2.5 Вибір моделі представлення даних у базі даних

Всі три моделі даних надають інформацію про об’єкти у схожому вигляді. Найбільше відрізняються вони у засобах створення зв’язків між даними. Як ієрархічна, так і мереживна структура кодують зв’язки за допомогою наявних фізичних структур вказівок. Реляційна структура кодує зв’язки неявно, використовуючи загальні значення (загальні ключі) – це невід’ємна ознака реляційної системи.

Щоб оцінити всі три розглянуті вище моделі, треба, перш за все встановити критерії за якими вони можуть порівнюватися. Головними з цих критеріїв є наступні:

• Легкість використання

Нам потрібна модель даних, яка дозволить акуратно програмувати і легко формулювати запити користувача. Найбільш зручною виявляється реляційна модель, яка має справу з однією конструкцією, яку повинен розуміти користувач або програміст. Ієрархічна модель даних має зручні навігаційні властивості для навігації згори до низу вздовж дерева, але не підходить коли треба дерево пересікати з однієї гілки до іншої.

• Ефективність реалізації.

Залежить від використання пам’яті та машинного часу, тому мереживна і ієрархічна моделі з точки зору реалізації отримують більш високі оцінки ніж реляційна. Але на сьогоднішній день питання ефективної реалізації успішно вирішується за рахунок використання більш потужної техніки.

На захист ієрархічної моделі можна сказати, що більшість даних має ієрархічну природу і в реляційній моделі ці особливості доводиться враховувати штучно.

Питання до теми

1. Що таке модель даних? Чим вона визначається?

2. Які типи моделей даних використовуються у базах даних?

3. Яка модель є на сьогодні промисловим стандартом баз даних?

4. Що називається відношенням, кортежем?

5. Що таке артність кортежу?

6. Яку частину реального світу описує відношення?

7. Якій частині реального світу відповідає кортеж?

8. Як відношення, кортежі та елементи кортежів представлені в реальній базі даних?

9. Що є спільного в ієрархічній та мережній моделях даних?

10. Якими термінами ми оперуємо описуючи мережеву та ієрархічну моделі?

11. Який тип зв‘язку між об‘єктами реалізує мережева модель?

12. Що таке віртуальний запит? Його призначення.

13. Як перетворити мережеву модель на ієрархічну?

3. Етапи проектування бази даних

3.1. Об‘єктно-орієнтована декомпозиція предметної області

Кожне підприємство, установа, фірма, міністерство розглядається не тільки як організаційно-економічна система, але і як інформаційна система. Кожна ланка такої системи отримує інформацію, переробляє, зберігає, вибирає, передає її користувачеві, тобто в процесі функціонування інформація виступає в якості основного ресурсу і продукту діяльності ланки системи. Реалізація інформаційних процесів здійснюється засобами праці : пристроями, носіями, методами зберігання, переробки та обміну інформації. Раніше інформаційна технологія будувалася на базі телефона, пошти, усних повідомлень, звітів, різних форм і бланків і т.п. Сьогоднішні нові інформаційні технології додатково включають в себе засоби автоматизації елементів всіх рівнів і призначень на базі обчислювальних комплексів, об’єднуваних у локальні і регіональні системи.

Подальше розширення зони автоматизації (комплексів задач, функціональних підсистем) висунуло проблему надлишку даних, взаємозв’язку між даними і прикладними програмами, неможливості реалізації “ принципа нових задач ”, оскільки в основі була покладена автоматизація існуючої технології переробки інформації людиною. Це призвело до розуміння того, що при створенні складних автоматизованих інформаційних систем потрібна не тільки взаємоув’язка окремих задач в єдину технологію, але і новий підхід до організації даних. Було сформульовано дві основні вимоги: інтеграція даних, тобто створення динамічно поновлюваної моделі предметної області реального світу, яка підлягає автоматизації та незалежність прикладних програм від даних, тобто відокремлення логічної моделі предметної області від фізичної (логічна і фізична незалежність даних).

База даних не існує сама по собі, вона являється сердцевиною інформаційно-пошукової або інформаційно-управляючої системи, і покликана забезпечувати даними функції створюваної системи. В процесі проектування слід визначити інформаційні потреби для областей діяльності організації під яку проектується база даних.

Під організацією будемо розуміти будь яку упорядковану діяльність людей, що призводить до отримання очікуваного результату і має повторюваний характер [ ] .

За таких умов виникає необхідність документування результатів роботи організації, збереження, як кінцевих так і проміжних даних та документів. Збережені результати роботи можуть використовуватись для проведення аналізу функціонування організації, прогнозування, формування звітності, накопичення досвіду для удосконалення роботи організації в майбутньому.

Функцією організіції є деякий суттєвий бізнес-процес або процедура прийняття рішень по управлінню ресурсами чи діяльністю організації. Для виявлення функцій організації слід:

1. Проаналізувати цілі та задачі організації;

2. Проаналізувати документи з якими працює організація;

3. Ідентифікувати продукцію або послуги, що виробляє або надає організація;

4. Вивчити бізнес-процес який ми маємо автоматизувати.

Результати аналізу завершуються створенням ділової моделі організації . В діловій моделі вказуються функції, виконання яких потребує наявності бази даних та виділяются класи даних, що забезпечують виконання цих функцій.

Визначення класів даних для виконання функцій організації починається з вивчення дослідження та аналізу предметної області. Що ж ми маємо на увазі коли говоримо про предметну область?

Предметною областю будемо називати сукупність об’єктів реального світу, пов'язаних між собою функціональними залежностями, що забезпечують діяльність людини у конкретній сфері.

Об'єктом будемо називати те, що існує і відрізняється від інших (об’єктом може бути не тільки предмет, а також інформація). Об'єкти в реальному світі розподіляються за класами.

Клас являє собою прообраз або шаблон, що визначає характеристики об’єкту. Клас описує об’єкти з однією сутністю та однаковими властивостями. Властивості класу (об’єкту) називають атрибутами.

На відміну від об’єкту, який є конкретною реалією, клас може бути абстрактним. Наприклад: не існує такого об’єкту, як Студент взагалі, а клас Студент може існувати. До цього класу Студент можуть відноситись об’єкти “Студент КПІ”, “Студент НУХТ”, “Студент ХАІ” і т. Д. Клас Студент може мати атрибути: ПІБ, назва вузу, назва факультету, курс, група, спеціальність., тобто кожен об’єкт класу має такі ж атрибути, як і клас.

Клас може мати підкласи, які наслідують його атрибути чи їх частину, а на тих, що не наслідували однозначно визначені. Такі властивості класу називаються наслідуванням.

Підклас Студент НУХТ має такі ж атрибути, як клас Студент, а на атрибуті “Назва вузу”повністю визначений. Підклас "Студент НУХТ", який є потомком абстрактного класу "Студент" вже можна розглядати з точки зору створення бази даних.

Тобто декомпозиція предметної області виливається у виділення класів об’єктів, які потребують збереження в базі даних . Всі об‘єкти одного класу мають спільну сутність. Тому при проектуванні бази даних на логічному рівні вживають термін сутність (Entity) замість клас даних. Один об‘єкт називають екземпляром сутності. Сутністям дають назви. Оскільки сутність відображає об‘єкт, то і назва її співпадає з назвою об‘єкта. Як частина мови це іменник в однині. Іншим важливим елементом, що характеризує предметне середовище, є залежності між об’єктами , інакше їх називають зв’язками (Relationship). На початку проектування, на так званому концептуальному (логічному) рівні, розрізняють три види зв‘язків, що показують характер залежності між об‘єктами в реальному світі, а саме: зв‘язок один до одного, один до багатьох та багато до багатьох.