Типы моделей баз данных

Для хранения информации могут использоваться 3 типа моделей:

1. Иерархическая модель (файловая система).

2. Сетевая (Интернет)

3. Реляционная (таблицы с полями ключей).

Иерархическая модель (файловые системы)

Историческим шагом создания в совершенствовании файловых систем явился переход к использованию централизованных систем управления файлами. С точки зрения прикладной программы файл - это именованная область внешней памяти, в которую можно записывать и из которой можно считывать данные. Правила именования файлов, способ доступа к данным, хранящимся в файле и структура этих данных зависят от конкретной системы управления файлами и от типа файла. Система управления файлами берет на себя распределение внешней памяти, отображение имен файлов в соответствующие адреса во внешней памяти и обеспечение доступа к данным.

Первая развитая файловая система была разработана фирмой IBM (1960–е годы). Для создания адресности в файловых системах используется структура – каталоги. Возможны два варианта. Первый - каждый архив файлов целиком располагался на одном дисковом пакете (или логическом диске, разделе физического дискового пакета, представляемом с помощью средств операционной системы как отдельный диск). В этом случае полное имя файла начинается с имени дискового устройства, на котором установлен соответствующий диск.

Этот вариант создает изолированную файловую систему (файловая система фирмы DEC –для персональных компьютеров). Второй вариант – централизованный. Имя задается как совокупность каталогов и файлов и формируется как единое дерево. Полное имя файла начинается с имени корневого каталога (имя диска учитывается по умолчанию). Сама система, выполняя поиск файла по его имени, и если необходимо, запрашивает установку других дисков. Во многом, централизованные файловые системы удобнее изолированных, потому что система управления файлами принимает на себя больше рутинной работы. Но в таких системах возникают существенные проблемы, если требуется перенести поддерево файловой системы на другую вычислительную установку. Компромиссное решение применено в файловых системах ОС UNIX. На базовом уровне в этих файловых системах поддерживаются изолированные архивы файлов. Один из этих архивов объявляется корневой файловой системой.

Файлы применяются для хранения текстовых данных: документов, текстов программ и т.д. и обеспечивают хранение слабо структурированной информации.

Примером иерархической модели является дерево каталогов и файлов в ОС DOS (команда Alt + F10), в ОС Windows (программа «Проводник»), административные схемы предприятий и т. д..

Сетевая модель

Сетевая модель базы данных похожа на иерархическую. Она имеет те же основные составляющие (узел, уровень, связь), однако характер их отношений принципиально иной. В сетевой модели принята свободная связь между элементами разных уровней. В качестве примера на рис. 1 представлена схема распределения преподавателей, предметов и студенческих групп. Видно, что один преподаватель может преподавать в нескольких группах и что один и тот же предмет могут вести разные преподаватели.

По сетевой модели построен Internet, создаются графики выполнения различных работ по нескольким ветвям.

Реляционная модель

Термин «реляционный» (от латинского relatio — отношение) указывает, прежде всего, на то, что такая модель хранения данных построена на взаимоотношении составляющих ее частей. В простейшем случае она представляет собой двухмерный массив или двухмерную таблицу, а при создании сложных информационных моделей составит совокупность взаимосвязанных таблиц.

В табл. 1, даны сведения о студентах факультета (фамилия, имя, отчество, год рождения, группа, номер личного дела). Каждая строка такой таблицы называется записью. Каждый столбец в такой таблице называется полем. На основании этой таблицы можно создать базу данных студентов с названием «Факультет».

Таблица 1.

Группа	№ личного дела	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения
1ж	1	Коноплев	Михаил	Александрович	13.10.80
2ж	2	Украинская	Татьяна	Леонидовна	24.08.81
3ж	3	Иванова	Елена	Сергеевна	14.02.81
4ж	4	Фонарева	Анастасия	Александровна	11.11.80

Реляционная модель данных имеет следующие свойства:

• Каждый элемент таблицы — один элемент данных.

• Все столбцы в таблице являются однородными, т. е. имеют один тип (числа, текст, дата и т. д.).

• Каждый столбец (поле) имеет уникальное имя.

• Одинаковые строки (записи) в таблице отсутствуют.

• Порядок следования строк в таблице может быть произвольным и может характеризоваться количеством полей (столбцов), количеством записей (строк), типом данных(численных, текстовых, логических, графических, др.).

Реляционная модель данных, как правило, состоит из нескольких таблиц, которые связываются между собой ключами.

Реляционная База данных или система управления базами данных, данные в которой хранятся в таблицах (то есть, в строках и столбцах). Для задания отношений между таблицами в реляционных базах данных используются соответствующие друг другу столбцы различных таблиц. Как правило, в реляционных базах данных каждый вид данных содержится только в одном месте, что делает такие системы очень эффективными и снижает количество ошибок при вводе данных.