Курсовая работа: Проектирование реляционной базы данных в предметной области

· иерархические. Иерархическая модель данных является наиболее простой среди всех даталогических моделей. Основными информационными единицами в иерархической модели являются: база данных, сегмент и поле. Поле определяется как минимальная, неделимая единица данных, доступная пользователю с помощью СУБЗ. Сегмент называется записью, при этом в рамках иерархической модели определяются два понятия: тип сегмента или тип записи и экземпляр сегмента или экземпляр записи. Тип сегмента – это поименованная совокупность типов элементов данных, в него входящих. Экземпляр сегмента образуется из конкретных значений полей или элементов данных, в него входящих. Для возможности различия отдельных записей в данном наборе каждый тип сегмента должен иметь ключ или набор ключевых атрибутов (полей, элементов данных). Ключом называется набор элементов данных, однозначно идентифицирующих экземпляр сегмента.

В иерархической модели сегменты объединяются в ориентированный древовидный граф. При этом полагают, что направленные ребра графа отражают иерархические связи между сегментами: каждый сегмент связан с одним или несколькими на более низком уровне, и только с одним на более высоком уровне. Сегмент, находящийся на более высоком уровне иерархии, называется логическим исходным по отношению к сегментам, соединенным с ним направленными иерархическим ребрами, которые в свою очередь называются логически подчиненными по отношению к этому сегменту.

Схема иерархической БД представляет собой совокупность отдельных деревьев, каждое дерево в рамках модели называется физической базой данных. Каждая физическая БД удовлетворяет следующим иерархическим ограничениям:

- в каждой физической БД существует один корневой сегмент, то есть сегмент, у которого нет логического исходного (родительского) типа сегмента;

- каждый логический исходный сегмент может быть связан с произвольным числом логически подчиненных сегментов;

- каждый логически подчиненный сегмент может быть связан только с логически исходным сегментом.

Основными достоинствами иерархической модели – простота описания иерархических структур реального мира, гибкие возможности организации поиска. А недостатками являются: в этой модели не предусмотрена поддержка соответствия между парными записями, модель реализует отношения между исходной и дочерней записью по схеме 1:N, то есть одной родительской записи может соответствовать любое число дочерних. Т.о., приходиться дублировать информацию; сложно структурировать данные в больших БД.

Первой иерархической СУБД была система IMS (InformationManagementSystem) компании IBM, коммерческое распространение которой началось в 1968 г.;

· сетевые. Если в модели каждый порожденный элемент может иметь более одного исходного, то такая модель называется сетевой. Она представляет структуру, у которой любой элемент может быть связан с любым другим без каких-либо ограничений. Сетевая база данных состоит из набора записей, соответствующих каждому экземпляру объекта предметной области и набора связей между ними. К достоинствам сетевой модели можно отнести гибкость организации БД, а к недостаткам – некомпактное хранение данных, сложность отбора, высокая степень зависимости от конкретных данных. Первой сетевой СУБД считается система IDS (IntegratedDataStore), разработанная компанией GeneralElectric немного позже системы IMS;

· реляционные. В реляционных базах данных вся информация представляется в виде прямоугольных таблиц. Она была разработана Коддом в начале 70-х годов XX века. Будучи математиком по образованию, Кодд предложил использовать для обработки данных аппарат теории множеств. Он показал, что любое представление данных сводится к совокупности двумерных таблиц особого вида, известного в математике как отношение. Одна из главных идей Кодда заключалась в том, что связь между данными должна устанавливаться в соответствии с их внутренними логическими взаимоотношениями.

Второй важный принцип, предложенный Коддом, заключается в том, что в реляционных системах одной командой могут обрабатываться целые файлы данных, в то время как в ранних СУБД одной командой обрабатывалась только одна запись. Реализация этого принципа существенно повысила эффективность программирования баз данных. Реализация реляционных принципов в СУБД сделала возможным разработку простых языков запросов, доступных для изучения пользователями, не являющимися специалистами в области программирования. Таким образом, благодаря снижению требований к квалификации существенно расширился круг пользователей баз данных.

Одним из основных преимуществ реляционной модели является ее однородность. Все данные рассматриваются как хранимые в таблицах и только в таблицах. Таблица состоит из строк и столбцов и имеет имя, уникальное внутри базы данных. Каждая таблица обладает следующми свойствами:

-каждый элемент таблицы - один элемент данных;

-все столбцы в таблице однородны, т.е. все элементы одного столбца (поля) имеют одинаковый тип и длину;

-каждый столбец имеет уникальное имя;

-одинаковые строки (записи) в таблице отсутствуют;

-порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Любая таблица может иметь один или несколько столбцов, значения в которых однозначно идентифицируют каждую ее строку. Такой столбец (или комбинация столбцов) называется первичным ключом. В таблице не должно быть строк, имеющих одно и то же значение первичного ключа. Если таблица удовлетворяет этому требованию, она называется отношением. Взаимосвязь таблиц в реляционной модели поддерживается внешними ключами. Внешний ключ – это столбец (столбцы), значения которых однозначно характеризуют записи другой таблицы (отношения), т.е. задают значения их первичного ключа. Благодаря наличию связей между таблицами обеспечивается целостность данных.

Первые коммерческие реляционные СУБД от компаний IBM, OracleCorporation, RelationTechnologyInc. и других поставщиков появились в начале 80-х годов. Реляционные СУБД просты в использовании, повышают производительность программистов при разработке прикладных программ, хорошо приспособлены для работы в архитектуре клиент/сервер, позволяют параллельную обработку БД, хорошо приспособлены к графическим пользовательским интерфейсам. Реляционные СУБД продолжают совершенствоваться, предоставляя пользователю возможность решать всё более сложные задачи;

· объектно-реляционные (постреляционные). Объектно-реляционные СУБД продолжают использовать стандартный язык запросов для реляционных БД – SQL, но с объектными расширениями;

· объектно-ориентированные. В основе объектно-ориентированных СУБД лежит объектно-ориентированная модель обработки данных.

· многомерные, в основе которых лежит многомерная модель данных.

На самом общем уровне все СУБД можно разделить на:

- профессиональные (промышленные), которые представляют собой программную основу для разработки автоматизированных систем управления крупными экономическими объектами. На их базе создаются комплексы управления и обработки информации крупных предприятий, банков или даже целых отраслей. В настоящее время характерными представителями профессиональных СУБД являются такие программные продукты: Oracle, DB2, Sybase, Informix, Inqres, Progress.

- персональные (настольные). Это программное обеспечение, ориентированное на решение задач локального пользователя или компактной группы пользователей и предназначенная для использования на персональном компьютере, это объясняет их второе название – настольные. К ним относятся DBASE, FoxBase, FoxPro, Clipper, Paradox, Access.

В настоящее время среди СУБД выделяют СУБД (условно говоря) промежуточные между профессиональными и персональными.SQLWindows/SQLBase, Interbase, MicrosoftSQLServer.

СУБД Microsoft Access (в дальнейшем Access) предназначена для работы с реляционными базами данных. Эта СУБД входит в программный комплекс Microsoft Office (в вариантах Professional, Premium и Developer), компоненты которого работают в среде Windows.

Accessпредназначен для выполнения , по крайней мере, пяти основных задач:

1. Управление базами данных. Используя различные меню и панели инструментов, можно получать непосредственный доступ к данным из самых разных источников компьютера и сетей.