Выделяют логические модели баз данных. Три типа логических моделей баз данных. Введение. Основные понятия баз данных

Ядром любой базы данных является модель данных. Модель данных - это совокупность структур данных и операций их обработки.

По способу установления связей между данными различают иерархическую , сетевую и реляционную модели .

Иерархическая модель позволяет строить базы данных с древо видной структурой, где каждый узел содержит свой тип данных (сущность). На верхнем уровне дерева в этой модели имеется один узел - корень, на следующем уровне располагаются узлы, связанные с этим корнем, затем узлы, связанные с узлами предыдущего уровня и т. д. При этом каждый узел может иметь только одного предка.

Иерархическая древовидная структура модели БД

Поиск данных в иерархической системе всегда начинается с корня. Затем производится спуск с одного уровня дерева на другой, пока не будет достигнут искомый уровень. Перемещения по системе от одной записи к другой осуществляются с помощью ссылок.

Основные достоинства иерархической модели - простота описания иерархических структур реального мира и быстрое выполнение запросов. Однако не всегда удобно каждый раз начинать поиск нужных данных с корня, а другого способа перемещения по базе в иерархических структурах нет. Указанный недостаток снят в сетевой модели, где (по крайней мере, теоретически) возможны связи всех информационных объектов со всеми.

В данной модели каждый преподаватель может обучать многих (теоретически всех) студентов и каждый студент может обучаться у многих (теоретически у всех) преподавателей. Поскольку на практике это, естественно, невозможно, приходится прибегать к некоторым ограничениям. Использование иерархической и сетевой моделей ускоряет доступ к информации в базе данных. Однако, поскольку каждый элемент данных должен содержать ссылки на некоторые другие элементы, требуются значительные ресурсы как дисковой, так и основной памяти ЭВМ. Недостаточность основной памяти, конечно, снижает скорость обработки данных. Кроме того, для таких моделей характерна сложность реализации системы управления базами данных.

Реляционная модель была разработана в начале 70-х годов ХХ в. Коддом. Простота и гибкость этой модели привлекли к ней внимание разработчиков, и уже 80-х годах ХХ в. она получила широкое распространение. Таким образом, реляционные СУБд оказались промышленным стандартом.

Реляционная модель опирается на систему понятий реляционной алгебры, важнейшими из которых являются таблица, строка, столбец, отношение и первичный ключ, а все операции в этом случае сводятся к манипуляциям с таблицами. В реляционной модели информация представляется в виде прямоугольных таблиц, каждая из которых состоит из строк и столбцов и имеет имя, уникальное внутри базы данных.

Таблица отражает объект реального мира - сущность, а каждая ее строка (запись) отражает один конкретный экземпляр объекта - экземпляр сущности. Каждый столбец таблицы имеет уникальное для данной таблицы имя. Располагаются столбцы в соответствии с порядком следования их имен, принятом при создании таблицы.

В отличие от столбцов строки не имеют имен, порядок их следования в таблице не определен, а число - логически не ограничено. Так как строки в таблице не упорядочены, невозможно выбрать строку по ее позиции. Номер, имеющийся в файле у каждой строки, не характеризует ее, так как его значение изменяется при удалении строк из таблицы. Логически не существует первой и последней строк.

Реляционные системы исключили необходимость сложной навигации, поскольку данные представлены в них не в виде одного файла, а независимыми наборами, и для отбора данных используются операции реляционной алгебры - прикладной теории множеств.

В каждой таблице реляционной модели должен быть столбец (или совокупность столбцов), значение которого однозначно идентифицирует каждую ее строку. Этот столбец (или совокупность столбцов) и называется первичным ключом таблицы.

Если таблица удовлетворяет требованию уникальности первичного ключа, она называется отношением. В реляционной модели все таблицы должны быть преобразованы в отношения. Отношения реляционной модели связаны между собой. Связи поддерживаются внешними ключами.

Внешний ключ - это столбец (совокупность столбцов), значение которого однозначно характеризует значения первичного ключа другого отношения (таблицы).

Говорят, что отношение, в котором определен внешний ключ, ссылается на соответствующее отношение, в котором та же совокупность столбцов является первичным ключом.

В приведенном примере отношение СОТРУДНИК ссылается на отношение ОТДЕЛ через название отдела.

Схема реляционной таблицы (отношения) представляет собой совокупность имен полей, образующих ее запись:

НАЗВАНИЕ ТАБЛИЦЫ (Поле 1, Поле 2, ..., Поле п).

Например, для таблиц, показанных на рисунке, имеем следующие схемы (курсивом выделены первичные ключи):

СОТРУДНИК (Номер пропуска, ФИО, Должность, Название отдела, Телефон);

ОТДЕЛ (Название отдела, Расположение отдела, Назначение отдела).

Объектно-ориентированная модель баз данных начала разрабатываться в связи с появлением объектно-ориентированных язы ков программирования в 90-е годы ХХ века. Такого рода базы хранят методы классов, а иногда и постоянные объекты классов, что позволяет осуществлять беспрепятственную интеграцию между данными и их обработкой в приложениях.

Доминирование реляционной модели в современных СУБД определяется:

наличием развитой теории (реляционной алгебры);

наличием аппарата сведения других моделей данных к реляционной модели;

наличием специальных средств ускоренного доступа к информации;

наличием стандартизированного высокоуровневого языка запросов к БД, позволяющего манипулировать ими без знания конкретной физической организации БД во внешней памяти.

ТИПЫ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ В МОДЕЛИ

На практике часто используются связи, устанавливающие различные виды соответствия между объектами «связанных» типов, - это один к одному (1:1), один ко многим (1:М), многие ко многим (М: М).

Связь один к одному означает, что каждому экземпляру первого объекта (А) соответствует только один экземпляр второго объекта (В) и, наоборот, каждому экземпляру второго объекта (В) соответствует только один экземпляр первого объекта (А).

Связь один ко многим означает, что каждому экземпляру одного объекта (А) может соответствовать несколько экземпляров другого объекта (В), а каждому экземпляру второго объекта (В) может соответствовать только один экземпляр первого объекта (А).

Связь многие ко многим означает, что каждому экземпляру одного объекта (А) могут соответствовать несколько экземпляров второго объекта (В) и, наоборот, каждому экземпляру второго объекта (В) могут соответствовать тоже несколько экземпляров первого объекта (А).

Пример. Рассмотрим совокупность следующих информационных объектов:

СТУДЕНТ (Номер студента, ФИО, Дата рождения, Номер группы);

СТИПЕНДИЯ (Номер студента, Размер стипендии);

ГРУППА (Номер группы, Специальность);

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (Код преподавателя, ФИО, Должность).

Здесь информационные объекты СТУДЕНТ и СТИПЕНДИЯ связаны отношением один к одному, так как каждый студент может иметь только одну стипендию и каждая стипендия может быть назначена только одному студенту.

Информационные объекты ГРУППА и СТУДЕНТ связаны отношением один ко многим, так как одна группа может включать в себя много студентов, в то время как каждый студент может обучаться только в одной группе.

Информационные объекты СТУДЕНТ и ПРЕПОДАВАТЕЛЬ связаны отношением многие ко многим, так как один студент может обучаться у многих преподавателей и один преподаватель может обучать многих студентов.

Ядром любой базы данных является модель данных. Модель данных - это совокупность структур данных и операций их обработки.

По способу установления связей между данными различают иерархическую, сетевую и реляционную модели.

Иерархическая модель позволяет строить базы данных с древовидной структурой, где каждый узел содержит свой тип данных (сущность). На верхнем уровне дерева в этой модели имеется один узел - корень, на следующем уровне располагаются узлы, связанные с этим корнем, затем узлы, связанные с узлами предыдущего уровня и т.д.

При этом каждый узел может иметь только одного предка (рис. 1.2).

Поиск данных в иерархической системе всегда начинается с корня. Затем производится спуск с одного уровня дерева на другой, пока не будет достигнут искомый уровень. Перемещения по системе от одной записи к другой осуществляются с помощью ссылок.

Основные достоинства иерархической модели - простота описания иерархических структур реального мира и быстрое выполнение запросов. Однако не всегда удобно каждый раз начинать поиск нужных данных с корня, а другого способа перемещения по базе в иерархических структурах нет.

Указанный недостаток снят в сетевой модели, где (по крайней мере, теоретически) возможны связи всех информационных объектов со всеми.

В примере, приведенном на рис. 1.3, каждый преподаватель может обучать многих (теоретически всех) студентов и каждый сту дент может обучаться у многих (теоретически у всех) преподавателей. Поскольку на практике это, естественно, невозможно, приходится прибегать к некоторым ограничениям.

Использование иерархической и сетевой моделей ускоряет доступ к информации в базе данных. Однако, поскольку каждый элемент данных должен содержать ссылки на некоторые другие элементы, требуются значительные ресурсы как дисковой, так и основной памяти ЭВМ. Недостаточность основной памяти, конечно, снижает скорость обработки данных. Кроме того, для таких моделей характерна сложность реализации системы управления базами данных.

Реляционная модель (от англ. relation - отношение) была разработана в начале 70-х годов XX в. Коддом. Простота и гибкость этой модели привлекли к ней внимание разработчиков, и уже 80-х годах XX в. она получила широкое распространение. Таким образом реляционные СУБД оказались промышленным стандартом.

Реляционная модель опирается на систему понятий реляционной алгебры, важнейшими из которых являются таблица, строка, столбец, отношение и первичный ключ, а все операции в этом случае сводятся к манипуляциям с таблицами.

В реляционной модели информация представляется в виде прямоугольных таблиц, каждая из которых состоит из строк и столбцов и имеет имя, уникальное внутри базы данных.

Таблица отражает объект реального мира - сущность, а каждая ее строка (запись) отражает один конкретный экземпляр объекта - экземпляр сущности. Каждый столбец таблицы имеет уникальное для данной таблицы имя. Располагаются столбцы в соответствии с порядком следования их имен, принятом при создании таблицы.

Рис. 1.2. Иерархическая древовидная структура модели БД

Рис. 1.3. Сетевая структура модели БД

В отличие от столбцов строки не имеют имен, порядок их следования в таблице не определен, а число - логически не ограничено. Так как строки в таблице не упорядочены, невозможно выбрать строку по ее позиции. Номер, имеющийся в файле у каждой

строки, не характеризует ее, так как его значение изменяется при удалении строк из таблицы. Логически не существует первой и последней строк.

Реляционные системы исключили необходимость сложной навигации, поскольку данные представлены в них не в виде одного файла, а независимыми наборами, и для отбора данных используются операции реляционной алгебры - прикладной теории множеств.

В каждой таблице реляционной модели должен быть столбец (или совокупность столбцов), значение которого однозначно идентифицирует каждую ее строку. Этот столбец (или совокупность столбцов) и называется первичным ключом таблицы (рис. 1.4).

Если таблица удовлетворяет требованию уникальности первичного ключа, она называется отношением. В реляционной модели все таблицы должны быть преобразованы в отношения. Отношения реляционной модели связаны между собой. Связи поддерживаются внешними ключами. Внешний ключ - это столбец (совокупность столбцов), значение которого однозначно характеризует значения первичного ключа другого отношения (таблицы).

Говорят, что отношение, в котором определен внешний ключ, ссылается на соответствующее отношение, в котором та же совокупность столбцов является первичным ключом.

В приведенном на рис. 1.4 примере отношение СОТРУДНИК ссылается на отношение ОТДЕЛ через название отдела.

Схема реляционной таблицы (отношения) представляет собой совокупность имен полей, образующих ее запись:

НАЗВАНИЕ ТАБЛИЦЫ (Поле 1, Поле 2.....Поле п).

Например, для таблиц, показанных на рис. 1.4, имеем следующие схемы (курсивом выделены первичные ключи):

СОТРУДНИК (Номер пропуска, ФИО, Должность, Название отдела, Телефон);

ОТДЕЛ (Название отдела. Расположение отдела, Назначение отдела).

Объектно-ориентированная модель баз данных начала разрабатываться в связи с появлением объектно-ориентированных языков программирования в 90-е годы XX века. Такого рода базы хранят методы классов, а иногда и постоянные объекты классов, что позволяет осуществлять беспрепятственную интеграцию между данными и их обработкой в приложениях.

Доминирование реляционной модели в современных СУБД определяется:

наличием развитой теории (реляционной алгебры);

наличием аппарата сведения других моделей данных к реляционной модели;

наличием специальных средств ускоренного доступа к информации;

наличием стандартизированного высокоуровневого языка запросов к БД, позволяющего манипулировать ими без знания конкретной физической организации БД во внешней памяти.

Лекция №2.

«Информационная модель данных, её состав и три типа логических моделей».

План.
1. Информационная модель данных, ее состав:
- концептуальная,
- логическая
- физическая модели

- иерархическая,
- сетевая,
- реляционная.
3. Типы взаимосвязей в модели: «один к одному», «один ко многим», «многие ко мно-гим»

1. Информационная модель данных, ее состав.

Каждая информационная система в зависимости от ее назначе¬ния имеет дело с той или иной частью конкретного мира, которую принято называть предметной областью инфор-мационной системы.
Анализ предметной области является необходимым начальным эта¬пом разработки любой информационной системы. Именно на этом этапе определяются информационные потреб-ности всей совокупно¬сти пользователей будущей системы, которые, в свою очередь, пре¬допределяют содержание ее базы данных.
Предметная область дан¬ной информационной системы рассматривается прежде всего как некоторая совокупность реальных объектов, которые представляют интерес для ее поль-зователей.

Примерами объектов предметной об¬ласти могут служить персональные ЭВМ, программ-ные продукты, их пользователи. Каждый из них обладает определенным набором свойств (атрибутов).
Так, компьютер характеризуется
названием фирмы-производителя,
идентификатором модели,
типом микропро¬цессора,
объемом оперативной и внешней памяти,
типом графиче¬ской карты и т. д.

Информационный объект - это описание некоторой сущности предметной области - ре-ального объекта, процесса, явления или события.
Информационный объект (сущность) образуется совокуп¬ностью логически взаимосвязан-ных атрибутов (свойств), представ¬ляющих качественные и количественные характеристи-ки объекта (сущности).

Между объектами предметной области могут существовать свя¬зи, имеющие различный содержательный смысл. Эти связи могут быть обязательными или факультативными.
Если вновь порожденный объект оказывается по необходимости связанным с каким-либо объектом предметной области, то между этими двумя объектами существует обязательная связь.

В против¬ном случае связь является факультативной (необязательной).
Обязательная связь «ЗАМЕЩАЕТ» существует, например, меж¬ду двумя объектами СО-ТРУДНИК и ДОЛЖНОСТЬ в предметной области кадровой информационной системы.

Каждый принимае¬мый в организацию сотрудник зачисляется на какую-либо долж¬ность и не может быть сотрудника, не замещающего какой-либо должности.
В то же время связь «ЗАМЕЩАЕТСЯ» между типами объектов СОТРУДНИК и ДОЛЖ-НОСТЬ является факультативной, поскольку могут существовать вакантные должности.

Логическая модель отражает логические связи между атрибутами объектов вне зависимо-сти от их содержания и среды хранения и мо¬жет быть реляционной, иерархической или сетевой.

Таким образом, логическая модель отображает логические связи между информаци¬онными данными в данной концептуальной модели.
Различным пользователям в информационной модели соответ¬ствуют различные подмно-жества ее логической модели, которые на¬зываются внешними моделями пользователей. Таким образом, внешняя модель пользователя представляет собой отображение кон¬цептуальных требований этого пользователя в логической модели и соответствует тем представлениям, которые пользователь получает о предметной области на основе логиче-ской модели.

Следовательно, насколько хорошо спроектирована внешняя модель, настолько пол¬но и точно информационная модель отображает предметную об¬ласть и настолько полно и точ-но работает автоматизированная сис¬тема управления этой предметной областью.
Логическая модель отображается в физическую память, которая может быть построена на электронных, магнитных, оптических, биологических или других принципах.

Внутренняя модель предметной области определяет
размещение данных,
методы доступа и
технику индексирования в данной логи¬ческой модели и
иначе называется физической моделью.

Информационные данные любого пользователя в БД должны быть независимы от всех других пользователей, т. е. не должны ока¬зывать влияния на существующие внешние мо-дели.
Это первый уровень независимости данных.
С другой стороны, внешние модели пользователей никак не связаны с типом физической памяти, в ко¬торой будут храниться данные, и с физическими методами доступа к этим данным.
Это положение отражает второй уровень независи¬мости данных.

2. Три типа логических моделей баз данных:
иерархическая, сетевая, реляционная.

Ядром любой базы данных является модель данных.
Модель данных - совокупность структур данных и операций их обработки.
По способу установления связей между данными различают
ие¬рархическую,
сетевую и
реляционную модели.

Иерархическая модель позволяет строить базы данных с древо¬видной структурой. В них каждый узел содержит свой тип данных (сущность). На верхнем уровне дерева в этой мо-дели имеется один узел - «корень», на следующем уровне располагаются узлы, связан¬ные с этим корнем, затем узлы, связанные с узлами предыдущего уровня и т. д., причем каждый узел может иметь только одного предка (рис. 1.2).
Организация поиска данных в иерархической системе всегда начинается с корня. Затем производится спуск с одного уровня на другой пока не будет достигнут искомый уровень.
Перемещения по системе от од¬ной записи к другой осуществляются с помощью ссылок.
Основные достоинства иерархической модели - простота опи¬сания иерархических струк-тур реального мира и быстрое выполне¬ние запросов, соответствующих структуре данных, однако, они час¬то содержат избыточные данные.

Кроме того, не всегда удобно каж¬дый раз начинать поиск нужных данных с корня, а дру-гого способа перемещения по базе в иерархических структурах нет.

Указанный недостаток снят в сетевой модели, где, по крайней мере, теоретически возмож-ны связи «всех информационных объек¬тов со всеми».

В примере учебного заведения на рис. 1.3 каждый преподаватель может обучать много (теоретически всех) студентов, и каждый студент может обучаться у многих (теоретически всех) преподавателей.
Поскольку на практике это, естественно, невоз¬можно, приходится прибегать к некоторым ограничениям.

Использование иерархической и сетевой моделей ускоряет до¬ступ к информации в базе данных. Но поскольку каждый элемент данных должен содержать ссылки на некоторые другие элементы,
требуются значительные ресурсы как дисковой, так и основной па¬мяти ЭВМ.

Недостаток основной памяти, конечно, снижает ско¬рость обработки данных. Кроме того, для таких моделей характерна сложность реализации системы управления базами данных (СУБД).

Реляционная модель (от англ, relation - отношение) была разра¬ботана в начале 70-х го-дов Коддом. Простота и гибкость модели привлекли к ней внимание разработчиков.
В 80-х годах она получи¬ла широкое распространение, и реляционные СУБД оказались про¬мышленным стандартом.

Модель опирается на систему понятий реляционной алгебры, важнейшие из которых: таблица, строка, столбец, отношение и пер¬вичный ключ, а все операции сводятся к мани-пуляциям с таблицами.
В реляционной модели информация представляется в виде пря¬моугольных таблиц.
Каждая таблица состоит из строк и столбцов и имеет имя, уникальное внутри базы дан-ных.

Таблица отражает объект реального мира - сущность, а каждая ее строка (запись) отра-жает один конкретный экземпляр объекта - экземпляр сущности.

Каждый столбец таблицы имеет уникальное для своей таблицы имя. Столбцы расположе-ны в таблице в соответ¬ствии с порядком следования их имен при ее создании. Таблица не может иметь менее одного столбца.
В отличие от столбцов строки не имеют имен, порядок их сле¬дования в таблице не опре-делен, а количество логически не ограни¬чено.
Так как строки в таблице не упорядочены, невозможно вы¬брать строку по ее позиции.
Хотя в файле у каждой строки имеется номер, он не характеризует строку. Его значение изменяется при удалении строк из таблицы.

Логически среди строк не существует «первой» и «последней».

Реляционные системы исключили необходимость сложной навигации, поскольку данные представлены в них не в виде одного файла, а независимыми наборами,
и для отбора данных используют¬ся операции реляционной алгебры - прикладной теории множеств.
В каждой таблице реляционной модели должен быть столбец или совокупность столбцов, значения которых однозначно иденти¬фицируют каждую строку таблицы.

Этот столбец или их совокуп¬ность и называется первичным ключом таблицы (рис. 1.4).
Таблица 1. СОТРУДНИК
Название таблицы
№ пропуска
Фамилия
Должность
Название отдела Y
Телефон

\
Первичный ключ таблицы 1
Внешний ключ таблицы 1
Таблица 2. ОТДЕЛ
Название таблицы
Название отдела
Расположение отдела
Назначение отдела

Первичный ключ таблицы 2
Рис. 1.4. Организация ссылки от одной таблицы к другой

Если таблица удовлетворяет требованию уникальности первично¬го ключа, она называется отношением.

В реляционной модели все таблицы должны быть преобразованы в отношения.
Отношения ре¬ляционной модели связаны между собой.
Связи поддерживаются внешними ключами.

Внешний ключ - это столбец (совокупность столбцов), значение которого однозначно характеризует значение первичного ключа другого отношения (таблицы).

Говорят, что отношение, в котором определен внешний ключ, ссылается на соответст-вующее отношение, в котором та же сово¬купность столбцов является первичным ключом.

В приведенном примере на рис. 1.4 отношение «СОТРУДНИК» ссылается на отношение «ОТДЕЛ» через название отдела.

Схема реляционной таблицы (отношения)
представляет собой со¬вокупность имен полей, образующих запись таблицы:
НАЗВАНИЕ ТАБЛИЦЫ (Поле 1, Поле 2, ..., Поле N).

Например, для таблиц на рис. 1.4 имеем следующие схемы таблиц:

СОТРУДНИК (№ пропуска, Фамилия. Должность, Название отдела, Телефон);
ОТДЕЛ (Название отдела, Расположение отдела, Назначение отдела).

Курсивом в схемах таблиц показаны первичные ключи.

Объектно-ориентированная модель баз начала разрабатываться в связи с появлением объ-ектно-ориентированных языков програм¬мирования. Появление таких баз приходится на 90-е годы про¬шлого века. Такого рода базы хранят методы классов, а иногда и постоянные объекты классов, что позволяет осуществлять беспре¬пятственную интеграцию межу дан-ными и их обработкой в прило¬жениях.

Доминирование реляционной модели в современных СУБД оп¬ределяется:
1) наличием развитой теории (реляционной алгебры);
2) наличием аппарата сведения других моделей данных к реля¬ционной модели;
3) наличием специальных средств ускоренного доступа к ин¬формации;
4) наличием стандартизированного высокоуровневого языка за¬просов к БД, позволяющего манипулировать ими без знания кон¬кретной физической организации БД во внешней па-мяти.

3. Типы взаимосвязей в модели:
«один к одному», «один ко многим», «многие ко многим»

На практике часто используются связи, устанавливающие раз¬личные виды соответствия между объектами «связанных» типов, - «один к одному» (1:1), «один ко многим» (1:М), «многие ко мно¬гим» (М:М).

Связь «один к одному» означает, что каждому экземпляру пер¬вого объекта (А) соответст-вует только один экземпляр второго объ¬екта (В) и наоборот, каждому экземпляру второго объекта (В) соот¬ветствует только один экземпляр первого объекта (А).

Связь «один ко многим» характеризуется тем, что каждому эк¬земпляру одного объекта (А) может соответствовать несколько эк¬земпляров другого объекта (В), а каждому экземпляру второго объ¬екта (В) может соответствовать только один экземпляр первого объ¬екта (А).
Связь «многие ко многим» означает, что каждому экземпляру одного объекта (А) могут соответствовать несколько экземпляров второго объекта (В) и наоборот, каждому экземп-ляру второго объек¬та (В) могут соответствовать тоже несколько экземпляров первого объ-екта (А).
Пример 1.1. Рассмотрим совокупность следующих информаци¬онных объектов:

СТУДЕНТ (Номер студента, Фамилия И.О., Дата рождения. Номер группы);
СТИПЕНДИЯ (Номер студента. Размер стипендии);
ГРУППА (Номер группы, Специальность);
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (Код преподавателя, Фамилия И.О., Должность).

Информационные объекты СТУДЕНТ и СТИПЕНДИЯ связаны отношением «один к од-ному», так как каждый студент может иметь только одну стипендию, и каждая стипендия может быть назначена только одному студенту.
Информационные объекты ГРУППА и СТУДЕНТ связаны от¬ношением «один ко многим», так как одна группа может включать много студентов, и в то же время каждый студент может обучаться только в одной группе.
Информационные объекты СТУДЕНТ и ПРЕПОДАВАТЕЛЬ связаны отношением «многие ко многим», так как один студент мо¬жет обучаться у многих преподавателей, и один пре-подаватель мо¬жет обучать многих студентов.

Аннотация

В данной курсовой работе описывается проектирование базы данных центральной городской больницы и ее реализация в Oracle Datebase. Была представлена предметная область, разработаны концептуальная, логическая и физическая модели данных. Средствами Oracle Datebase созданы необходимые таблицы, запросы, отчеты. Курсовая работа состоит из.

Введение 3

1.Предметная область 4

2.Концептуальная модель 5

3.Логическая модель базы данных 7

4.Модель физической организации данных 9

5.Реализация баз данных в Oracle 9

6.Создание таблиц 10

7.Создание запросов 16

8.Заключение 27

Список литературы 28

Введение

База данных – это единое, вместительное хранилище разнообразных данных и описаний их структур, которое после своего определения, осуществляемого отдельно и независимо от приложений, используется одновременно многими приложениями.

Кроме данных база данных может содержать средства, позволяющие каждому из пользователей оперировать только теми данными, которые входят в его компетенцию. В результате взаимодействия данных, содержащихся в базе, с методами, доступными конкретным пользователям, образуется информация, которую они потребляют и на основании которой в пределах собственной компетенции производят ввод и редактирование данных

Целью данной курсовой работы является разработка и реализация базы данных для центральной больницы, что бы обеспечить хранение, накопление и предоставление информации о деятельности больницы. Создаваемая база данных предназначена в основном для автоматизации деятельности основных подразделений больницы.

Предметная область

Предметной областьюназывается часть реальной системы, представляющая интерес для данного исследования. При проектировании автоматизированных информационных систем предметная область отображается моделями данных нескольких уровней. Число уровней зависти от сложности решаемых задач, но в любом случае включает концептуальный и логический уровни.

В данной курсовой работе предметной областью является работа центральной больницы, которая занимается лечением больных. Организационная структура больницы состоит из двух отделов: регистратуры и приёмного покоя. В регистратуре проводятся записи на приём, выдаются направления, распределяют пациентов по палатам, фиксируют номера страховых полюсов. Приёмный покой, в свою очередь, ведет учет поступления и выписки, диагнозы пациентов, историю болезни.

База данных предназначена для хранения данных о больных, их размещении, выписываемых препаратах и о лечащих врачах.

Концептуальная модель

Первая фаза процесса проектирования базы данных заключается в создании для анализируемой части предприятия концептуальной модели данных.

Концептуальная модель - это модель предметной области. Компонентами модели являются объекты и взаимосвязи. Концептуальная модель служит, средством общения между различными пользователями и поэтому разрабатывается без учета особенностей физического представления данных. При проектировании концептуальной модели все усилия разработчика должны быть направлены в основном на структуризацию данных и выявление взаимосвязей между ними без рассмотрения особенностей реализации и вопросов эффективности обработки. Проектирование концептуальной модели основано на основе анализа решаемых на этом предприятии задач по обработке данных. Концептуальная модель включает описания объектов и их взаимосвязей, представляющих интерес в рассматриваемой предметной области. Взаимосвязи между объектами являются частью концептуальной модели и должны отображаться в базе данных. Взаимосвязь может охватывать любое число объектов. С другой стороны, каждый объект может участвовать в любом числе связей. Наряду с этим существуют взаимосвязи между атрибутами объекта. Различают взаимосвязи типа: "один к одному", "один ко многим", "многие ко многим".

Самой популярной моделью концептуального проектирования является модель «сущность-связь» (ER-модель), она относится к семантическим моделям.

Основными элементами модели являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты).

Сущность – это класс однотипных объектов, информация о которых должна быть учтена в модели.

Каждая сущность должна иметь наименование, выраженное существительным в единственном числе. Каждая сущность в модели изображается в виде прямоугольника с наименованием.

Атрибут – характеристика (параметр) не которой сущности.

Домен – множество значений (область определения атрибутов).

У сущностей выделяются ключевые атрибуты – ключ сущности – это один или более атрибутов, уникально определяющих данную сущность.

Набор сущностей для центральной больницы (в скобках указаны атрибуты сущностей, подчёркнуты ключевые атрибуты):

ПАЦИЕНТЫ (Код пациента , фамилия, имя, дата рождения, номер страхового полиса, код отделения);

ЛЕЧЕНИЕ (Код больного , диагноз, дата выписки, код врача, стоимость);

ОТДЕЛЕНИЯ(Код отделения , название отделения, количество палат);

ПОСТУПЛЕНИЯ (Код больного, дата поступления, код палаты);

ПАЛАТЫ (Код палаты , кол-во мест, код отделения);

ВРАЧИ (Код врача, фамилия, имя, дата рождения, номер личного дела, код отделения);

Диаграмма «сущность-связь» для районной больницы изображена на рисунке 1.

Логическая модель базы данных

Версия концептуальной модели, которая может быть обеспечена конкретной СУБД, называется логической моделью. Процесс построения логической модели базы данных должен опираться на определённую модель данных (реляционная, сетевая, иерархическая), которая определяется типом предполагаемой для реализации информационной системы СУБД. В нашем случае база данных создается в среде Oracle и будет представлять собой реляционную базу данных.

Реляционная модель характеризуется своей простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для манипулирования данными..

В реляционных моделях данных объекты и взаимосвязи между ними представляются с помощью таблиц. Каждая таблица представляет один объект и состоит из строк и столбцов. Таблица в реляционной модели называется отношением.

Атрибут (поле) – любой столбец в таблице.

Кортежи (записи) – строки таблицы.

Таблицы связаны между собой при помощи ключевых полей.

Ключ – это поле, позволяющее однозначно идентифицировать запись в таблице. Ключ может быть простым (состоит из одного поля) или составным (из нескольких полей).

В реляционных базах данных логическое проектирование приводит к разработке схемы данных, которая представлена на рисунке 2.

Рис.2.
4. Модель физической организации данных

Физическая модель данных описывает то, как данные хранятся в компьютере, представляя информацию о структуре записей, их упорядоченности и существующих путях доступа.

В физической модели описываются типы, идентификаторы и разрядность полей. Физическая модель данных отражает физическое размещение данных на машинных носителях, то есть какой файл, какие объекты, с какими атрибутами содержит и каковы типы этих атрибутов.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-26

Любой объект, описанный в форматах пространственных данных, имеет атрибутику, жестко-привязанную к пространственным данным и хранящуюся в таблицах БД. Поля и строки атрибут данных подлежат корректировки, исправлению, дополнению. Такая организация данных ГИС позволяет получить мгновенную информацию об атрибутах пространственных объектов. Эта информация получается путем включения коммуникационных структур, которые создаются на основании запросов, написанных на специальном языке SQL - structured query language - язык структурированных запросов. Структурирование данных в базах данных называется логической моделью построения баз и банков данных.

Выделяются следующие виды логических моделей баз и банков данных:

• 1. Иерархические
• 2. Сетевые модели
• 3. Относительные модели.
• 4. Объектно-ориентированные.

Иерархические модели являются наиболее старыми и наиболее эффективно-эксплуатируемыми в базах и банках данных. Имеют структуру дерева, в которой можно выделить корневые - исходные объекты и конечные.

Объекты в данной логической модели описываются соотношениями, каждая основная материнская база данных может иметь множество дочерних БД, каждая дочерняя или подчиняющаяся БД, может принадлежать только одной главной материнской базе.

Достоинства иерархической модели данных:

• 1. Легкая для понимания.
• 2. Обеспечивается быстрый доступ к данным с помощью ключа объекта. Наилучший эффект от использования иерархической модели данных достигается при кодировании объектов на следующих иерархических структурах административного устройства.

Недостатки:

Данные в этой модели сохраняются долго и много раз, изменение данных приводит к изменению всей структуры логической модели.

В отличие от иерархических моделей, сетевые модели используют разные типы взаимоотношений между объектами БД. Наряду со стандартным отношением: 1:М - один к множеству, используется M:N - множество к множеству. В этом случае дочерний объект может принадлежать множеству материнских БД, а также множество дочерних объектов может быть взаимосвязано с множеством материнских БД.

Достоинства:

Гибкость модели, способность быстро перестраиваться при изменении данных.

Недостатки:

Сложность при перестроении, при уничтожении какого-либо объекта БД.

Уничтожение объекта влечет за собой пересмотр всех дочерних и материнских БД, имеющих сетевые связи с данным объектом, поэтому более всего применяется следующий вид:

Реляционные (относительные) модели, описывающие отношения между объектами, в которых отношения записываются в виде таблицы.

Для таблицы наборов данных существует правило реляционной целостности, подразумевающие единство типов информации в строках и ячейках таблицы, единство типов значений и др. требования.

Обычно пространственные данные в этих БД представлены в виде векторных моделей.

Объектно-ориентированные БД включают три класса БД:

• 1. Класс структурно объектно -ориентированные модели данных.
• 2. Относительно объектно-ориентированные модели данных.
• 3. Полные объектно-ориентированные модели данных.

Разница состоит в гибкости.

В структурно-ориентированных моделях данных элементарная частица информации рассматривается, как объект в банке данных.

Полные объектно-ориентированные модели содержат возможности обоих классов. Объект в этих база данных состоит из набора данных, характеризующих его состояние и определенное количество описаний операций и методов, которые он может использовать.

Достоинства объектно-ориентировочной модели:

• 1. Объект является оптимальным образом для записей моделей реального мира.
• 2. Является достаточно гибким для хранения информации о собственном образе жизни и развития.

Недостатки:

Такие модели требуют больших затрат времени и занимают огромный объем памяти.