Модели данных

Центральным понятием в области баз данных является понятие модели данных. Модель данных является ядром любой базы данных.

Модель данных — совокупность структур данных и операций их обработки.

Модель данных — это некоторая абстракция, которая, будучи приложима к конкретным данным, позволяет пользователям и разработчикам трактовать их уже как информацию, т.е. сведения, содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними.

В классической теории баз данных, модель данных есть формальная теория представления и обработки данных в системе управления базами данных (СУБД), которая включает, по меньшей мере, три аспекта:

1) аспект структуры: методы описания типов и логических структур данных в базе данных;

2) аспект манипуляции: методы манипулирования данными;

3) аспект целостности: методы описания и поддержки целостности базы данных.

Каждая БД и СУБД строится на основе некоторой явной или неявной модели данных. Все СУБД, построенные на одной и той же модели данных, относят к одному типу. Например, основой реляционных СУБД является реляционная модель данных, сетевых СУБД — сетевая модель данных, иерархических СУБД — иерархическая модель данных и т.д.

Иерархическая модель данных

Иерархическая модель данных — представление базы данных в виде древовидной (иерархической) структуры, состоящей из объектов (данных) различных уровней.

Появление иерархической модели связано с тем, что в реальном мире очень мно­гие связи соответствуют иерархии, когда один объект выступает как родитель­ский, а с ним может быть связано множество подчиненных объектов. Иерархия проста и естественна в отображении взаимосвязи между объектами.

Иерархическая структура представляет совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам.

К основным понятиям иерархической структуры относятся: 

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, находящемся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину, не подчиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и т.д. уровнях.

К каждой записи БД существует только один (иерархический) путь от корневой записи. Например, как видно из рис.2.1. для записи Д5 путь проходит через записи А, В2 и С4.

Примерами иерархических моделей данных являются всевозможные классификаторы, функциональные структуры управления, различные организации, учебные заведения и т.д

Сетевая модель данных

Сетевая модель данных — логическая модель данных, являющаяся расширением иерархического подхода, строгая математическая теория, описывающая структурный аспект, аспект целостности и аспект обработки данных в сетевых базах данных.

В сетевой структуре при тех же основных понятиях (уровень, узел, связь) каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

В качестве примера сетевой модели можно привести структуру, содержащую сведения о студентах, участвующих в НИРС. Возможно участие одного студента в нескольких НИРС, а также участие нескольких студентов в разработке одной НИРС. Другой пример сетевой модели это ситуация, описывающая изучение студентами различных дисциплин, читаемых различными преподавателями.