مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

1

مدل های پایگاه دادهمدل سازی اطالعات سازمان

مهرداد مهدویان

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

مدل سازی2پایگاه داده هامدل های

توضی'ح و طرحی و ، تبیی'ن ریزی برنام'ه الگوی واق'ع اطالعات'ی در مدل برای نشان دادن س'اختار و ی'ا كاركرد س'یستم اطالعات'ی اس'ت و به معنای آش'كار ت'ر در واق'ع مطالع'ه كوچ'ك واقعی'ت اس'ت. مدل داده ه'ا س'اختار و

مفهوم داده را تعریف می کند.تحلی'ل و مدل س'ازی س'یستم های اطالعات'ی یك'ی از مراحل پیش نیاز برای نیازمندی های ذی نفعان و انتظارات ای'ن مرحله در اس'ت. توس'عه س'یستم س'یستم شناس'ایی شده و گردش كار س'یستم در قال'ب مدل ها و نشانه های اس'تاندارد مس'تند می گردد ت'ا از ای'ن رهگذر توس'عه دهندگان س'یستم بتوانند بر منطبق آنرا و یافت'ه دس'ت س'یستم ب'ه نس'بت جام'ع شناخ'ت ی'ك ب'ه

نیازهای كاربران و ذی نفعان نهایی، طراحی و ایجاد نمایند.

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

استاندارد نمودن مدل سازی3پایگاه داده هامدل های

ابزاره'ا و روش' های مدلس'ازی و مستندسازی نمودن اس'تاندارد ب'ه منظور س'یستم های اطالعات'ی، مجموعه ای از مدل ه'ا و متدولوژی ه'ا به عنوان زبان

مشترك تحلیل گران س'یستم و برنامه نویسان ارائه شده است.از مستندات ، مجموع'ه اس'تانداردی ای'ن مدل ه'ا و متدولوژی ه'ا قال'ب در تهی'ه شده ت'ا برنامه نویس'ان بتوانن'د ب'ا بهره گیری از ای'ن مستندات نیازهای

كاربران را در قالب نرم افزارهای كاربردی پاسخگو باش'ند.

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

4

انتزاعی های : (Conceptual Models)مدل س�اختار منطق�ی داده ه�ا و رواب�ط منطق�ی میان آنها تنه�ا مشخ�ص می ای�ن مدل ه�ا را نشان م�ی دهند. كنن�د در پایگاه داده چ�ه چیزی بای�د ارائ�ه شود و به چگون�ه پیاده س�ازی نم�ی پردازند. مدل های انتزاعی

رابطه موجودیت مدل �ل: ��� Entity–شامRelationship Model )) گرا شی مدل و

(Object Oriented Model).می باشد

سازی پیاده های Implementation) مدل Models) های مدل در آنچه كنن�د م�ی : مشخ�ص

انتزاع�ی در نظ�ر گرفت�ه شده اس�ت چگون�ه بایستی پیاده س�ازی شود. ای�ن مدل ه�ا شام�ل مدل سلسله

، (Hierarchical Database Model)مراتبی ای شبكه Network Database)مدل

Model )ای رابطه مدل Relational) و Database Model).می باشند

مدل های پایگاه داده هاپایگاه داده هامدل های

مدل پایگاه داده مجموعه ای است از ساختارهای منطقی كه ساختار داده ها و روابط میان داده ها را نمایش می

گروه اساسی ۲دهد. مدل های پایگاه داده را می توان به تقسیم كرد: مدل های انتزاعی و مدل های پیاده سازی

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

5

Object-Relational

Database Model

Associative

Star Schema

Concept-Oriented

Multi-Dimensional

XML Database

سایر مدل هاپایگاه داده هامدل های

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

6

اطالعات فروشندگان(S1,S2,S3,S4)شماره فروشنده •البرز،یزدقطعه،خودیاران،تهران قطعه• (نام فروشنده (اصفهان،یزد،تهران،تهران• (شهر (

اطالعات قطعات((P1,P2,P3,P4شماره قطعه •سیمان، آلومینیم،آرماتور،تیرآهن• (نام قطعه (سفید،طوسی،مشکی،مشکی• (رنگ (

اطالعات مربوط به فروش فروخته است.P2کیلوگرم از قطعه S1، 10000فروشنده • فروخته است.P4کیلوگرم از قطعه S1، 3000فروشنده • فروخته است.P1کیلوگرم از قطعه S2، 2000فروشنده • فروخته است.P2کیلوگرم از قطعه S2، 4000فروشنده • فروخته است.P4کیلوگرم از قطعه S2، 3000فروشنده •

فروخته است.P4کیلوگرم از قطعه S3، 3000فروشنده •

مدل های پایگاه داده هاپایگاه داده هامدل های

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

7

، ذخیره گراف (در ای�ن مدل داده ه�ا در گره های ی�ك درخت واره (می شوند. درخت واره، یك گراف غیرچرخشی و متصل است كه ی�ك ریش�ه دارد. در درخ�ت واره، ه�ر گره م�ی توان�د چن�د فرزند و تنه�ا ی�ك پدر داشت�ه باشد. ب�ه همی�ن دلی�ل مدل س�لسله مراتب�ی تنها برای پیاده س�ازی رواب�ط ی�ك ب�ه چن�د مناس�ب است و برای پیاده

سازی روابط چند به چند مناسب نیست.

مدل سلسله مراتبیپایگاه داده هامدل های

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

8

مدل س�لسله مراتب�ی برای پیاده س�ازی رواب�ط چن�د ب�ه چن�د مناس�ب نیست از اینرو دو روش برای پیاده سازی مطرح میشود:

طرف فروشنده را یک و طرف قطعه را چند در نظر بگیرید.•طرف قطعه را یک و طرف فروشنده را چند قرار دهیم.•

عملیات بازیابی:ک�ه قطع�ه • در قطعات، P2نام فروشندگان�ی را م�ی فروشن�د؟ کافیست

را پیدا کرده نام فروشندگان زیر قطعه را ثبت کنیم.P2قطعه فروشنده • توس�ط ک�ه اس�ت؟ الزم است S2نام قطعات�ی فروخت�ه شده

کلیه قطعات و فروشندگان مربوطه پیمایش شود.

عملیات درج:نفروخت�ه اس�ت و در درخت پدر S4فروشنده • آنک�ه قطع�ه ای دلی�ل ب�ه

ندارد امکان درج آن وجود ندارد.

عملیات حذف : را حذف کنی�م در ای�ن حال�ت ب�ه صورت P2فرض کنی�د بخواهی�م قطع�ه •

را نیز حذف کرده ایم.S1ناخواسته اطالعات همچنی�ن اگ�ر بخواهی�م ی�ک فروشنده را حذف کنی�م باید تمام قطعات را •

جستجو کنیم تا بتوانیم یک فروشنده را حذف کنیم.

عملیات اصالح:برای کوچکتری�ن اص�الح در اطالعات فروشنده بای�د ک�ل درخ�ت را پیمایش •

شده و اطالعات فرشنده تغییر کند

مدل سلسله مراتبیپایگاه داده هامدل های

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

معایب مدل سلسله مراتبی9پایگاه داده هامدل های

1برای طراحی و پیاده سازی روابط چند

به چند مناسب نیست.

2تهیه برخی گزارشات در این مدل بسیار

وقت گیر است.

3این مدل در عملیات درج، حذف و

اصالح، ناهنجاری دارد.

4به دلیل استفاده از اشاره گر ها و

وابستگی به آدرس های فیزیكی ذخیره سازی، مدل كاماًل به محیط فیزیكی

ذخیره سازی وابسته است و با اعمال هر گونه تغییر در ساختار داده ها، طراح پایگاه داده وبرنامه نویسان به زحمت

می افتند.

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

10

خواه دل گراف یك های گره در اطالعات ای شبك�ه مدل در ذخیره می شوتد. در این گراف، هر گره می تواند چند پدر و چند پیاده سازی برای ای مدل شبك�ه بنابرای�ن، باشد. داشت�ه فرزن�د

روابط چند به چند مناسب است.

مدل شبكه ایپایگاه داده هامدل های

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

11

اساس مدل شبکه ای:برای هر فروشنده، مقدار فروش کلیه قطعات در نظر گرفته میشود•برای ه�ر قطع�ه، مقدار فروخت�ه شده توس�ط ی�ک فروشنده در نظ�ر گرفته •

میشود

عملیات بازیابی: را فروخت�ه ان�د، کافیست در P2برای پیدا کردن فروشندگان ک�ه قطع�ه •

را یافته ونام کلیه فروشندگان را پیدا کنیدP2قطعات، قطعه شماره فروخته شده است، S2برای پیداکردن نام قطعاتی که توسط فروشنده •

را یافت�ه، نام کلیه قطعات S2کافیس�ت در میان فروشندگان، فروشنده فروخته شده را پیدا می کنیم.

عملیات درج: هم قطعات و هم فروشندگان میتوانند به تنهائی درج شوند•

عملیات حذف: هم قطعات و هم فروشندگان میتوانند به تنهائی حذف شوند•

عملیات اصالح: برای یک تغییر کوچک در یک گره الزم اصالح تنها در یک گره انجام شود•

مدل شبکه ایپایگاه داده هامدل های

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

محاسن مدل شبكه ای نسبت به مدل سلسله مراتبی12پایگاه داده هامدل های

1برای پیاده سازی روابط چند به چند

مناسب است.

2در مدل شبكه ای، ناهنجاری درج، حذف

و اصالح وجود ندارد.

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

معایب مدل شبكه ای نسبت به مدل سلسله مراتبی13پایگاه داده هامدل های

1طراحی و پیاده سازی و برنامه نویسی در مدل شبكه ای بسیار پیچیده است.

2این مدل به دلیل استفاده از اشاره گر ها،

كاماًل به محیط فیزیكی ذخیره سازی داده ها وابسته است.

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

14

COMMUNICATIONS OF ی'ك نشری'ه كامپیوتری به نام ١٩٧٠در س'ال ACM ای ب'ا عنوان »مدل رابط'ه ای داده ه'ا برای بان'ك های اطالعاتی مقال'ه

اشتراكی بزرگ« منتشر ساخت.آزمایشگاه تحقیقات'ی سن جوز ای'ن مقال'ه نوش'ت'ه دكت'ر ای. اف. كاد عض'و

IBM زمینه در ای، رابط'ه ای داده پایگاه ریاض'ی تئوری مقال'ه، ای'ن بود. اینك'ه چگون'ه م'ی توان داده ه'ا را ب'ا اس'تفاده از ی'ك س'اختار جدولی ذخیره ب'ه ندرت می پای'ه گذاری كرد. در زمین'ه علوم كامپیوت'ر و مدیری'ت نمود، توان ب'ه مقال'ه دیگری اشاره نمود ك'ه ب'ه اندازه مقال'ه دكتر ای. اف. كاد چنان تأثیر شگرفی بر تولیدكنندگان بانك های اطالعاتی رابطه ای گذاش'ته باشد.

پایگاه داده رابط'ه ای همچون رابط'ه ها، دكت'ر كاد در مقال'ه خود، عناص'ر صفات، دامنه ها و عملگرهای رابط های را تشریح نمود.

مدل رابطه ایپایگاه داده هامدل های

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

15

استقالل منطقی داده هااین خصیصه ضروری به معنی آن است كه تغییر

ستون مانند افزایش یا كاهش (در یك صفت (طول آن هیچ گونه تأثیر محسوسی بر سایر جدول ستون ها در همان رابطه (صفات ( ) (

نداشته باشد. این ویژگی به علت كاهش قابل مالحظه هزینه نگهداری نرم افزار، مورد توجه

قرار گرفت.

جامعیت داده هابر خالف سایر سیستم های پایگاه داده، پایگاه

داده رابطه ای برنامه كاربردی را از قید رها می سازد. كاد به ١محدودیت های جامعیت

تشریح دو ویژگی موجود در پایگاه داده رابطه ای یعنی جامعیت داده ها و جامعیت ارتباطی

پرداخت.

پرس و جوی ویژهاین ویژگی جستجو داده های مورد نظر، جستجو

در پایگاه داده ای را بدون برنامه نویسی و دانستن چگونگی انجام اعمال توسط كاربر، میسر می سازد. درك محدودیت های موجود در سیستم

های پایگاه داده در آن زمان حائز اهمیت بود. كاربر عادی كه برنامه نویسی نمی دانست قادر نبود داده های مورد نیاز خود را بدون نیاز به

برنامه نویسان، تجزیه و تحلیل كند.

ویژگی های مقاله كادپایگاه داده هامدل های

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

16

:اساس مدل رابطه ایاین • رابط�ه ای، داده ه�ا در داخ�ل جداول ذخیره م�ی شوند. در در مدل

مدل برای ه�ر ی�ک از موجودیته�ا و ی�ا رواب�ط میان موجودیته�ا یک جدول مجزا در نظر گرفته می شود

پایگاه داده رابطه ای رایجترین پایگاه داده های مورد استفاده است.•

عملیات بازیابی: را فروخت�ه ان�د، کافیست در P2برای پیدا کردن فروشندگان ک�ه قطع�ه •

را فروخت�ه ان�د بدست P2 شماره فروشندگان�ی را ک�ه قطع�ه SPجدول آورد.

فروخته شده است، S2برای پیداکردن نام قطعاتی که توسط فروشنده • مراجعه کنیمPartکافیست به جدول

عملیات درج: اطالعات فروشندگان بودن قطعات ثبت میشود Supplierدر جدول •

جدول در ثبت Partو فروشندگان اطالعات بدون قطعات اطالعات میشود.

عملیات حذف:حذف کرد بدون Supplierمیتوان اطالعات فروشندگان را از جدول •

آنکه اطالعات قطعه حذف شود

عملیات اصالح: برای تغیی�ر مشخص�ات قطع�ه کافیس�ت ای�ن اص�الح تنه�ا در ی�ک سطر از •

انجام شودPartجدول

مدل رابطه ایپایگاه داده هامدل های

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

محاسن مدل رابطه ای نسبت به مدل شبكه ای17پایگاه داده هامدل های

1طراحی و پیاده سازی آن بسیار ساده

است.

2به علت عدم وابستگی به آدرس های

فیزیكی، طراحان پایگاه داده و برنامه نویسان را از درگیر شدن با جزئیات

ذخیره سازی فیزیكی داده ها معاف می كند.

3در این مدل مشروط بر آنك'ه جداول به

درستی طراحی شده باشند، همانند مدل شبكه ای، ناهنجاری درج و اصالح و

حذف ندارد.'

4مدل رابطه ای برای پیاده سازی روابط یك به چند و چند به چند كاماًل مناسب

است.

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

توجه18پایگاه داده هامدل های

پایگاه در ها داده س'ازی مدل و س'ازماندهی برای مختلف'ی های شیوه متغیرهای و شرایط ب'ه بس'تگی مدل ی'ک اس'ت.انتخاب گردیده طراح'ی بس'یاری دارد ک'ه مدی'ر پایگاه داده ه'ا ب'ا در نظ'ر گرفت'ن تمام'ی شرایط و ویژگیهای س'یستم و س'ازمان موردنظ'ر؛ ی'ک مدل ی'ا تلفیق'ی ازمدل ها را

بکار می گیرد

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

مقایسه مدل های پایگاه های اطالعاتی19پایگاه داده هامدل های

معایب

عدم سادگی عملگرهای بازیابی، افزونگی زیاد داده ، اشكال در بحث بهنگام سازی، عدم انعطاف پذیری، عدم تعریف

پیوند افقی و مورب، دارای آنومالی

طراحی، پیاده سازی و نگهداری سخت و پیچیده، انعطاف جستجویی کمتر نسبت به مدل رابطه ای، دشواری عمل

پیمایش نسبت به مدل رابطه' ای، رعایت عدم اصل وحدت عملگر در یک عمل

کم بودن سرعت و کارایی پردازشی نسبت به دیگر مدلها

مزایا

جستجوی سریع و کارآ

قابلیت تعریف' رابطه های بیشتر، سرعت بیشتر نسبت به مدل رابطه' ای، انعطاف پذیری بیشتر نسبت به سلسله

مراتبی، ذخیره سازی بدون آنومالی، افزونگی داده كمتراز سلسله مراتبی، ارتباط های چند به چند

سادگی درك مفهوم پایگاههای اطالعاتی، انعطاف باال در جستجو غیرعمومی، آسانی افزودن داده و رکورد جدید، بازیابی آسان ركورد، نمایش روابط پیچیدهء بین داده ها

مدل سلسله مراتبی

مدل شبکه ای

مدل رابطه ای

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

مقایسه مدل های پایگاه های اطالعاتی20پایگاه داده هامدل های

�رابطه ای

آسان'

مشکل

آسان'

زیاد

زیاد

شبکه ای

مشکل

نسبتا مشکل

خیلی مشکل

کم

کم

سلسله مراتبی

نسبتا آسان

خیلی مشکل

مشکل

زیاد

متوسط

ادراکطراحینگهداری

افزونگی داده هاآسانی استفاده

مدل سازی اطالعات سازمان.حقوق قانونی این سند محفوظ است

21

با تشکر از حسن توجه شما