется поэтапно. На первом этапе данные рассматриваются независимо от особенностей их хранения и поиска в конкретной вычислительной среде; на втором — определяется физическое представление данных с учетом выбранных структур хранения данных и архитектуры ЭВМ.
концептуальной схемой.
внутренней схемой.
внешней схемой.
2. Понятие модели данных
Практически любой объект характеризуется не только параметрами-величинами, но и взаимосвязями частей или состояний. При этом, одни объекты могут использоваться только как характеристики остальных объектов, другие — независимы и имеют самостоятельное значение.
Сам по себе отдельный элемент данных (его значение) ничего не представляет. Он приобретает смысл только тогда, когда связан с атрибутом (природой значения, что позволит интерпретировать значение) и другими элементами данных.
представление
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, прежде чем описывать физическую реализацию объектов и связей между ними, крайне важно определить:
1) способ, с помощью которого внешние пользователи представляют (описывают) объекты и связи;
2) форму и методы внутримашинного представления элементов данных и взаимосвязей;
3) средства, обеспечивающие взаимно однозначные преобразования внешнего и внутримашинного представлений.
ограниченное множество формальных, но достаточно знакомых понятий,
промежуточного
Модель данных должна дать основу для описания данных и манипулирования ими, а также дать средства анализа и синтеза структур данных.
модель данных
Модель базы данных
Ø определить ясную границу между логическим и физическим аспектами управления базой данных (независимость данных);
- Ø обеспечить конечным пользователям и программистам, создающим БД, возможность и средства общего понимания смысла данных (коммуникабельность);
— Ø определить языковые понятия высокого уровня, обеспечивающие возможность выполнения однотипных операций над большими совокупностями записей (в общем случае разнотипных данных) как единую операцию (обработка множеств).
3. Информационная модель данных, Информационно-логическая модель (ИЛМ)
| Рис. 2. Многоуровневое представление данных баз данных |
Процесс создания информационной модели начинается с определения концептуальных требований будущих пользователей БД.
Требования отдельных пользователей интегрируются в едином ʼʼобобщенном представленииʼʼ, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ называют концептуальной моделью данной предметной области (рис. 2).
Концептуальная модель отображает предметную область в виде взаимосвязанных объектов без указания способов их физического хранения. Концептуальная модель представляет интегрированные концептуальные требования всех пользователей к базе данных данной предметной области.
При этом усилия разработчика должны быть направлены в основном на структуризацию данных, принадлежащих будущим пользователям БД, и выявление взаимосвязей между ними.
Возможно, что отраженные в концептуальной модели взаимосвязи между объектами окажутся впоследствии нереализуемыми средствами выбранной СУБД. Это потребует изменения концептуальной модели. Версия концептуальной модели, которая должна быть реализована конкретной СУБД, принято называть логической моделью.
Логическая модель базы данных отображает логические связи между информационными данными в концептуальной модели. Различным пользователям информационной модели соответствуют различные подмножества ее логической модели, которые называются внешними моделями пользователей. Внешняя модель пользователя представляет собой отображение концептуальных требований этого пользователя в логической модели и соответствует представлениям, которые пользователь получает о предметной области на базе логической модели. Качество спроектированной внешней модели напрямую влияет на полноту и точность отображения информационной модели предметной области и работу автоматизированной системы управления этой предметной областью.
Логическая модель базы данных отображается в физическую память, которая может быть построена на различных принципах, таких как электронные, магнитные, оптические, биологические и другие.
Внутренняя модель предметной области определяет размещение данных, методы доступа и технику индексирования в данной логической модели. Она также называется физической моделью. Внутренняя модель не связана с типом физической памяти, в которой данные будут храниться, и физическими методами доступа к данным.
Информационные данные каждого пользователя в базе данных должны быть независимы от данных других пользователей, то есть не должны оказывать влияния на существующие внешние модели. Это обеспечивает первый уровень независимости данных. Внешние модели пользователей также не зависят от типа физической памяти и методов доступа к данным, что обеспечивает второй уровень независимости данных.
