В БД хранится информация об определенной предметной области.
Для формирования представления о данных, их составе и использовании в конкретных условиях служат информационные модели (ИМ). При решении конкретных задач реальная действительность воспроизводится с существенными ограничениями, зависящими от области деятельности, поставленных целей и мощности вычислительных средств.
Модель – это представление предметной области, отражающее только избранные детали.
Предметная область - это часть реального мира, данные о которой мы хотим хранить в проектируемой базе данных.
Например, в качестве предметной области можно выбрать финансовую составляющую предприятия, отдел кадров, университет и т.д. Предметная область содержит как принципиально важные понятия и данные, так и малозначащие или вообще не значащие данные. Разумно полагать, что важные понятия должны быть отражены в структуре разрабатываемой БД, в то же время малозначительные можно (и нужно) опустить.
Так, например, если в качестве предметной области выбрать университет и процесс обучения в нем, , то понятия «факультет», «группа», «дисциплина», «успеваемость» являются существенно важными понятиями, а то, что обучающийся студент, имеет детей, братьев, сестер - это для предметной области не важно. Однако с точки зрения студенческого отдела кадров данные о наличии детей являются принципиально важными при начислении льгот. Другими словами важность данных зависит от выбора предметной области и тех данных, которые надо хранить.
Используя современные пакеты прикладных программ, можно, не прибегая к информационным моделям, создать достаточно сложные БД. Но, если требуется, чтобы информационная система работала быстро и занимала минимальный объем, то не обойтись без предварительного анализа задачи с помощью ИМ.
Для описания информационной задачи используют три вида представления ИМ:
· концептуальное представление - охватывает всю задачу с точки зрения администратора информационной системы;
· внешнее представление - отражает представление о задаче с точки зрения конкретного пользователя, т.е. лица, решающего узкую задачу работы системы на конкретном рабочем месте. Следовательно, каждая информационная система будет иметь несколько внешних представлений ИМ;
· внутреннее представление - отражает представление об информационной задаче разработчика (программиста) с учетом особенностей и возможностей конкретной СУБД и компьютеров, на которых будет реализовываться решаемая задача.
Взаимосвязь трех видов моделей можно показать в виде схемы, показанной на рисунке 2.1.
Таким образом, реальные информационные процессы отображаются через восприятие служебных функций отдельных пользователей, объединяются с точки зрения работы информационной системы в целом, и на этой основе разрабатывается информационная модель, которая физически реализуется в виде программы для компьютера и баз данных, размещенных на физическом носителе информации.
Для разработчика прикладных программ представление об информационных моделях важно в первую очередь с точки зрения правильной постановки задачи.
Рисунок 2.1 - Уровни информационных моделей.
Модель данных состоит из трех компонент:
1) Структура данных для представления точки зрения пользователя на базу данных.
2) Допустимые операции, выполняемые на структуре данных. Богатая структура данных ничего не стоит, если нет возможности оперировать ее содержимым.
3) Ограничения для контроля целостности. Модель данных должна быть обеспечена средствами, позволяющими сохранять ее целостность и защищать ее.
Модель данных логического уровня, поддерживаемую средствами СУБД, называют даталогической (логической)моделью. Эта модель представляет собой отображение логических связей между элементами данных без относительно к их содержанию и среде хранения. Логическая модель строится с учетом ограничений конкретной СУБД. При построении логической модели учитываются особенности отображаемой предметной области.
Описание предметной области, выполненное без ориентации на используемые в дальнейшем программные и технические средства, называется инфологической моделью предметной области. Иногда к инфологической модели относят и описание характера информационных потребностей пользователя. Эта модель является исходной по отношению к логической модели.
Для привязки логической модели к среде хранения используется модель данных физического уровня (физическая модель). Эта модель определяет используемые запоминающие устройства, способ расположения элементов данных в памяти. Модель физического уровня (внутреннего уровня) строится с учетом ограничений СУБД и операционной системы.
Выделение моделей разных уровней абстракции позволяет:
- разделить сложный процесс отображения "предметная область - база данных" на несколько более простых отображений;
- обеспечить специализацию разработчиков баз данных; возможность работать разным категориям пользователей с моделью соответствующего уровня;
- предоставить возможность активного и конструктивного участия в разработке баз данных лицам, не имеющим профессиональных навыков в области обработки данных;
- создать предпосылки автоматизации проектирования баз данных путем формализованного перехода с одного уровня моделей на другой.
Техническое и программное обеспечение в современных информационных системах меняется сравнительно быстро, и модели, ориентированные на них, претерпевают изменения. Инфологическая же модель отражает характеристики предметной области, поэтому она сравнительно стабильна.
