Основания возникновения,
3.
2.
Физическая модель БД. Для привязки даталогической модели к среде хранения используется модель данных физического уровня. Эта модель определяет используемые запоминающие устройства, способы физической организации данных в среде хранения. Описание физической структуры базы данных называется схемой хранения. Соответствующий этап проектирования БД называется физическим проектированием.
1.
3.
2.
1.
Реляционная алгебра как теоретический язык запросов по сравнению с реляционным исчислением более наглядно описывает выполняемые над отношениями действия.
Языки запросов, построенные на основе реляционной алгебры, в современных СУБД широкого распространения не получили. Вариант реляционной алгебры, предложенный Коддом, включает в себя следующие основные операции:объединение, разность (вычитание), пересечение, декартово (прямое) произведение (или произведение), выборка (селекция, ограничение), проекция, деление и соединение.
Недостатки:
*восемь перечисленных операций по охвату своих функций, с одной стороны, избыточны, так как минимально необходимый набор составляют пять операций: объединение, вычитание, произведение, проекция и выборка. Три другие операции (пересечение, соединение и деление) можно определить через пять минимально необходимых. Так, например, соединение — это проекция выборки произведения.
*этих восьми операций недостаточно для построения реальной СУБД на принципах реляционной алгебры. Требуются расширения, включающие операции: переименования атрибутов, образования новых вычисляемых атрибутов, вычисления итоговых функций, построения сложных алгебраических выражений, присвоения, сравнения и т. д.
Операции реляционной алгебры Кодда: базовые теоретико-множественныеи специальные реляционные. Первая группа -классические операции теории множеств: объединение, разность, пересечение и произведение. Вторая группа -развитие обычных теоретико-множественных операций в направлении к реальным задачам манипулирования данными: проекция, селекция, деление и соединение.
Совместимость структуротношений означает совместимость имен атрибутов и типов соответствующих доменов. Частным случаем совместимости является идентичность (совпадение).
*Объединением двух совместимых отношений R1 и R2 одинаковой размерности является отношение R, содержащее все элементы исходных отношений (с исключением повторений).
*Вычитание совместимых отношений R1 и R2 одинаковой размерности есть отношение, тело которого состоит из множества кортежей, принадлежащих R1, но не принадлежащих отношению R2.
*Пересечение двух совместимых отношений R1 и R2 одинаковой размерности порождает отношение R с телом, включающим в себя кортежи, одновременно принадлежащие обоим исходным отношениям.
*Произведение отношения R1 степени к1 и отношения R2 степени к2 которые не имеют одинаковых имен атрибутов, есть такое отношение R степени, заголовок которого представляет сцепление заголовков отношений R1 и R2, а тело имеет кортежи такие, что первые к1 элементов кортежей принадлежат множеству R1, а последние к2 элементов — множеству R2-
*Выборка отношения R по формуле f представляет собой новое отношение с таким же заголовком и телом, состоящим из таких кортежей отношения R, которые удовлетворяют истинности логического выражения, заданного формулой f
*Проекция отношения А на атрибуты X, Y,..., Z (А [X, Y,..., Z]), где множество {X, Y,..., Z} является подмножеством полного списка атрибутов заголовка отношения А, представляет собой отношение с заголовком X, Y,..., Z и телом, содержащим кортежи отношения А, за исключением повторяющихся кортежей. Повторение одинаковых атрибутов в списке X, Y,..., Z запрещается.
*Операция переименования позволяет изменить имя атрибута отношения
*Операция расширения порождает новое отношение, похожее на исходное, но отличающееся наличием добавленного атрибута, значения которого получаются путем некоторых скалярных вычислений
*Операция подведения итогов SUMMARIZE выполняет «вертикальные» или групповые
*Операция множественного подведения итогов, подобно соответствующим операциям переименования и расширения, выполняет одновременно несколько «вертикальных» вычислений и записывает результаты в отдельные новые атрибуты
К основным операторам, позволяющим изменять тело существующего отношения, отнесем операции реляционного присвоения, вставки, обновления и удаления.
*Операцию присвоения где оба выражения задают совместимые (точнее, эквивалентные) по структуре отношения
С помощью операции присвоения можно не только полностью заменить все значения отношения-цели, но и добавить или удалить кортежи.
*Операция вставки INSERT где оба выражения должны быть совместимы по структуре.
*Операция обновления UPDATE
Результатом выполнения операции обновления является отношение, полученное после присвоения соответствующих значений атрибутам отношения, заданного целевым выражением.
*Операция удаления DELETE
представляет собой реляционное выражение, описывающее удаляемые кортежи.
*Операция реляционного сравнения может использоваться для прямого сравнения двух отношений
8 лекция
1.Этапы проектирование баз данных.
2.Общие сведения об инфологическом моделировании.
3.Принципы построение инфологической модели.
8,1*Даталогическая модельявляется моделью логического уровня и представляет собой отображение логических связей между элементами данных безотносительно к их содержанию и среде хранения. Строится в терминах информационных единиц, допустимых в той конкретной СУБД, в среде которой мы проектируем базу данных. Этап создания ДЛМ называется даталогическим проектированием. Описание логической структуры базы данных на языке СУБД называется схемой.
*Инфологическая модель предметной области. Чтобы спроектировать структуру базы данных, необходима исходная информация о предметной области. Желательно, чтобы эта информация была представлена в формализованном виде. Информация, требуемая для проектирования БД, мало зависит от особенностей СУБД. Более того, для проектирования ИС с «небанковской» организацией обычно требуется та же информация. Описание предметной области, выполненное без ориентации на используемые в дальнейшем программные и технические средства, называется инфологической моделью предметной области (ИЛМ).
Взаимосвязь этапов проектирования БД.Инфологическая модель предметной области строится первой. Затем наее основе строится даталогическая модель. Физическая и внешняя модели после этого могут строиться в любой последовательности, в том числе и параллельно.
8.2Под инфологической модельюпонимают описание предметной области, выполненное с использованием специальных языковых средств, не зависящих от используемых в дальнейшем программных средств.
Инфологическая модель должна строиться вне зависимости от того, будете ли вы в дальнейшем использовать какую-либо СУБД или пользоваться другими программными средствами для реализации своей информационной системы.
Основным требованием к ИЛМ, вытекающим из ее назначения, является требование адекватного отображения предметной области. ИЛМ должна быть непротиворечивой. Не должна допускаться неоднозначная трактовка модели.
язык спецификации ИЛМ требования к нему, а именно он должен:
быть вычисляемым, т. е. восприниматься и обрабатываться ЭВМ;
использовать «дружелюбные» пользователю интерфейсы, в частности графические;
быть не зависимым от оборудования и других ресурсов, которые подвержены частым изменениям;
использовать средства тестирования ИЛМ, а также иметь аппарат для указания того, что спецификация завершена и по ней может быть выполнена генерация структур баз данных.
Инфологическая модель является средством коммуникации разнообразных коллективов как конечных пользователей, так и разработчиков.
Центральной компонентой инфологической модели является описание объектов предметной области и связей между ними (ER-модель
Кроме того, в инфологической модели должны быть отражены и алгоритмические зависимости между показателями
Следующим компонентом инфологической модели является описание информационных потребностей пользователей. Для этих целей используются специальные языковые средства. Они должны отражать тип запроса, объемно-частотные характеристики, режим использования данных и т. п.
Для описания ИЛМ используются как языки аналитического (описательного) типа, так и графические средства. В предметной области в процессе ее обследования и анализа выделяют классы объектов. Классом объектовназывают совокупность объектов, обладающих одинаковым набором свойств. Объекты могут быть реальными, как названные выше, а могут быть и абстрактными. При отражении в информационной системе каждый объект представляется своим идентификатором, который отличает один объект класса от другого, а каждый класс объектов представляется именем этого класса. Каждый объект обладает определенным набором свойств. Для объектов одного класса набор этих свойств одинаков, а их значения, естественно, могут различаться. При описании предметной области надо изобразить каждый из существующих классов объектов и набор свойств, фиксируемый для объектов данного класса.
Каждому классу объектов в инфологической модели присваивается уникальное имя. Именем класса объектов является грамматический оборот существительного (существительное, у которого могут быть прилагательные и предлоги). Если имя состоит из нескольких слов, то желательно, чтобы первым стояло существительное. Существительное должно употребляться в единственном, а не во множественном числе. Помимо имени класса объектов в ИЛМ может использоваться его короткое кодовое обозначение.
При описании предметной области надо отразить связи между объектом и характеризующими его свойствами. Это изображается просто в виде линии, соединяющей обозначение объекта и его свойств.
Связь между объектом и его свойством может быть различной. Объект может обладать только одним значением какого-то свойстваКроме того, некоторые свойства являются постоянными, их значение не может измениться с течением времени. Назовем такие свойства статическими, а те свойства, значение которых может изменяться со временем, будем называть динамическими.