Сетевые БД и СУБД

Введение 3
1. Теоретические основы баз данных 5
1.1 Основные понятия 5
1.2 Классификация моделей данных 6
2. Организация сетевых баз данных и СКУБД 14
2.1. Сетевые модели и базы данных 14
2.2. Обзор СКУБД 21
3. Технология проектирования сетевой базы данных 29
3.1. Общие положения 29
3.2. Организация веерного отношения в памяти компьютера 30
3.3. Пример проектирования сетевой БД 32
Заключение 37
Список использованной литературы 39

3. Дейт К. Введение в системы баз данных.  – М.: Наука, 2011. – 1328с
4. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. – СПб.: Питер, 2012. – 304с
5. Кодд Э. Базы данных. – М., Мир, 2010. – 376с
6. Макашарипов С., Горев А. Эффективная работа с СУБД. – СПб.: Питер, 2011. – 300с
7. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. – М: Мир, 2011. – 662с
8. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика. – СПб.: Питер, 2013. – 848с
9. Нагао М., Катаяма Т., Уэмура С. Структуры и базы данных. – М.: Мир, 2011. – 200с
10. Тиори Т., Фрай Дж. Проектирование структур баз данных. В 2 кн. – М.: Мир, 2010. Кн. 1. – 287 с.: Кн. 2. – 320 с.
11. Ульман Д. Основы систем баз данных. – М.: Финансы и статистика, 2013. – 374с
12. Хаббард Д. Автоматизированное проектирование баз данных. – М.: Мир, 2014. – 286с
13. Цикритизис Д., Лоховски Ф. Модели данных. – М.: Финансы и статистика, 2010. – 344с
14. Чертовской В.Д.
...

1.1 Основные понятия
Ядром любой базы данных является модель данных (МД), представляющая объекты, предметные области и взаимосвязи между ними.
Модель данных представляет собой множество структур данных, а также операций манипулирования данными и ограничений целостности. [1]
Основное назначение МД заключается в том, чтобы предоставить возможность представить целостную информационную картину, абстрагируясь от отвлекающих деталей, которые связаны с особенностями хранения данных. Модель данных является инструментом, с помощью которого разрабатывается стратегия получения любых данных, которые хранятся в БД.
Существуют следующие определения понятия «модель данных».
Модель данных – это совокупность структур данных и операций обработки данных. [4]
Модель данных – это интегрированный набор понятий для описания и обработки данных, а также связей между ними и ограничений, которые накладывают на данные в некоторой организации.
...

1.2 Классификация моделей данных
Классификация – это разделение множества на подмножества по некоторому неформально предложенному признаку.
Классификация моделей данных в зависимости от способа организации данных включает:
• иерархическую модель данных (ИМД; самая первая модель данных);
• сетевую модель данных;
• реляционную модель данных (РМД; пришла на смену ИМД и сетевой модели данных);
• постреляционную модель данных;
• объектно-ориентированная модель данных;
• многомерную модель данных;
• и др. [2]
Первой еще в начале 60-х годов была разработана и реализована иерархическая модель данных.
Иерархическая модель данных (ИМД) – это представление БД в виде древовидной (иерархической) структуры, которая состоит из объектов (данных) различных уровней. [11]
ИМД характеризуется тем, что связи между данными можно описать с помощью ориентированного графа (дерева). Все объекты в иерархической модели данных взаимосвязаны между собой.
...

2.1. Сетевые модели и базы данных

Сетевая МД была одним из первых подходов, который использовался при создании БД в 50-60-х годах. На разработку сетевой модели данных большое влияние оказал американский ученый Чарльз Бахман. Идеи Ч. Бахмана послужили основой для разработки стандартной сетевой МД под эгидой организации «CODASYL». После того как в 1969, 1971 и 1973 годах были опубликованы отчеты рабочей группы организации «CODASYL» многие компании привели свои сетевые БД в некоторое соответствие со стандартами «CODASYL». [4]
Согласно стандартам «CODASYL», сетевая МД должна поддерживать языки DDL (язык определения данных) и DML (язык обработки данных). Данные языки, предназначены для определения структуры БД и составления запросов к ней. Однако, несмотря на наличие этих языков, программист должен знать структуру БД.
Главным конкурентом сетевой МД до середины 70-х годов была ИМД, которая представлялась продуктом «IBM IMS» компании «IBM» (ведущий продукт компании в области БД).
...

2.2. Обзор СКУБД
Сетевая СУБД – это система управления базами данных, которая построена на основе сетевой МД.
Сетевые СУБД  широко использовались на ЭВМ серии IBM 360/370 (ЕС ЭВМ). В качестве примеров таких систем можно указать IDMS, UNIBAD (БАНК), аналоги СЕДАН, СЕТОР. Стоит отметить, что на персональных компьютерах (ПК) сетевые СУБД широкого распространения так и не получили. Примером сетевой СУБД для ПК является db_VISTA III. Полезно знать, что СУБД db_VISTA реализована на ЯП Си и поэтому является переносимой СУБД. Данная СУБД может эксплуатироваться на ПК типа SUN, IBM PC, Macintosh.
Более полный список самых известных сетевых СУБД приведен ниже:
• IDS (Integrated Data Store) – это самая первая сетевая СУБД, которая разработана Ч. Бахманом в 1960 г.
...

3.1. Общие положения
В сетевой МД информационными конструкциями являются отношения и веерные отношения. Понятие «отношение» аналогично отношению в реляционной МД.
Веерное отношение W(R,S) – это пара отношений, которая состоит из одного основного отношения (R), одного зависимого отношения (S), а также связи между ними с учетом условия, что каждое значение зависимого отношения (S) связано с единственным значением основного отношения (R).
Описанное выше условие является ограничением, которое характерно для сетевой МД в целом. Способ реализации данного ограничения в памяти ЭВМ в различных сетевых СУБД может отличаться.
Операции, допустимые в сетевой МД, представляют собой различные варианты выборки данных.
В зависимости от ограничений на вхождение отношений в веерные отношения сетевые БД подразделяются на многоуровневые и двухуровневые сети.
...

3.2. Организация веерного отношения в памяти компьютера
При создании сетевой МД в структуру основного (R) и зависимого (S) отношений вводится дополнительный атрибут, который называется «адрес связи». Соответствие каждого значения зависимого отношения (S) с единственным значением основного отношения (R) в веерном отношении обеспечивается совместными значениями адресов связи.
Адрес связи – это атрибут в составе записи (значение отношения при хранении в памяти компьютера), в котором хранится начальный адрес записи или номер следующей обрабатываемой записи.
Связь значений зависимого отношения (S) с единственным значением основного отношения (R) обеспечивается следующим образом:
• адрес связи некоторой записи основного отношения (R) указывает на одну из записей зависимого отношения;
• адрес связи указанной записи зависимого отношения (S) указывает на следующую запись зависимого отношения (S), которая связана с той же записью основного отношения (R) и т.д.
...

3.3. Пример проектирования сетевой БД
В качестве примера рассматривается предметная область – выполнение сотрудниками НИР.
Первоначально будут созданы следующие файлы (# – ключевой атрибут):
• F1(НИР #, Руководитель);
• F2(0тдел #, НИР, Сотрудник);
• F3(ТемаНИР #, ДатаНачала, ДатаОкончания, Приоритет);
• F4(ФИО #, Отдел);
• F5(ТемаНИР #, Работа #, ФИО #);
• F6(ТемаНИР #, НомерЗаказа #, Финансирование).
В результате выполнения шага 2 получены следующие веерные отношения: W35(F3,F5), W45(F4,F5), W36(F3,F6).
Веерных отношений, удовлетворяющих условию шага 3, нет.
В результате выполнения шага 4 файл F4 расширен атрибутами НИР, Руководитель, Сотрудник.
Структура двухуровневой БД, полученная при выполнении шагов 1-4, представлена на рис.10. На схеме основные отношения изображены в верхней части, а зависимые отношения в нижней части.

Рис. 10 – Структура сетевой БД
Реализация сетевой БД выполнена средствами ИСУБД CronosPRO.
...

Заключение

В курсовой работе рассмотрена тема «Сетевые базы данных и СУБД». Вся информация по теме представлена в виде трех глав, которые в совокупности полностью раскрывают заданную тему.
Основные идеи современной ИТ основываются на концепции БД. В соответствии с данной концепцией основой информационной технологии являются данные, которые организованы в БД, а также адекватно отражают реальную действительность той или иной предметной области и обеспечивают пользователя актуальной информацией.
В ходе написания курсовой работы были выполнены следующие задачи:
• ознакомиться с основными понятиями теории моделей данных;
• провести классификацию моделей данных;
• изучить сетевую модель данных (понятия, преимущества, недостатки и т.д.);
• познакомиться с сетевыми БД и СУБД;
• рассмотреть примеры схем данных на основе сетевой модели данных.
...

1. Аладьев В.З., Хунт Ю.Я., Шишаков М.Л., Основы информатики: Учебное пособие. – М.: Информационно издательский дом «ФилинЪ», 1998. - 496с
2. Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. – М: Финансы и статистика, 2012. – 315с
3. Дейт К. Введение в системы баз данных. – М.: Наука, 2011. – 1328с
4. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. – СПб.: Питер, 2012. – 304с
5. Кодд Э. Базы данных. – М., Мир, 2010. – 376с
6. Макашарипов С., Горев А. Эффективная работа с СУБД. – СПб.: Питер, 2011. – 300с
7. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. – М: Мир, 2011. – 662с
8. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика. – СПб.: Питер, 2013. – 848с
9. Нагао М., Катаяма Т., Уэмура С. Структуры и базы данных. – М.: Мир, 2011. – 200с
10. Тиори Т., Фрай Дж. Проектирование структур баз данных. В 2 кн. – М.: Мир, 2010. Кн. 1. – 287 с.: Кн. 2. – 320 с.
11. Ульман Д. Основы систем баз данных. – М.: Финансы и статистика, 2013. – 374с
12. Хаббард Д. Автоматизированное проектирование баз данных. – М.: Мир, 2014. – 286с
13. Цикритизис Д., Лоховски Ф. Модели данных. – М.: Финансы и статистика, 2010. – 344с
14. Чертовской В.Д. Базы и банки данных: Учебное пособие. – СПб: Изд-во МГУП, 2011. – 220с
15. Данные. Понятие данных. [Электронный ресурс]. URL: http://inn.h1.ru/topic.shtml?h1=9&h2=1 (дата обращения 12.01.2015).
16. Инструментальная СУБД CronosPRO. [Электронный ресурс]. URL: http://www.cronos.ru/cronospro.html (дата обращения 15.01.2015)
17. Кузнецов С. Базы данных. Вводный курс. [Электронный ресурс]. URL: http://citforum.ru/database/advanced_intro/6.shtml (дата обращения 12.01.2015).
18. Модели данных. [Электронный ресурс]. URL: http://drkb3.narod.ru/iiaeaee_aeaiiuo.htm (дата обращения 12.01.2015).
19. Сетевая модель данных. [Электронный ресурс]. URL: http://www.mstu.edu.ru/study/materials/zelenkov/ch_3_2.html (дата обращения 12.01.2015).
20. Сетевая модель данных. [Электронный ресурс]. URL: http://www.xsieit.ru/download/design_of_information_systems/lectures/863.html (дата обращения 12.01.2015).
21. Сетевая система db_VISTA III . [Электронный ресурс]. URL: http://www.erudition.ru/referat/ref/id.19826_1.html (дата обращения 15.01.2015)
22. Свободная энциклопедия ВикипедиЯ. [Электронный ресурс]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения 12.01.2015).