В.Н.Лукин. Базы данных. Конспект лекций, ред 3.51, 08.12.09
Лекция 2. Модели данных
Модель, схема
Понятие модели используется очень широко. Обычно под моделью понимают упро-
щѐнное представление реальности, сохраняющее какие-то важные свойства и абстра-
гирующееся от несущественных. Модели, предназначенные для разных целей, могут
быть представлены в самых разнообразных формах: натурные, математические, графи-
ческие и т.п. В технологии баз данных существуют специальные модели, позволяющие
представить структуру данных и способы их использования. Это, например, модель
предметной области, модель данных, модель архитектуры, модель транзакций. В свою
очередь, эти модели детализируются, формируется иерархия моделей. Каждая модель
имеет своѐ представление. Графическое представление модели называют диаграммой.
Иногда этот термин используют как синоним модели.
Далее мы будем рассматривать модели данных. Как и в ряде других случаев, в
литературе существует более одного определения этого термина. Интересующихся от-
сылаем к [10, 15], мы будем пользоваться следующим определением.
Определение. Модель данных – совокупность методов и средств определения логиче-
ского представления физических данных, относящихся к предметной области.
Модель данных – ни что иное, как формализация данных прикладной области
для возможности их обработки. Она характеризуется тремя компонентами [5]:
1. Правила структурирования данных для представления точки зрения пользователя
на базу данных.
2. Множество допустимых операций, применимых к базе данных, которая находит-
ся в допустимом состоянии. Составляет основу языка данных модели.
3. Ограничения целостности, определяющие множество допустимых состояний ба-
зы данных.
Определение. Под схемой базы данных будем понимать ее описание средствами языка
определения данных.
Модель служит для описания свойств данных на протяжении всего периода соз-
дания информационной системы. На ранних этапах она дает возможность понять суть
информационной составляющей предметной области, оценить состав и взаимосвязь
данных. На этапе проектирования БД модель показывает, как структура данных и огра-
ничения целостности представляются в терминах выбранной СУБД. На этапе реализа-
ции (развертывания) модель демонстрирует, где и как расположены данные и как к ним
обратиться. Схема описывает свойства базы данных в терминах типов хранящихся в
ней данных. В зависимости от уровня модели, для которой она предназначена, разли-
чают концептуальную, логическую, физическую схемы.
Процесс данных проектирования начинается с установления концептуальных
требований, формируется концептуальная модель, которая представляет объекты и их
связи без указания способов физического хранения. Затем она переводится в модель
данных, совместимую с выбранной СУБД, которая называется логической моделью.
Наконец, логическая модель отображается на физическую память: определяется распо-
ложение данных и метод доступа к ним. Это внутренняя, физическая модель. Соответ-
ственно, рассматривают три уровня проектирования, которые более полно будут рас-
сматриваться в лекции, посвящѐнной проектированию информационных систем.
При проектировании данных полезно руководствоваться набором простых пра-
вил, предложенных в [2]. Соблюдение каждого из них позволит обеспечить нормаль-