Модели данных

В основе каждой базы данных лежит определенная модель данных. Разные модели данных задают ограничения разного вида на сущности и связи предметной области. Исследования и разработки моделей данных начались еще в середине 70-х годов. Все предложенные модели данных можно отнести к одному из следующих классов:

· иерархические;

· сетевые;

· реляционные;

· объектно-ориентированные;

· объектно-ориентированные реляционные;

· многомерные.

В иерархической модели данных все объекты характеризуются уровнем, и во всех парах связанных объектов уровень одного из членов связи (подчиняющего) на один больше, чем уровень другого члена связи (подчиненного). Такая связь называется родовидовым отношением. Структура связанных объектов в иерархической модели данных называется деревом.

В сетевой модели данных вместо одного типа связи могут использоваться несколько, причем содержание связей может не сводиться к подчинению (например, если связь обозначает наличие контракта между фирмами). Структуру предметной области в сетевой базе данных можно представить в виде графа сложной конфигурации.

Реляционные модели данных будут описаны ниже.

Основное понятие объектной модели – объект, который понимается как сущность, обладающая состоянием и поведением. Состояние и поведение являются характеристикой класса, к которому принадлежит объект. Состояние объекта определяется совокупностью его атрибутов, которые могут принимать значения предписанных типов. Поведение объекта, в свою очередь, определяется совокупностью операций (называемых также методами), специфицированных для этого объекта. Для различения объектов внутри класса каждый объект получает уникальный идентификатор.

Принципиально важно, что различаются интерфейсы объектов и их реализации. Интерфейс определяет свойства объекта, видимые пользователю - его свойства и внешние описания операций. Реализация определяет внутренние свойства объекта, которые остаются скрытыми от пользователя.

Важнейшим в объектной модели является понятие наследования классов, которое позволяет удобно создавать новые классы объектов. Сначала определяется новый класс, который наследует все атрибуты и все методы старого класса. Затем к новому классу добавляются новые атрибуты и методы. Возможно также изменить наследованный метод.

На основе объектных моделей в конце 80-х - начале 90-х гг. возникла новая категория объектных СУБД.

Объектно-реляционная модель - гибридная модель данных, сочетающая возможности реляционных моделей с объектными свойствами данных. Такие модели стали использоваться для того, чтобы соединить дочтоинства реляционных баз данных с возможностями объектныъ языков программирования. Шаги, предпринятые ведущими поставщиками реляционных серверов баз данных и направленные на включение в их программные продукты объектных расширений языка SQL, привели к включению таких функциональных возможностей в новый стандарт языка SQL:1999.

Многомерные модели данных стали основой инструментальных средств поддержки принятия решений. Они оперируют многомерными представлениями данных (в виде гиперкуба). Разновидности многомерной модели стали широко использоваться в середине 90-х г. в связи с развитием технологий OLAP.

Основные понятия многомерной модели данных - измерение и ячейка. Каждое измерение представляет собой множество однородных значений данных, образующее грань гиперкуба. Обычно значениями измерений являются признаковые данные. Примерами измерений являются годы, месяцы, кварталы, регионы, города, районы, названия предприятий, виды продукции и т.п. Измерения играют роль индексов, совокупности значений которых идентифицируют в гиперкубе конкретные его ячейки, или осей координат в многомерной системе координат гиперкуба. Ячейки (называемые также показателями) представляют собой, как правило, числовые величины - литералы, переменные либо формулы.

Операционные возможности многомерных моделей данных, используемых в OLAP, ориентированы на поддержку анализа данных. Предусматривается конструирование разнообразных агрегаций данных в рамках заданного гиперкуба, построение различных его проекций - подмножеств гиперкуба, полученных путем фиксации значений каких-либо измерений, детализация (дезагрегация) данных и вращение (изменение порядка измерений) гиперкуба, а также ряд других операций.

Контрольные вопросы по теме.

1.Какова роль моделей данных в системах баз данных?

2.Из каких компонентов состоит модель данных?

3.Какова роль ограничений целостности данных в модели данных?

4.На каких моделях данных основано большинство СУБД, поставляемых в настоящее время?

5.Какова основная единица данных в реляционной модели данных?

6.Какие операции предусмотрены в реляционной модели данных?

Дата добавления: 2014-10-17