31.Файловая модель данных. Структура данных файловой модели. Понятие ключа.

Логическая организация данных на машинном носителе зависит от используемых программных средств организации и ведения данных во внутрнмашинной сфере. Метод логической организации данных определяется используемыми типом структур данных и видом модели, которая поддерживается программным средством.

Модель данных -- это совокупность взаимосвязанных структур данных и операций над этими структурами. Вид модели и используемые в ней типы структур данных отражают концепцию организации и обработки данных, используемую в системах управления базами данных (далее - СУБД) поддерживающей модель, или в языке системы программирования, на котором создается прикладная программа обработки данных.

Важно отметить, что для размещения одной и той же информации во внутримашиниой сфере могут быть использованы различные структуры и модели данных. Их выбор возлагается на пользователя, создающего информационную базу, и зависит от многих факторов, в том числе от имеющегося технического и программного обеспечения, определяется сложностью автоматизируемых задач и объемом информации.

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

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.

Запись -- это совокупность полей, соответствующих логически связанным реквизитам. 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 уникальным ключом 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.

Названные структуры данных используются и в ряде СУБД, что делает эти понятия в определенном смысле универсальными.

Индексирование. 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.

Описание логической организации данных файловой модели. При описании логической организации данных каждому файлу присваивается уникальное имя и дается описание стриктуры его записей. Описание структуры записей включает перечень входящих в нее полей и их порядок внутри записи.

Для каждого поля задается сокращенное обозначение -- имя поля (идентификатор поля внутри записи), формат поля -- тип хранимого данного, длина поля и точность числовых данных. Для полей, выполняющих роль уникального (первичного) ключа записи, указывается признак ключа.

Структуру файла при описании внутримашинной ИБ можно представить в виде таблицы, где отмечаются первичные и вторичные ключи.