Структуры данных и модели данных. Общие характеристики моделей данных
Основные понятия организации данных в информационных системах. Базы и банки данных. Системы управления базами данных
Информационная система — это комплекс обеспечивающий сбор, хранение, поиск, извлечение и модификацию данных. Обычно включает в себя организационную часть, техническое обеспечение, программное обеспечение и собственно данные, структурированные определенным образом.
Предметная область - это часть реального мира, подлежащая изучению с целью создания базы данных для автоматизации процесса управления.
Банк данных (БнД)— это система специальным образом организованных данных — баз данных, программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.
База данных (БД) — именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.В сущности база данных представляет собой модель предметной области, поскольку отражает ее сущности, связи и атрибуты. Понимается, что БД: отражает состояние предметной области, удобна для многопользовательского применения, обеспечивает эффективное извлечение и отображение данных.
Система управления базами данных (СУБД) — совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для организации и ведения базы данных.
Основные компоненты баз данных:
- Аппаратное обеспечение (ТО техническое обеспечение - определяют эффективность СУБД)
- Программное обеспечение (это СУБД) - Данные и их структура
- Процедуры (viewer) - Пользователи
4 группы пользователей:
- Администраторы Баз Данных (АБД) — человек или группа лиц.
- Разработчики Баз Данных - Прикладные программисты - Конечные пользователи
Классификация СУБД, аспекты (признаки) классификации
1) по характеру использования :
- однопользовательские, персональные - многопользовательские
2) по масштабу :
- однопользовательские - групповые (офисные)
- корпоративные (к примеру, Oracle, Microsoft SQL Server и т.п.)
3) по характеру представления (по содержанию):
- документальные (хранится символьная и текстовая информация)
- фактографические (хранится цифровая информация) - мультимедийные
4) по виду программного обеспечения :
- полнофункциональные - сервер - клиент
5) по модели представления данных :
Исторически сложились3 классические модели:
- иерархическая модель - сетевая - реляционная (с 1970 г. Oracle).
Позже появились:
- объектно-ориентированные СУБД
-объектно-реляционные СУБД (постреляционные…) - многомерные БД
6) по назначению:
- транзакционные базы данных (OLTP) – их большинство…
- хранилища данных (DW (DataWarehouse) – исключены операции удаления и модификации данных. (Для того чтобы заполнять DW, надо делать фильтрацию данных).
Структуры данных и модели данных. Общие характеристики моделей данных
Структура базы данных - принцип или порядок организации записей в базе данных и связей между ними.
Структура данных — это программная единица, позволяющая хранить и обрабатывать множество однотипных и/или логически связанных данных. Для добавления, поиска, изменения и удаления данных структура данных предоставляет некоторый набор функций, составляющих интерфейс структуры данных. Структура данных часто является реализацией какого-либо абстрактного типа данных.
При разработке программного обеспечения большую роль играет проектирование хранилища данных, и представление всех данных в виде множества связанных структур данных. Хорошо спроектированное хранилище данных оптимизирует использование ресурсов (таких как время выполнения операций, используемый объём оперативной памяти, число обращений к дисковым накопителям), требуемых для выполнения наиболее критичных операций.
Структуры данных формируются с помощью типов данных, ссылок и операций над ними в выбранном языке программирования.
Различные виды структур данных подходят для различных приложений;
При разработке программного обеспечения сложность реализации и качество работы программ существенно зависит от правильного выбора структур данных.
Многие классические структуры данных представлены в стандартных библиотеках языков программирования или непосредственно встроены в языки программирования. Например, структура данных хэш-таблица встроена в языки программирования Lua, Perl, Python, Ruby, Tcl и др. Широко используется стандартная библиотека шаблонов STL языка C++.
Фундаментальными строительными блоками для большей части структур данных являются массивы, записи.
Модель данных.
Логическую структуру данных хранимых в БД называют моделью представления данных (или просто моделью данных). Иначе можно сказать, – модель данных – это метод (принцип) логической организации данных, используемый СУБД.
Если база пустая – не содержит никаких данных – это все равно полноценная БД – в пустой базе все равно есть информация – это структура данных базы.