Организация баз данных в системах пространственной локализации данных

Системы с пространственной локализацией данных включают различные базы: базы данных, базы моделей объектов, базы программ и алгоритмов обработки. В общем случае эти разнообразные базы можно рассматривать как базы данных различного содержания. Большинство современных БД, построенных на основе так называемых реляционных моделей, имеют табличную форму и иногда называются табличными. По этой причине главным принципом организации таких БД является создание одной или совокупности взаимосвязанных между собой таблиц. Первым этапом создания БД является определение включаемых в нее характеристик и построение логической записи, включающей все описательные характеристики. Вторым этапом является создание на основе полученной логической записи нескольких таблиц с помощью процедур нормализации. Основными понятиями реляционных баз данных являются тип данных, домен, атрибут, кортеж, первичный ключ и отношение Тип данных представляет собой типизированную модель данных, т.е. модель данных, выделенных по ограниченному числу признаков или одному признаку. Примером типизированных данных могут являться характеристики времени, координаты, процентные величины и т.п. В современных БД допускается хранение различных типов: символьных, числовых данных, битовых строк, "темпоральных" данных (дата, время, временной интервал). В общем виде домен определяется заданием базового набора одного типа данных и произвольного логического выражения, применяемого к элементу типа данных. Если вычисление этого логического выражения дает результат "истина", то элемент данных является элементом домена. Атрибут определяет свойства сущностей. Он может иметь значения, различные для объектов базы данных. Схема отношения - это именованное множество пар {имя атрибута, имя домена (или типа, если понятие домена не поддерживается)}. Степень или "арность" схемы отношения - мощность этого множества. Если все атрибуты одного отношения определены на разных доменах, можно использовать для именования атрибутов имена соответствующих доменов. Кортеж, соответствующий данной схеме отношения, - это множество пар {имя атрибута, значение}, которое содержит одно вхождение каждого имени атрибута, принадлежащего схеме отношения. "Значение" является допустимым значением домена данного атрибута (или типа данных, если понятие домена не поддерживается. Отношение - это множество кортежей, соответствующих одной схеме отношения. Иногда, чтобы не путаться, говорят "отношение-схема" и "отношение-экземпляр", иногда схему отношения называют заголовком отношения, а отношение как набор кортежей - телом отношения. Обычным представлением отношения является таблица, заголовком которой является схема отношения, а строками - кортежи отношения-экземпляра; в этом случае имена атрибутов именуют столбцы этой таблицы. Поэтому иногда говорят "столбец таблицы", имея в виду "атрибут отношения". Этой терминологии придерживаются в большинстве коммерческих реляционных СУБД. При создании таблицы БД в нее добавляется столбец с неповторяющимися (уникальными) значениями для строк таблицы. Такой столбец служит для идентификации (однозначного определения) любой строки таблицы и называется внутренним ключом, "ключевым столбцом", идентификатором (ИД). Считается, что строка таблицы описывает законченное понятие (сущность) или объект, поэтому внутренний ключ используется для однозначного определения любого объекта таблицы. При организации реляционных БД используются следующие понятий: Базовая таблица - таблица, которая содержит столбец, описывающий свойство и первичный ключ. Промежуточная таблица - таблица, которая не является базовой и используется для обеспечения связи между другими таблицами. Составной ключ- ключ, применяемый для однозначного определения объекта таблицы, который используют не одно, а несколько полей в таблице. Внешний ключ-столбец, значения которого соответствуют значениям первичного ключа другой таблицы, взаимосвязанной с данной таблицей. Внешний ключ может состоять из 1 или нескольких столбцов, в этом случае он называется составным внешним ключом. Создание БД заключается в разработке ее структуры, т.е. создание совокупности взаимосвязанных таблиц. Процесс проектирования БД включает следующие этапы: 1) определение объекта, данные о котором должны содержаться в БД; 2) выявление связей между объектами; 3) определение основных свойств объекта, которые будут храниться в БД; 4) выявление связей между свойствами объекта; 5) составление логической записи общей таблицы, включающей все свойства объекта; 6) создание нескольких таблиц из общей, на основе процедур нормализации; 7) определение операций при использовании таблиц и создание на их основе запросов; 8) создание, если необходимо, форм ввода данных и форм отчета.