Повна версія

Головна arrow Природознавство arrow ІНТЕЛЕКТУАЛЬНІ СИСТЕМИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

МОДЕЛІ ЛОГІЧНОЇ ОРГАНІЗАЦІЇ ДАНИХ

Основні види уявлення (моделі) даних сформувалися під впливом практики з використанням засобів математики.

В основу реляційної моделі даних [41, 73, 74] покладено поняття відносини. Підмножина R З D х?> 2 х • • • х D n є ставлення арності п з доменами ДГ, ..., D n .Розглянуті відносини, як правило, кінцеві, тому зручно представляти їх у вигляді плоских таблиць. Рядки таблиці називаються кортежами, а стовпчики - атрибутами. Підмножина атрибутів відносини називається ключем, якщо проекція таблиці на це безліч складається з різних рядків, але видалення будь-якого атрибута з ключа порушує цю властивість. Поняття ключа відповідає тупикового тесту, тому результати, отримані в теорії тестів (А.Е.Андреев [3, 4, 5], А.Д.Коршунов [30], В.Н.Носков [44, 45, 46], Г .Р.Погосян [49] та ін.) можуть бути використані для оцінки потужності ключа і мінімального числа атрибутів в ключі. Оцінювалися потужності ключів в випадкових БД (таблицях) (О.Б.Селезнев, Б.Тальхайм [55] та ін.). Реляційна БД - це безліч таблиць, збагачене операціями об'єднання, перетину, різниці, декартова твори, проекції, з'єднання, селекції, приватного і ін. Вивчення цих алгебр відносин становить зміст теорії реляційних БД. асоційований зтабличним поданням спосіб зберігання даних не компактний, а спосіб пошуку - повний перебір. У зв'язку з цим в сучасних реляційних БД реляційна модель використовується тільки як зовнішнє уявлення, тобто уявлення користувача, тоді як внутрішнє представлення даних, тобто уявлення на машинних носіях, - принципово інше. Простота уявлення при збереженні всіх функціональних можливостей БД роблять реляційну модель зручною для вивчення якісних властивостей і характеристик БД. Наочність і простота розуміння - причина популярності цієї моделі серед більшості користувачів.

Якщо в табличному поданні зробити лексикографическое впорядкування і зробити склейку за співпадаючими префіксам, то виходить деревоподібна уявлення даних , в основі якого лежить поняття дерева. Таке уявлення веде до більшої компактності даних і до прискорення пошуку потрібних даних. Такі деревовидні структури, як бінарні дерева, 2-3-дерева, В-дерева, що сортують дерева [7j використовуються для внутрішнього представлення даних. Деревоподібне уявлення зручно використовувати в лінгвістичних і подібних до них БД, наприклад, коли треба знайти те чи інше слово. У разі пошуку безлічі однокореневих слів, тобто слів із заданою середньою частиною, деревоподібна уявлення не дуже зручно. Деревоподібне уявлення все ще досить просто для розуміння, хоча і не так наочно як табличне. При використанні деревовидної (або ієрархічної) моделі даних як зовнішнього представлення даних передбачаються ієрархічні відносини між даними, тобто відносини типу батько-нащадки, коли у кожного об'єкта тільки один батько, але може бути кілька нащадків. Такі відносини прийнято зображати у вигляді дерева, де ребро між об'єктами відображає наявність деякого відносини, причому назва відносини пишеться на ребрі. Наприклад, між об'єктами "клієнт" і "замовлення" може бути ставлення, яке називається "робить", а між "замовлення" і "товари" - відношення "складається з". Однією з систем, що використовують ієрархічну модель даних, є система IMS фірми IBM [75, 78).

Узагальнення поняття дерева до графа аналогічно переходу від деревовидного до мережевого представлення даних. При векторному вигляді даних в деревовидному поданні склейка даних може бути зроблена тільки по початкового відрізку; в мережевому уявленні вона допустима по будь-яким відрізках. У мережній моделі даних доступ до даних може бути здійснений за багатьма шляхами. Вона дозволяє реалізувати більш широкий клас відносин між об'єктами, ніж деревоподібна. Ця модель даних розвивається асоціацією CODASYL [72]. Оскільки мережева модель є узагальненням деревовидної, то вона надає більше можливостей як для опису предметної області, що подається БД, так і для знаходження оптимальних рішень зберігання і пошуку даних. Але використання мережевої моделі вимагає високої кваліфікації від розробника і тому вона не була сприйнята масовим користувачем.

В об'єктно-орієнтованої моделі даних [65], що спирається на принципи об'єктно-орієнтованого програмування, кожен об'єкт представляється як чорний ящик, доступ до даних якого здійснюється тільки через спеціальні функції, що додаються до неї. З таких ящиків будуються більш складні об'єкти, які в свою чергу можуть служити новими ящиками для побудови об'єктів наступного рівня складності і т.д. Головна перевага об'єктно-орієнтованій моделі - її технологічність, в зв'язку з чим це одна з найдинамічніших моделей сьогодні.

Під впливом математичної логіки будується дедуктивна модель даних [81]. Дані в дедуктивних базах даних розглядаються як аксіоми, а нові дані виходять з аксіом шляхом логічного висновку. Перевага цієї моделі - компактність початкового безлічі даних (всі зашито в аксіоми і правила виводу) і потенційна нескінченність безлічі виведених фактів. Недолік - великі ресурси за часом і пам'яті, необхідні для процесу виведення. Дедуктивні бази даних зручно використовувати в системах при- штія рішень, коли заздалегідь не окреслена область можливих ситуацій.

Робота з БД передбачає створення зручних мов - мов маніпулювання даними , - приклади яких доставляють формальні мови логіки і алгебри. В алгебраїчних мовами маніпулювання даними запит до БД визначає послідовність операцій, які приведуть до відповіді. Такими мовами є ISDL і АСТРИД [41, 57]. У мовах маніпулювання даними, заснованих на обчисленні предикатів, запит до БД відповідає формулі деякої формальнологических теорії, а відповіддю є безліч об'єктів з області інтерпретації, на якому істинна формула, відповідна запиту. Такими мовами є QUEL, SQL, QBE [41, 57].

 
<<   ЗМІСТ   >>