Основы Пространственных Баз Данных
- Купить книгу «Основы пространственных баз данных» автора Шаши Шекхар, Санжей Чаула и другие произведения в разделе Книги.
- Jun 28, 2010 - Шекхар Шаши, Чаула Санжей. Основы пространственных баз данных. Информатика и вычислительная техника.
Системы управления базами данных Основные понятия теории баз данных Понятие базы данных Базу данных (БД) можно определить как унифицированную совокупность данных, совместно используемую различными задачами в рамках некоторой единой автоматизированной информационной системы (ИС). Теория управления базами данных как самостоятельная дисциплина начала развиваться приблизительно с начала 50-х годов двадцатого столетия. За это время в ней сложилась определенная система фундаментальных понятий. Приведем некоторые из них. Предметной областью принято называть часть реального мира, подлежащую изучению с целью организации управления в этой сфере и последующей автоматизации процесса управления. В рамках данной книги для нас в первую очередь представляют интерес предметные области, так или иначе связанные со сферой экономики и финансов. Объектом называется элемент информационной системы, сведения о котором хранятся в базе данных.
Название: Основы программирования и баз данных Год выпуска: 2011 Жанр: Программирование.
Иногда объект также называют сущностью (от англ, entity). Классом объектов называют их совокупность, обладающую одинаковым набором свойств.
Атрибут - это информационное отображение свойств объекта. Каждый объект характеризуется некоторым набором атрибутов. Ключевым элементом данных называются такой атрибут (или группа атрибутов), который позволяет определить Значения других элементов-данных. Запись данных (англ, эквивалент record) - это совокупность значений связанных элементов данных.
Шекхар Шаши Чаула Санжей. Основы Пространственных Баз Данных
Первичный ключ - это атрибут (или группа атрибутов), который уникальным образом идентифицируют каждый экземпляр объекта (запись). Вторичным ключом называется атрибут (или группа атрибутов), значение которого может повторяться для нескольких записей (экземпляров объекта). Прежде всего вторичные ключи используются в операциях поиска записей. Процедуры хранения данных в базе должны подчиняться некоторым общим принципам, среди которых в первую очередь следует выделить: o целостность и непротиворечивость данных, под которыми понимается как физическая сохранность данных, так и предотвращение неверного использования данных, поддержка допустимых сочетаний их значений, защита от структурных искажений и несанкционированного доступа; o минимальная избыточность данных обозначает, что любой элемент данных должен храниться в базе в единственном виде, что позволяет избежать необходимости дублирования операций, производимых с ним. Программное обеспечение, осуществляющее операции над базами данных, получило название СУБД - система управления базами данных. Очевидно, что его работа должна быть организована таким образом, чтобы выполнялись перечисленные принципы. Модели организации данных Набор принципов, определяющих организацию логической структуры хранения данных в базе, получил название модели данных.
Модели баз данных определяются тремя компонентами: - допустимой организацией данных; - ограничениями целостности; - множеством допустимых операций. В теории систем управления базами данных выделяют модели четырех основных типов: иерархическую, сетевую, реляционную и объектно-реляционную.
Терминологической основой для иерархической и сетевой моделей являются понятия: атрибут, агрегат и запись. Под атрибутом (элементом данных) понимается наименьшая поименованная структурная единица данных. Поименованное множество атрибутов может образовывать агрегат данных. В некоторых случаях отдельно взятый агрегат может состоять из множества экземпляров однотипных данных, или, как еще говорят, являться множественным элементом. Наконец, записью называют составной агрегат, который не входит в состав других агрегатов. В иерархической модели все записи, агрегаты и атрибуты базы данных образуют иерархически организованный набор, то есть такую структуру, в которой все элементы связаны отношениями подчиненности, и при этом любой элемент может подчиняться только одному какому-нибудь другому элементу.
Такую форму зависимости удобно изображать с помощью древовидного графа (схемы, состоящей из точек и стрелок, которая связна и не имеет циклов). Пример иерархической структуры базы данных приведен на рис. Схема иерархической модели данных Типичным представителем семейства баз данных, основанных на иерархической модели, является Information Management System (IMS) фирмы IBM, первая версия которой появилась в 1968 г. Концепция сетевой модели данных связана с именем Ч. Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического. В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка; в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков (рис.
Схема сетевой модели данных Сетевая БД состоит из набора записей и набора связей между этими записями, точнее, из набора экземпляров записей заданных типов (из допустимого набора типов) и набора экземпляров из заданного набора типов связи. Примером системы управления данными с сетевой организацией является Integrated Database Management System (IDMS) компании Cullinet Software Inc., разработанная в середине 70-х годов. Она предназначена для использования на 'больших' вычислительных машинах. Архитектура системы основана на предложениях Data Base Task Group (DBTG), Conference on Data Systems Languages (CODASYL), организации, ответственной за определение стандартов языка программирования Кобол.
Основы Пространственных Баз Данных
Среди достоинств систем управления данными, основанных на иерархической или сетевой моделях, могут быть названы их компактность и, как правило, высокое быстродействие, а среди недостатков - неуниверсальность, высокая степень зависимости от конкретных данных. Реляционная модель данных Концепции реляционной модели впервые были сформулированы в работах американского ученого Э. Откуда происходит ее второе название - модель Кодда. Схема реляционной модели данных В реляционной модели объекты и взаимосвязи между ними представляются с помощью таблиц (рис. Для ее формального определения используется фундаментальное понятие отношения. Собственно говоря, термин 'реляционная' происходит от английского relation - отношение. Если заданы произвольные конечные множества D1, D2, Dn, то декартовым произведением этих множеств D1?
Dn называют множество всевозможные наборов вида (d1, d2., dn), где d1 D1, d2 D2., dn Dn. Отношением R определенным на множествах D1, D2, Dn, называется подмножество декартова произведения Dl x D2x. При этом множества D1? Dn называются доменами отношения, а элементы декартова произведения - кортежами отношения. Число я определяет степень отношения, а количество кортежей - его мощность. Наряду с понятиями домена и кортежа при работе с реляционными таблицами используются альтернативные им понятия поля и записи. В реляционной базе данных каждая таблица должна иметь первичный ключ (ключевой элемент) - поле или комбинацию полей, которые единственным образом идентифицируют каждую строку в таблице.
Важным преимуществом реляционной модели является то, что в ее рамках действия над данными могут быть сведены к операциям реляционной алгебры, которые выполняются над отношениями. Это такие операции, как объединение, пересечение, вычитание, декартово произведение, выборка, проекция, соединение, деление. Важнейшей проблемой, решаемой при проектировании баз данных, является создание такой их структуры, которая бы обеспечивала минимальное дублирование информации и упрощала Процедуры обработки и обновления данных. Код-дом был предложен некоторый набор формальных требований универсального характера к организации данных, которые позволяют эффективно решать перечисленные задачи.
Эти требования к состоянию таблиц данных получили название нормальных форм. Первоначально были сформулированы три нормальные формы. В дальнейшем появилась нормальная форма Бойса-Кодда и нормальные формы более высоких порядков. Книгу стивена кинга особняк красная роза. Однако они не получили широкого распространения на практике. Говорят, что отношение находится в первой нормальной форме, если все его атрибуты являются простыми.
Говорят, что отношение находится во второй нормальной форме, если оно удовлетворяет требованиям первой нормальной формы и каждый не ключевой атрибут функционально полно зависит от ключа (однозначно определяется им). Говорят, что отношение находится в третьей нормальной форме, если оно удовлетворяет требованиям второй нормальной формы и при этом любой не ключевой атрибут зависит от ключа нетранзитивно. Заметим, что транзитивной называется такая зависимость, при которой какой-либо не ключевой атрибут зависит от другого не ключевого атрибута, а тот, в свою очередь, уже зависит от ключа.
Принципиальным моментом является то, что для приведения таблиц к состоянию, удовлетворяющему требованиям нормальных форм, или, как еще говорят, для нормализации данных над ними, должны быть осуществлены перечисленные выше операции реляционной алгебры. Основным достоинством реляционной модели является ее простота. Именно благодаря ей она положена в основу подавляющего большинства реально работающих СУБД. Язык SQL В разработанной Коддом реляционной модели были определены как требования к организации таблиц, содержащих данные, так и язык, позволяющий работать с ними. Впоследствии этот язык получил название SQL (Structured Query Language - структурированный язык запросов). SQL был впервые реализован фирмой I в начале 70-х годов двадцатого века под названием Structures English Query Language (SEQUEL). Он был ориентирован на управление прототипом реляционной базы данных IBM-System R.
В дальнейшем SQL стал стандартом de facto языка работы с реляционными базами данных. Этот его статус был впервые зафиксирован в 1986 году Американским национальным институтом стандартов (ANSI). Другими достаточно известными стандартами SQL стали стандарты ANSI SQL-92 ISO SQL-92, X/Open. В составе SQL могут быть выделены следующие группы инструкций: - язык описания данных - DDL (Data Definition Language); - язык манипулирования данными - DML (Data Manipulation Language); - язык управления транзакциями. Инструкции DDL предназначены для создания, изменения и удаления объектов базы данных. Их описание приведено в табл. Инструкции языка определения данных (DDL) Инструкция Назначение CREATE Создание новых объектов (таблиц, полей, индексов и т.
Д.) DROP Удаление объектов ALTER Изменение объектов Например, нам необходимо создать таблицу, содержащую данные по каталогу фирм, каждая фирма в котором характеризуется кодом, наименованием, MCCTOJV расположения штаб-квартиры, размером уставного фонда. Данной операции со ответствует SQL-выражение CREATE TABLE Фирмы ( КодФирмы TEXT (5), НазвФирмы TEXT (30), АдресФирмы TEXT (40), УстФонд DOUBLE ); Отметим, что допустимые имена полей создаваемой таблицы и типы содержащихся в них данных могут варьироваться для различных версий и диалектов SQL Если нам понадобится изменить структуру таблицы Фирмы - допустим, добавит!
К ней еще одну колонку с фамилией директора, то сделать это можно с помощью SQL-инструкции: ALTER TABLE Фирмы ADD COLUMN Директор TEXT.(30); а выражение, дающее Команду на уничтожение таблицы, будет выглядеть так: DROP TABLE Фирмы; Инструкции DML (табл. 7.2) позволяют выбирать данные из таблиц, а также добавлять, удалять и изменять их. Инструкции языка манипулирования данными (DML) Инструкция Назначение SELECT Выполнение запроса к базе данных с целью отбора записей, удовлетворяющих заданным критериям INSERT Добавление записей в таблицы базы данных UPDATE Изменение значений отдельных записей и полей DELETE Удаление записей из базы данных SELECT - команда на выборку записей из базы данных - является наиболее часто используемой SQL-инструкцией.
Сфера данных, которыми она манипулирует, определяется с помощью специальных предложений. Перечень основных предложений языка SQL приведен в табл. Знаете ли Вы, почему 'черные дыры' - фикция? Согласно релятивистской мифологии, 'чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом.
В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда'. На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена.
Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли. Отсюда родились сказки о 'радиусе Шварцшильда', 'черных дырах Хокинга' и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма. Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал: 'Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми.' цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А.
Удивительная гравитация. М., Наука, 1985 Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте.
НОВОСТИ ФОРУМА Рыцари теории эфира - 06:17: -КаримХайдаров. 19:08: -КаримХайдаров. 16:19: -КаримХайдаров. 13:25: -КаримХайдаров. 07:26: -КаримХайдаров. 18:43: -КаримХайдаров. 18:38: -КаримХайдаров.
15:36: -КаримХайдаров. 05:08: -КаримХайдаров.
16:20: -КаримХайдаров. 11:30: -КаримХайдаров. 16:58: -КаримХайдаров.