Структура данных файловой модели

Процесс создания компьютерной базы данных состоит в переносе информации с традиционных бумажных документов (карточек, таблиц) на магнитные диски компьютера.

В файловых системах реализуется модель типа плоский файл. При такой модели компьютерная БД представляет собой совокупность не связанных между собой файлов (независимых) из однотипных записей с линейной (одноуровневой) структурой.

Файл базы данных состоит из отдельных записей, каждая из которых содержит информацию, традиционно хранящуюся на отдельной карточке картотеки или в отдельной строке таблицы (рис.5.1). Таким образом, количество записей в файле базы данных соответствует количеству строк таблицы, информация с которой переносится в файл данных.

Основные типы структур данных файловой модели —поле, запись, файл. Запись является основной структурной единицей обработки данных и единицей обмена между оперативной и внешней памятью.

Поле — это элементарная единица логической организации данных, которая соответствует отдельной, неделимой единице информации — реквизиту, компьютерный аналог одной графы бланка или записи.

Запись — это совокупность полей, соответствующих логически связанным реквизитам, аналог информации, которая обычно на компьютере в виде одной карточки в объеме записи. Структура записи определяется составом и последовательностью входящих в нее полей, каждое из которых содержит элементарное данное.

Файл — это множество одинаковых по структуре экземпляров записей со значениями в отдельных полях. Экземпляр записи представляет собой реализацию записи, содержащую конкретные значения полей. Структура записи файла — линейная, то есть поля имеют единственное значение и отсутствуют групповые данные. Каждый экземпляр записи однозначно идентифицируется уникальнымключом записи. В общем случае ключи записи бывают двух видов: первичный (уникальный) и вторичный ключ.

Первичный ключ (ПК) — это одно или несколько полей, однозначно идентифицирующих запись. Если первичный ключ состоит из одного поля, он называется простым, если из нескольких полей — составным ключом.

Вторичный ключ (ВК), в отличие от первичного, — это такое поле, значение которого может повторяться в нескольких записях файла, то есть он не является уникальным. Если по значению первичного ключа может быть найден один единственный экземпляр записи, то по вторичному — несколько.

Рис 5.1 Картотека учащихся (бумажный носитель информации)

Запись 1

Запись 2

…

Запись n

б) Файл базы данных

Названные структуры данных используются и в ряде СУБД, что делает эти понятия в определенном смысле универсальными. Рассмотрим пример, где на рис. 5.2а представлена база данных на бумажном носителе информации, на рис. 5.2б эта же база данных но в электронном виде.

а) Ведомость расчета заработной платы

Запись 1

Запись 2

Запись m

б) Файл базы данных

Рис. 5.2

Средством эффективного доступа по ключу к записям файла является индексирование. При индексировании создается дополнительный индексный файл, который содержит в упорядоченном виде все значения ключа файла данных. Для каждого значения ключа в индексном файле содержится указатель на соответствующую запись файла данных. При наличии индексного файла, размеры которого меньше основного файла, по заданному ключу быстро отыскивается запись. С помощью указателя на запись в файле данных осуществляется прямой доступ к этой записи. Индексирование может производиться не только по первичному, но и по вторичному ключу.

В качестве примеров традиционных документов приведены картотека учащихся, подобная тем, которые в той или иной форме ведутся в каждом из учебных заведений, и таблица-ведомость расчета заработной платы (рис.5.1 и 5.2).

Запись файла состоит из отдельных полей, количество которых соответствует числу граф таблицы или числу заполняемых строк карточки.