Сетевая модель данных
Существуют приложения, в которых требуется реализовать отображение M:N. Например организация управления на основе сетевых графиков. Модель носит название сетевой. Снимается ограничение о наличии у каждого элемента не более одного исходного. Допускаются произвольные связи между элементами. Модель реализуется с помощью сетевых файлов.
При введении избыточности за счет многократного повторения некоторых записей сетевые структуры могут быть сведены к иерархическим.
В сетевых файлах довольно часто приходится именовать связь или сопровождать ей дополнительными данными, называемыми данными пересечения записей, соединяемых этой связью. Элементы данных представляются в виде записей и связей.
Логическая структура данных употребляется по отношению к группе сегментов, к которой может иметь доступ отдельная прикладная программа. С точки зрения прикладной программы логическая структура данных и является базой данных.
Пример: записи, представляющие поставщиков и детали.
В дополнение к этим типам записей вводится третий тип записи, связующей. Экземпляр связующей записи представляет связь между одним поставщиком и одной деталью (поставку). Запись содержит данные, описывающие эту связь (количество поставляемых деталей).
Все экземпляры связующей записи, соответствующие одному поставщику, помещаются в цепочку, начинающуюся заканчивающуюся этим поставщиком. Аналогично для детали. Каждый экземпляр связующей записи, т. о., связан точно с двумя цепочками – цепочкой поставщика и цепочкой детали. Можно представить в таком виде и иерархическую модель. Но внутренняя структура сетевого файла более сложна.
В подъязыке данных теперь кроме операторов GU (GET NEXT FOR WHERE) должен быть оператор GET SUPERIOR FOR, чтобы получить уникальную исходную запись в цепи определённого связующего экземпляра.
Обработка записей БД сводится к действиям со связующей записью.
Реляционная модель данных
Реляционные базы данных
Реляционный подход к описанию структур данных основывается на использовании для их описания языка предикатов, или произвольных (n-местных) отношений. Имеются в виду отношения между элементарными данными. Любое подобное отношение может быть представлено двумерной таблицей.
На этой таблице представлено отношение с именем А над элементарными данными a, b, c, …, x. Каждая строка таблицы представляет собой набор значений этих данных, находящихся между собой в данном отношении (отношение А для них истинно). Строки таблицы принято называть картежами, а столбцы – доменами (атрибутами). Если количество столбцов (длина картежей) равно m, то говорят, что отношение А имеет степень m или m-местным (m-арным) отношением.
Считая кортежи отдельными записями, легко представить заданное отношение в виде простейшего последовательного файла.
Главная идея реляционного подхода состоит в том, чтобы представлять произвольные структуры данных в виде совокупностей отношений (таблиц). Процесс такого представления называется нормализацией, а само представление – реляционной структурой. Если на отношения реляционной структуры не накладывается никаких ограничений, кроме отсутствия одинаковых строк в таблице, то она представлена в первой нормальной форме. Можно провести нормализацию любого иерархического файла, записями которого являются элементарные данные. Для этого достаточно размножить узлы.
Если записи сами представляют собой иерархические структуры, то тот же процесс размножения узлов можно применить и к ним. В результате файл будет приведён к виду плоской таблицы.
В случае сетевых структур они приводятся сначала к иерархической, а затем к реляционной форме. Эти приемы нормализации приводят к большой избыточности в логическом представлении данных. Кроме того, актуализация таких отношений может привести к аномалиям манипулирования, когда происходит разрушение (или потеря) данных. Результатом нормализации является отношение высокой степени. Процесс нормализации продолжается расщеплением сложных (многоместных) отношений на более простые.
Имеются СУБД с программными средствами ведения словаря. Такие системы называются системами с интегрированным словарем данных. Системы, которые не имеют средств ведения словаря и включают специальные пакеты ведения словаря, называются системами с независимым словарём.
Нормализация отношений