Глава 15. Модели данных

Содержание

15.1. Основные типы данных
15.2. Обобщенные структуры или модели данных
15.3. Реляционная модель данных
15.4. Иерархическая модель данных
15.4.1. Структура данных
15.4.2. Операции над данными, определенные в иерархической модели
15.4.3. Ограничения целостности
15.5. Сетевая модель данных
15.5.1. Структура данных
15.5.2. Операции над данными
15.5.3. Ограничения целостности

15.1. Основные типы данных

Данные, хранящиеся в памяти компьютера представляют собой совокупность 0 и 1 (битов). Биты объединяются в последовательности, то есть в байты. Каждому участку оперативной памяти, который может вместить один байт, присваивается порядковый номер (адрес).

Какой смысл заключен в данных, какими символами они выражены – буквенными или цифровыми, что означает то или иное число – все это определяется программой обработки. Все данные, необходимые для решения практических задач подразделяются на несколько типов данных. Причем понятие тип связывается не только с представлением данных в адресном пространстве, но и со способом их обработки.

Тип данных – в программировании: характеристика набора данных, которая определяет (1) диапазон возможных значений этого набора, (2) допустимые операции, которые можно выполнять над этими значениями, (3) способ хранения этих значений в памяти.

Понятие тип данных делает манипулирование данными более абстрактным процессом и скрывает лежащее в его основе двоичное представление данных.

Любые данные могут быть отнесены к одному из двух типов: (1) основному (простому), форма представления которого определяется архитектурой компьютера, или (2) составному, конструируемому пользователем для решения конкретных задач.

Данные простого типа – это символы, числа, то есть элементы, дальнейшее дробление которых не имеет смысла. Если строку выражающую фамилию, разложить в массив символов, при этом теряется смысл такой строки как единого целого. Из элементарных данных формируются составные типы данных.

Массив (функция с конечной областью определения) – простая совокупность элементов данных одного типа, средство оперирования группой данных одного типа. Отдельный элемент массива задается индексом. Массив может быть одномерным, двумерным и т.д.

Запись (декартово произведение) – совокупность элементов данных разного типа. В простейшем случае запись содержит постоянное количество элементов, которые называют полями. Совокупность записей одинаковой структуры называется файлом. Для того, чтобы извлекать из файла отдельные записи, каждой записи присваивают уникальное имя, которое служит ее идентификатором и располагается в отдельном поле.В математике множество – это совокупность каких-либо объектов, называемых элементами, среди которых нет повторяющихся и их порядок не имеет значения. Для каждого множества должно существовать некое универсальное множество, в котором содержатся все элементы, представимые данным множеством. Например, множество {корова, собака, 5}, тогда универсальным множеством будет множество, содержащее все целые числа и всех домашних животных одновременно.

Такие структуры данных как массив или запись занимают в памяти постоянный объем поэтому их называют статическими структурами.

Имеется ряд структур, которые могут изменять свою длину – динамические структуры. К ним относятся дерево, список, ссылка.