1.1. Данные и модели данных
Данные и информация - понятия, на обыденном уровне, тождественные, но в информатике под данными понимаются факты реального мира или идеи, пред­ставленные в формализованном виде. Следует обратить внимание на требование формализации, которое означает, что произвольные «куски» информации данны­ми не являются. Информация практически есть некоторое приращение наших знаний, получаемое при анализе имеющихся данных. Естественно, что это опре­деление информации не является формальным и не может использоваться в рам­ках формальной теории. Но определение помогает понять, что сами по себе дан­ные не обеспечивают никакой информации, поскольку необходимо понимать, что означает та или иная совокупность данных. Так, например, совокупность двоич­ных знаков «00000100» может означать или число «4», или, например, символ с кодом «4». В то же время, число «4» может означать «4 книги», «4 компьютера» и т.д. Процесс получения информации из данных обычно называется их интерпре­тацией, но интерпретация данных требует привлечения дополнительного инстру­ментария.

Модель данных - это интеллектуальное средство, позволяющее реализовы­вать интерпретацию данных и таким образом способствовать получению инфор­мации из данных.

Формализуем данное понятие. Как правило, данные отражают свойства (ха­рактеристики) объектов реального мира. Данные, представляющие одно и тоже свойство различных объектов объединяются в так называемые именованные кате­гории. Например, рост, вес или фамилия - суть именованные категории для дан­ных, описывающих объекты класса “человек”.

Совокупность именованных категорий для однотипных объектов образуют модель плоских файлов (иначе, модель инвертированных файлов).

Приведем пример данной модели.

Модель плоских файлов является простейшей моделью данных. В более сложных случаях совокупность именованных категорий, их свойств и связей меж­ду ними, а также ограничения на допустимые данные образуют схему данных. А совокупность данных, структура и значение которых соответствуют конкретной схеме, называют базой данных (БД).

Модель данных (М) с формальной точки зрения определяется, как тройка

M = {G, R, 0}

где G - множество правил порождения структур данных (схемы), R - множество правил порождения ограничений целостности, О - множество допустимых опера­ций над данными.

Примечание. Определение порождающих правил, на которые ссылается данное определе­ние, дано в теории формальных языков и формальных грамматик [42].

Управление БД на ЭВМ осуществляется с помощью специальных программ­ных средств - систем управления базами данных (СУБД), которые в идеале долж­ны содержать язык определения данных (ЯОД), язык определения ограничений целостности (ЯООЦ), и обеспечивает выполнение операций над данными с помо­щью языка манипулирования данными (ЯМД).

Рассмотрим подробнее подходы к определению каждой из составляющих модели данных.