Модели организации данных. Понятие и виды моделей данных

Любая база данных создается на основании модели данных.

Модель данных представляет собой совокупность структур данных, ограничений целостности базы данных и операций по обработке данных.

В настоящее время в базах данных используются в основном следующие модели данных:

- иерархическая модель данных;

- сетевая модель данных;

- реляционная модель данных.

В иерархической модели данных объекты базы данных связаны между собой иерархическими отношениями, образующими ориентированный граф в виде перевернутого дерева (рис.2.3.).

Рис.2.3. Графическое изображение иерархической структуры базы данных

К основным понятиям иерархической структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь.

Узел – это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящимся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень дерева) и не подчиненную другим вершинам. Зависимые (подчиненные узлы) находятся на втором, третьем и т.д. уровнях.

К каждой записи базы данных существует только один путь от корневой записи.

В сетевой структуре используются те же основные понятия, что и в иерархической модели – уровень, узел, связь. Однако в этой модели каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

Достоинством обоих типов моделей является их гибкость (это особенно относится к сетевой модели), что позволяет адекватно представить самые различные отношения между объектами.

К недостаткам следует отнести сложность поиска, необходимость знания пользователем множества деталей настройки и типов связей между элементами базы данных, проблемы с обеспечением целостности и единственности данных.

Базы данных указанных типов использовались в основном в 60-70-х годах 20-го века и затем были вытеснены реляционными моделями данных. В настоящее время иерархическая и структурная модели используются не для работы с данными, а со знаниями.

Рис.2.4. Графическое изображение сетевой структуры

Реляционная модель данных

В реляционной модели данные представлены в виде набора таблиц. Структура базы данных определяется установлением связей между таблицами с помощью так называемых индексов или ключей.

Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

- каждый элемент таблицы – один элемент данных;

- все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д) и длину;

- каждый столбец имеет уникальное имя;

- одинаковые строки в таблице отсутствуют;

- порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Пример реляционной таблицы (информация о товарах):

№ п/п	Товар	№ накладной	Дата выдачи	К-во, штук	Поставщик	Покупатель
	Видеоплаты		10.10.04		ООО «Кристалл	ООО«Комп»
	Мониторы		12.10.04		ООО «Украина»	ООО«Комп»
	Процессоры		12.10.04		ООО «Украина»	ООО«Комп»

Поле (столбец), каждое значение которого однозначно определяет соответствующую запись (строку, кортеж), называется простым ключом или просто ключом (ключевым полем). В показанном выше примере ключом является порядковый номер записи. В качестве ключа могут служить такие показатели, как номер приказа или номер накладной (на одном и том же предприятии). Если записи однозначно определяются не одним полем, а несколькими, то набор этих полей образует составной ключ. Например, в качестве составного ключа может быть использована фамилия, имя и отчество сотрудника вместе с адресом (такой набор уникален для каждого человека).

Чтобы связать две таблицы в базе данных, необходимо ключ из первой таблицы включить (в качестве дополнительного поля) также и во вторую таблицу, или, наоборот, ключ из второй таблицы добавить в первую.

Ключи являются принципиально необходимыми элементами баз данных, отличающих их от таблиц (создаваемых, например, средствами Excel). С помощью ключей организуются связи между таблицами, обработка данных, запросы, модификация таблиц, быстрое создание новых, более удобных для решения текущих задач таблиц и многое другое.

Ключи используются во всех реляционных СУБД, к наиболее распространенным из которых относятся Oracle, Informix, Access.

Дата добавления: 2014-12-16