Понятие данных

Основные понятия

Содержание

1. Основные понятия. 3

1.1. Понятие данных. 3

1.2. Файловые системы.. 3

1.3. Системы баз данных. 3

1.4. История развития СУБД.. 4

2. Общая характеристика моделей данных. 5

2.1. Трехуровневая архитектура ANSI/SPARC.. 5

2.2. Уровни абстракции представления информации. 5

2.3. Основные понятия модели данных. 6

2.4. Представление статических и динамических свойств. 7

2.5. Общая характеристика структурных компонентов. Множества: домены и атрибуты.. 8

2.6. Общая характеристика структурных компонентов. Отношения: сущности. 9

2.7. Общая характеристика структурных компонентов. Отношения: связи. 10

2.8. Общая характеристика ограничений целостности. 12

3. Модель данных «сущность – связь» Чена. 13

3.1. Уровень 1 – информация о сущностях и связях. 13

Сущности: тип сущности и множество сущностей. 13

Связи, роли и множество связей. 14

Атрибут, значение и множество значений. 14

3.2. Уровень 2. Структура информации. 16

Представление сущностей. 16

Представление связи. 17

Некоторые особенности представления сущности и связи. 17

Диаграмма сущность-связь. 18

Общая характеристика связей. 18

3.3. Ограничения целостности в модели сущность-связь. 20

3.4. Расширенная модель данных сущность-связь: нотация IDEF1x. 21

3.5. Проектирование на основе семантических моделей данных. 21

4. Реляционная модель данных. 21

4.1. Базовые структурные компоненты реляционной модели данных. 22

Домены, атрибуты и отношения. 22

Представление сущности. 23

Связи. 24

4.2. Целостная часть реляционной модели данных. 26

Целостность сущностей. 26

Ссылочная целостность. 27

4.3. Манипуляционная часть реляционной модели данных. 28

Общая характеристика. 28

Реляционная алгебра. 29

Теоретико-множественные операции. 30

Специальные операции. 33

Реляционное исчисление. 35

Общая характеристика языков манипулирования данными. 40

5. Проектирование реляционных баз данных. 41

5.1. Цели проектирования. 41

5.2. Функциональные зависимости. 42

Основные понятия. 42

Замыкание множества функциональных зависимостей. 43

Правила вывода Армстронга. 44

Определение ключа. 46

Декомпозиция с соединением без потерь. 46

5.3. Нормализация отношений. 48

Первая нормальная форма. 49

Вторая нормальная форма. 50

Третья нормальная форма. 52

Нормальная форма Бойса-Кодда. 52

Многозначные зависимости. 54

Четвертая нормальная форма. 56

Пятая нормальная форма. 57

Информационные системы предназначены для хранения, выборки и модификации постоянно существующей информации.

Восприятие реального мира можно соотнести с последовательностью разных (часто взаимосвязанных) явлений. Эти явления всегда стремились описать (даже если не всегда понятна причина явления).

Такие описания внешних явлений образуют данные – они хранятся и обрабатываются.

Описание внешних явлений (данных) включает два элемента:

– разрозненные факты, хранящиеся в ЭВМ (значения);

– смысл данных (интерпретация данных, их семантика).

Часто используется как синоним термина «данные» термин «информация».

Описание данных требует использование некоторого языка. Описания данных на естественном языке позволяет значения данных (факты) и их семантику фиксировать вместе. Например, мы можем сказать: «Его рост 185 см». Здесь 185 – значение данных, фраза «Его рост … см» – семантика данных. Мы связали значение с семантикой, и становится понятен и смысл данных.

Нередко данные и их семантика разделены, и такое разделение можно встретить и в нашей обычной жизни. Например, расписание движения пассажирских поездов может быть представлено в виде следующей таблицы:

Номер поезда	Станция назначения	Категория поезда	Дни отправления	Время отправления	Время в пути	Время прибытия
	Вологда	Пассажирский	По четным	19.40		07.30
…	…	…	…	…	…	…

Если такая таблица большая, строки в ее нижней части уже тяжело читать – забывается смысл колонок, т.е. семантика данных. Если же семантика отсутствует (включена где-то в другом, недоступном в данный момент месте), такие данные вообще невозможно понять.

Применение ЭВМ для хранения и обработки данных приводит к еще большему разделению значений данных и их семантики. Компьютеры чаще всего имеют дело со значениями данных; большая часть их семантики как таковая вообще не фиксируется в ЭВМ. Например, если решается некоторая математическая задача моделирования, интерпретация полученных в результате решения значений возлагается на пользователя.