Модели представления данных

Данные, хранимые в БД, имеют определённую логическую структуру, т.е. описывается некоторой моделью представления данных, которая поддерживается СУБД.

Основные модели данных: сетевые, иерархические и реляционные. Кроме того, в последнее время стали использоваться следующие модели: постреляционная, многомерная и объектно-реляционная. Разрабатываются также всевозможные системы, основанные на других моделях данных, расширяющие известные модели. К их числу можно отнести семантические, концептуальные, для интеграции базы знаний, БД и ЯП. В некоторых СУБД поддерживаются одновременно несколько моделей данных.

В иерархическоймодели данных связи между данными можно описать с помощью упорядоченного графа или дерева. Каждый из «типов» дерева состоит из корневого «типа» и упорядоченного набора подчиненных «типов».

Корневой «тип» - тип, который имеет подчиненные типы и сам не является подтипом.

Подчиненный тип – потомок корневого типа, который выступает в роли своего предка.

Достоинства:

- удобно для работы с упорядоченной информацией;

- эффективное использование памяти в ЭВМ и неплохие показатели времени выполнения основных операций над данными.

Недостатки:

- модели достаточно громоздки для обработки информации с достаточно большой логической связью;

- сложна для понимания обычного пользователя.

Сетевая модель данных позволяет отображать разнообразные связи элементов данных в виде произвольного графа, обобщая тем самым иерархическую модель.

Сетевая состоит из записей и набора связей. Если в иерархической структуре запись потомка могла иметь только одну запись предка, то в сетевой структуре может иметь любое число (свободный родитель).

Достоинства: предоставляют большие возможности в смысле организации произвольных связей.

Недостатки: высокая сложность и жесткость схемы БД, сложность в понимании и выполнении обработки информации.

Реляционная модель предложена была в 1980 году Эдгаром Экодомом и основывается на понятии отношения – множество элементов, называемых кортежами. Наглядной формой представления отношений является двумерная таблица.

Таблица имеет строки – записи. Каждая строка имеет одинаковую структуру и состоит из полей. Строкам соответствуют кортежи, а столбцы – атрибуты отношений.

Для того, чтобы описать более сложную логическую структуру применяют связывание таблиц.

Достоинства: простота, удобство физической реализации, понятность, легко дополнять простыми отношениями.

Недостатки: стандартных средств идентификации отдельных записей, сложность описания иерархических и сетевых связей.

Реляционная модель данных в некоторой предметной области представляет собой набор отношений изменяющихся во времени. При создании ИС совокупность отношений позволяет хранить данные об объектах предметной области и моделировать связи между ними.

Сущность – есть объект любой природы, данные о котором хранятся в отношении.

Атрибут – свойство, характеризующее сущность.

В структуре таблицы каждый атрибут именуется и ему в соответствие ставится заголовок столбца.

Домен – множество всех возможных значений атрибута отношений.

Схема отношения – список имен атрибутов.

Ключ отношения – атрибут отношения, однозначно идентифицирующий каждый из его кортежей. Он может быть составным,т.е. состоять из нескольких атрибутов. Если выбранный ключ состоит из минимально необходимого набора атрибутов, то говорят, что он является не избыточным. Ключи используются для:

1. Исключения дублирования значения ключевых атрибутов.

2. Упорядочивание кортежей.

3. Ускорения работы с кортежами отношения.

4. Организации связывания таблицы.

Пусть в отношении RI имеется ключевой атрибут A, значение которого является значением ключевого атрибута B другого отношения RII. Тогда говорят, что атрибут A отношения RI – внешний ключ. С помощью внешних ключей устанавливаются связи между отношениями.