Информационное ОбЕспечение систем управления и автоматизированные информационно-управлЯюЩие системы

1. Структура субд.

В архитектуре современных СУБД выделяют три уровня описания элементов хранимых данных. Эти уровни составляют трехуровневую архитектуру, которая охватывает внешний, концептуальный и внутренний уровни.

Внешний уровень – представление базы данных с точки зрения конкретных пользователей.

Указанный уровень может включать несколько различных представлений БД со стороны различных групп пользователей. При этом каждый пользователь имеет дело с представлением предметной области, выраженным в наиболее понятной и удобной для него форме. Такое представление содержит только те сущности, атрибуты и связи, которые интересны ему при решении профессиональных задач.

На внешнем уровне создается инфологическая модель БД (внешняя схема), полностью независимая от платформы (т.е. вычислительной системы, на которой будет использоваться). Инфологическая модель является человеко-ориентированной: средой ее хранения может быть память человека, а не ЭВМ.

Концептуальный уровень – обобщающее представление базы данных, описывающее то, какие данные хранятся в БД, а также связи, существующие между ними.

Концептуальный уровень содержит логическую структуру всей БД. На концептуальном уровне необходимо выделить:

1. сущности, их атрибуты и связи;

2. ограничения, накладываемые на данные;

3. семантическую информацию о данных (смысловое содержание);

4. информацию о мерах обеспечения безопасности.

На концептуальном уровне создается даталогическая модель (концептуальная схема БД), представляющая собой описание инфологической модели (внешней схемы) на языке определения данных конкретной СУБД. Эта модель является компьютеро-ориентированной (зависит от применяемой на компьютере СУБД).

Внутренний уровень – описывает физическую реализацию базы данных и предназначен для достижения оптимальной производительности и обеспечения экономного использования дискового пространства. Содержит описания структур данных и отдельных файлов, используемых для хранения данных в запоминающих устройствах.

На внутреннем уровне создается физическая модель БД (внутренняя схема), которая также является компьютеро-ориентированной (зависит от СУБД и операционной системы). С ее помощью СУБД дает возможность программам и пользователям осуществлять доступ к хранимым данным по именам, не заботясь об их физическом расположении. По этой модели СУБД отыскивает необходимые данные на внешних запоминающих устройствах.

2. Реляционная модель организации данных .

Реляционная модель данных некоторой предметной области представляет собой набор отношений, изменяющихся во времени.

Элементы РМД и их представления:

1. Отношение – двумерная таблица, содержащая некоторые данные.

2. Схема отношения – строка заголовка таблицы.

3. Атрибут – заголовок столбца таблицы (поле).

4. Кортеж – строка таблицы (запись).

5. Домен – столбец таблицы, со значениями соответствующего атрибута.

6. Первичный ключ – один или несколько атрибутов.

7. Тип данных – тип значений элементов таблицы.

Общий вид отношения в реляционной модели.

ОТНОШЕНИЕ

ЗАГОЛОВОК ОТНОШЕНИЯ
А1	…		А3	…	A7	…	Аn
ТЕЛО ОТНОШЕНИЯ
V1	…	V3		…	V7	…	Vn
к	о	р		т	е	ж
V1i	…	V3i		…	V7i	…	Vni

Ai - атрибуты, Vi - значения атрибутов

Заголовок отношения состоит из фиксированного множества атрибутов А₁, А₂, …, А_n. Между этими атрибутами Аi и определяющими их доменами Di существует взаимно однозначное соответствие.

Тело отношения состоит из меняющегося во времени множества кортежей. Никакие два кортежа отношения не могут быть дубликатами друг друга в любой произвольно-заданный момент времени. Порядок размещения кортежей в отношении не существует.

Степень отношения – это число его атрибутов.

Кардинальное число или мощность отношения – это число его кортежей. Кардинальное число отношения изменяется во времени в отличие от его степени.

Если R – отношение с атрибутами A1, A2, ..., An, то множество атрибутов K = (Ai, Aj, ..., Ak) отношения R является возможным ключом R тогда и только тогда, когда удовлетворяются два независимых от времени условия: уникальность и минимальность.

Уникальность: в произвольный заданный момент времени никакие два различных кортежа R не имеют одного и того же значения для Ai, Aj, ..., Ak.

Минимальность: ни один из атрибутов Ai, Aj, ..., Ak не может быть исключен из K без нарушения уникальности.