Концептуальні проблеми представлення бази даних як інформаційної моделі предметної області - polpoz.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Інформація про володільця бази персональних даних Юридична особа... 1 219.6kb.
Інструкція щодо порядку розміщення регулярної квартальної інформації 1 45.52kb.
Методичні вказівки по виконанню курсової роботи 1 на тему "Проектування... 1 134.43kb.
Провести операції по впорядкуванню, пошуку та фільтруванню даних... 1 19.96kb.
Моделювання області знань в системі безперервного навчання на основі... 1 112.37kb.
Приватному підприємству «Олена Капустян» 1 15.74kb.
Конспект лекцій курсу "Математичне моделювання у світлотехніці" 1 7.28kb.
Розпорядження " " 2009 р. № м. Кременчук Про створення баз даних... 1 11.38kb.
Наказ №706/о Про затвердження Стандарту надання адміністративної... 1 50.26kb.
Формування нормативно-правової бази діяльності 1 186.24kb.
Технології методичної роботи як шлях формування професійної компетентності... 1 111.65kb.
Тема роботи 2 346.64kb.
1. На доске выписаны n последовательных натуральных чисел 1 46.11kb.

Концептуальні проблеми представлення бази даних як інформаційної моделі предметної - страница №1/1

КОНЦЕПТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ ПРЕДСТАВЛЕННЯ БАЗИ ДАНИХ ЯК ІНФОРМАЦІЙНОЇ МОДЕЛІ ПРЕДМЕТНОЇ ОБЛАСТІ

Гедзюк О.В.

Науковий керівник – к.т.н., доцент Джулій В.М.

Хмельницький національний університет


Будь-яку предметну область можна розглядати як динамічне інформаційне поле, що охоплює властивості об'єктів, їх взаємозв'язок, інформаційні потоки між ними і т.п. Зміни, що відбуваються в предметній області, призводять до генерації нової інформації, нових інформаційних елементів або їх зміни, що й дозволяє говорити про інформаційний поле і, більше того, динамічне інформаційне поле. Але при цьому виникає питання, яким чином інформаційне поле предметної області відображається на інформаційний простір баз даних або, іншими словами, які складові предметної області і наскільки повно відображаються в базах даних. Для відповіді розглянемо концептуальні проблеми подання баз даних як інформаційних моделей предметних областей.

Перш за все необхідно зазначити, що саме поняття база даних на сьогоднішній день зазнало деяких змін. Не можна рівнозначно говорити про бази даних, створюваних і підтримуваних засобами СУБД типу клієнт-сервер, наприклад, Oracle, і базах даних Paradox. Ця різниця визначається поняттям концептуальної моделі бази даних [1] і можливістю її реалізації засобами обраної СУБД. Бази даних та предметні області повинні бути з інформаційної точки зору максимально адекватними один одному. Наприклад, одним із правил для забезпечення адекватності може бути наступне - СУБД повинна бути представницькою і організована таким чином, щоб інформація що надходить в базу даних фільтрувалася, якщо її включення порушує адекватність. Якщо сформульовані користувачем концептуальні вимоги до баз даних - обмеження цілісності - не можна реалізувати в конкретній СУБД, то або вони повинні бути задані в кожному додатку, що працює з цією базою даних, або користувач повинен бути добре знайомий з предметною областю і діяти відповідно до цього знанням, не руйнуючи бази даних. Очевидно можна визначити і інші заходи адекватності, але це вимагає окремого розгляду. Такі СУБД як Oracle, Informix, Sybase, тобто сервери баз даних, дозволяють задавати весь спектр обмежень цілісності. Сьогодні не можна говорити тільки про реляційної моделі, так як, орієнтуючись на виробників SQL-серверів, слід враховувати підтримку ними як мінімум 10 правил-вимог до реляційних систем, сформульованих Коддом, що розширює реляційну модель. Принципово важливим при цьому є використання засобів, що дозволяють задавати обмеження, що накладаються на зв'язки між об'єктами, оскільки це дозволяє значно збільшити семантичну потужність бази даних і тим самим підвищити її адекватність предметної області. Таким чином, дані в такій базі вже не можна розглядати як якийсь абстрактний об'єкт, який не має зв'язку з об'єктами предметної області.

Сучасні СУБД дозволяють найбільш повно і близько реалізувати концептуальну модель бази даних. Таким чином, одна з причин недосконалості баз даних криється в недоліках, властивих самій моделі, наприклад, упущення під час проектування.

З наведених в літературі понять інформаційної моделі скористаємося прийнятим в об'єктному аналізі [5] найбільш повного, на наш погляд, опрацювання: інформаційна модель визначає об'єкти і зв'язки між ними. Особливість теорії реляційних баз даних полягає в тому, що об'єкт і зв'язок представляються у вигляді реляційних відношень.

Розглянемо приклад, що демонструє відповідність між базою даних та інформаційної моделлю деякої предметної області. В якості предметної області візьмемо вищий навчальний заклад. Одне із завдань, пов'язана з організацією прийому до ВНЗ, - облік відомостей про абітурієнтів. Інтерес представляє наступна інформація: факультет, спеціальність, на яку подаються документи, анкетні дані (прізвище, ім'я, по батькові, рік народження, сімейне, соціальне положення і т.д.), іспити та оцінки по ним. Враховуючи наявні відомості про факультети і спеціальності, запишемо відношення:

АБІТУРІЄНТ (Id *, факультет, декан, номер телефону, шифр спеціальності, номер спеціальності, назва спеціальності, прізвище абітурієнта, ім'я, по батькові, рік народження, ..., екзаменаційний предмет, оцінка). Крім того, відомо про існування таких функціональних залежностей:

ФАКУЛЬТЕТ   СПЕЦІАЛЬНОСТІ;

ФАКУЛЬТЕТ   Id *;

СПЕЦІАЛЬНІСТЬ   Id *;

Id*   ПРЕДМЕТ;

Id*  ПРІЗВИЩЕ АБІТУРІЄНТА, ІМ'Я, ПО БАТЬКОВІ, РІК НАРОДЖЕННЯ, ...;
Id *  ПРЕДМЕТ, ОЦІНКА;

ФАКУЛЬТЕТ  ДЕКАН, НОМЕР ТЕЛЕФОНУ;

ШИФР СПЕЦІАЛЬНОСТІ  НОМЕР, НАЗВА СПЕЦІАЛЬНОСТІ.

Відповідно до теорії реляційних баз даних приведенням реляційного відношення до четвертої нормальної форми можна усунути багатозначні залежності і отримати наступний набір реляційних відношень:

АБІТУРІЄНТ (Id *, шифр спеціальності, прізвище, ім'я, по батькові, рік народження, ...);

Складання іспитів (Id *, предмет, оцінка);

СПЕЦІАЛЬНІСТЬ (шифр спеціальності, номер спеціальності, назва спеціальності);

ФАКУЛЬТЕТ (факультет, декан, номер телефону).

Тепер розглянемо інформаційну модель тієї частини предметної області, яка пов'язана з організацією прийому до ВНЗ (рис. 1.1), попередньо виділивши об'єкти "АБІТУРІЄНТ", "ФАКУЛЬТЕТ", "СПЕЦІАЛЬНІСТЬ" і "ПРЕДМЕТ" і формалізувати зв'язок.

Відповідність об'єктів інформаційної моделі та отриманих в результаті декомпозиції реляційних відношень очевидно. Таким чином, об'єкти та зв'язки знаходять відображення в реляційній базі даних, незважаючи на однакову форму подання - підмножина атрибутів деякої вихідної множини.


Рисунок 1 - Інформаційна модель згідно об'єктному аналізу

Слід зазначити, що об'єктний підхід важко перенести в чистому вигляді на реляційні бази даних з наступних причин:

- реляційна модель істотно обмежує спектр можливих типів даних, оскільки відповідно до першої нормальної форми кожен атрибут реляційного відношення повинен бути простим значенням, і відсутні механізми завдання і доступу до складових (об'єктних) даних;

- в теорії реляційних баз даних не існує аналога поняття "поведінка об'єкта", хоча в деяких випадках його можна реалізувати, наприклад, за допомогою тригерів або збережених процедур, точніше, інформаційна модель не відображає поведінку об'єктів, проте об'єктний аналіз в цілому використовує це поняття;

- складно реалізувати зв'язки між об'єктами, оскільки інформацію про об'єкт, завжди можна висловити реляційних ставленням, а ось деякі зв'язки реалізувати, використовуючи тільки теорію реляційних баз даних, ймовірно, неможливо; наприклад, для зберігання зв'язку супертип / підтип (наслідування) при реалізації можливо або створити окремо таблиці для об'єкта супертипа та об'єктів підтипів, або тільки таблиці підтипів. У першому випадку, в одній таблиці зберігається загальна для об'єктів інформація, а також поле, яке відповідає за приналежність до підтипу, інші таблиці включають атрибути, характерні тільки для даного підтипу, і, працюючи з таблицями нижнього рівня, легко можна відновити ту частину інформації, яка знаходиться в "батьківської" таблиці - з'єднання по ключу, однак зворотну дію знаходження відповідного об'єкта підтипу - вимагає, можливо, перебору всіх таблиць нижнього рівня. І в другому випадку для поліпшення працездатності системи та функціональної ефективності, можливо, зручніше зберігати й обробляти кілька таблиць, а не одну загальну, тобто кожна таблиця містить атрибути і супертипа і підтипи / підтипів;

- невизначеність результатів виконання операцій реляційної алгебри з точки зору об'єктного підходу.

Так як в області баз даних провідне місце належить реляційним базам, а при проектуванні складних систем, програмуванні інтерфейсу доступу до даних переважно використовується об'єктно-орієнтований підхід, необхідно знайти спосіб спільного використання цих технологій. Один із шляхів - розширення реляційних баз даних до можливості роботи з об'єктами. Спроба поєднати переваги обох технологій привела до появи об'єктно-реляційних СУБД. Переваги таких систем очевидні: збереження наступності з системами попереднього покоління, можливість роботи з уже накопиченими даними, застосування вже зарекомендувавши себе методів зберігання інформації реляційних СУБД, можливість використання нових об'єктно-орієнтованих механізмів, що підвищують ефективність зберігання та обробки даних. Найбільш відомі об'єктно-реляційні СУБД сьогодні: Postgres5, Informix Universal Server, Oracle8, DB2 Universal Server. Спільними для них є підтримка визначення складних типів даних і управління ними, підтримка ієрархії і наслідування (виняток - Oracle8), а також мови запитів, засновані на розширенні індустріального стандарту SQL. Реалізує ці властивості кожна фірма по-своєму, причому підходи суттєво різняться, що пов'язано з проблемою, що перекочувала разом з префіксом "об'єктний" з області об'єктно-орієнтованих баз даних, відсутності загальноприйнятої об'єктно-орієнтованої моделі даних.

Таким чином, можна стверджувати, що будь-яку з трьох баз даних: об'єктно-орієнтовану, об'єктно-реляційну і реляційну можна розглядати як інформаційну модель предметної області, оскільки в них дійсно знаходять відображення об'єкти, їх властивості та взаємозв'язки між ними - елементи інформаційної структури предметної області. Повнота відображення цих елементів визначається результатами етапу інформаційного моделювання.

Для реляційних баз даних необхідно окремо розглядати питання відображення семантики предметної області в базі даних, оскільки реляційна модель сама по собі слабо визначає обмеження на дію з даними і тільки її розширення дозволяє збільшити семантичну потужність.


Література

1. Берко А. Ю. Застосування баз даних : навч. посібник / А. Ю. Берко, О. М. Верес. — Львів : Ліга-Прес, 2007. — 208 с.



2. Берко А. Ю. Системи баз даних та знань. Книга 1. Організація баз даних: навч. посібник [для студ. вищ. навч.закл.] / Берко А. Ю., Верес О. М., Пасічник В.В. – Львів : Магнолія 2006, 2008. – 456 с.