Независимость данных (2 уровня).
Представленная схема проектирования обеспечивает 2 уровня независимости. Независимостью данных называется возможность эксплуатации без знания деталей ее построения. Внешние модели не подвержены изменениям физической модели. Действительно, модификации в организации ФБД могут повлиять на эффективность программ. Но никогда не потребуется переписывать эти программы только в связи с изменением реализации логической модели физической. Это первый уровень независимости данных, который называется физической независимостью данных.
Второй вид независимости обеспечивается связью между концептуальной МД и ЛМД и называется логической независимостью данных. Концептуальная МД должна быть спроектирована таким образом, что вносимые в нее изменения не должны оказывать влияние на внешние МД.
Независимость данных (Дейт) можно определить как иммунитет приложений к изменениям в структуре хранения и в методах доступа к данным.
На этапе проектирования необходимо обеспечить независимость данных. Изменения в концептуальной модели не должны затрагивать программное обеспечение. Способ хранения данных и методы доступа к ним не должны влиять на ПО.
При проектировании БнД необходимо учитывать следующие требования:
Адекватность отображения ПО (полнота данных, динамичность модели, актуальность информации, т.е. соответствие состоянию ПО на данный момент времени).
Возможность взаимодействия с пользователями разных категорий и в разных режимах.
Обеспечение конфиденциальности данных, надежности, целостности, защиты от случайного или преднамеренного разрушения БД.
Обеспечение взаимной независимости программ и данных.
Технологичность обработки данных, приемлемые характеристики функционирования БнД (стоимость обработки, время реакции системы на запрос, требуемый объем памяти).
2,5 – обеспечивается выбором СУБД, остальные обеспечиваются проектированием.
Концептуальное проектирование. Модели данных. Модель сущность-связь.
Вернемся к схеме представления проектирования БД. Центральное место в ней занимает способ представления ПО. Существует множество моделей данных. Наиболее известны: сетевая, иерархическая, реляционная. Некоторым особняком стоят: ER-модель, бинарная, семантическая, инфологическая модели. Наиболее известна ER-модель или модель «сущность-связь», которая позволяет наиболее наглядно и просто представить ПО.
Модель данных представим в виде тройки элементов:
M = < O, X, C >,
где О – объекты ПО;
X – характеристики;
С – связи между объектами.
Объект – это то, о чем в информационной системе должна накапливаться информация. Объекты могут рассматриваться как атомарные и составные; причем один и тот же объект в различных ситуациях может быть рассмотрен как атомарный или как составной. Для составного объекта должна быть определена его внутренняя структура – как множество объектов, которые в свою очередь также могут быть составными и атомарными.
Таким образом, чтобы отобразить ПО в информационную систему (в МПО) нужно описать объекты ПО и их связи.
Типы моделей:
- бинарная;
- семантическая (системы искусственного интеллекта);
- ER-модель.
Бинарная модель – рассматривает пару объектов, которые называются категориями:
обучает
студент
преподаватель
слушает
Обоим направлениям бинарного отношения присваиваются уникальные имена, которые называются функциями доступа.
Обобщенная бинарная модель – в качестве категории берется конкретный объект:
Иванов
Сидоров
Обучение
преподаватель
студент
Расширение семантического бинарного графа состоит из реализации категорий и связей между ними. Реализации категорий могут быть конкретными или абстрактными. Абстрактные категории всегда существуют, конкретные могут появляться и исчезать в описании реального мира средствами МД.
Модель Сенко – многоуровневая модель, она ориентирована на моделирование различных аспектов управления БД – от внешних «взглядов» пользователя до физических методов доступа.
Модель Браччи – концептуальная модель в архитектуре ANSI/X3/SPARC.
Модель Абриаля обладает мощными семантическими возможностями, в ней используются идеи из ИИ и ЯП.
Граф бинарной модели может рассматриваться как структура, дуальная структуре РМД, обе модели весьма популярны – одна среди графовых моделей, другая – среди табличных.
Бинарные модели обладают возможностями лаконичного представления сложных связей, но их ориентация на пользователя недостаточна.
Семантические сети как МД были созданы исследователями, работавшими над различными проблемами ИИ. Семантические сети предназначены для представления и систематизации знаний общего характера. Дать точное определение, что лежит в основе семантической сетевой модели достаточно трудно, т.к. базовой структурой в семантической сети может быть граф, множество вершин и дуг которого образуют сеть.