3 . Моделі організації даних

Модель даних - це набір принципів, що визначають організацію логічної структури зберігання даних у базі. Моделі визначаються трьома компонентами:

1. припустимою організацією даних;

2. обмеженнями цілісності;

3. безліччю припустимих операцій.

У теорії СУБД виділяють моделі 3-х основних типів: А) ієрархічну, Б) мережну, В) реляційну.

Термінологічною основою для моделей А и Б є поняття атрибут, агрегат, запис. Під атрибутом тут розуміється найменша пойменована структурна одиниця даних. Агрегат - це пойменована безліч атрибутів. У деяких випадках окремо взятий агрегат може складатися з безлічі екземплярів однотипних даних, або, як ще говорять, бути множинним елементом. Запис у СУБД типу А и Б - це складений агрегат, що не входить до складу інших агрегатів.

В ієрархічній моделі всі записи, агрегати й атрибути БД утворюють ієрархічно організований набір, тобто таку структуру, у якій всі елементи зв'язані відносинами підпорядкованості, і при цьому будь-який елемент може підкорятися тільки одному якому-небудь іншому елементу(рис. 2)

Рис. 2

Таку форму залежності зручно зображувати за допомогою деревоподібного графа. Схема зв'язна й не має циклів. Типовий представник БД на ієрархічній моделі - система IMS (Information Management System) фірми IBM (1968 р.).

М ережний підхід до організації є розширенням ієрархічного. У мережній

Рис.3.

структурі запис - нащадок може мати будь-яке число предків (рис. 3).

Мережна БД складається з набору екземплярів записів заданих типів (із припустимого набору типів) і набору екземплярів із заданого набору типів зв'язку. Приклад: система IDMS компанії Cullinet (середина 70- х років). Достоїнства моделей А і Б : компактність і висока швидкодія. Недоліки - неуніверсальність, високий ступінь залежності від конкретних даних.

У реляційной моделі об'єкти й взаємозв'язки між ними представляються за допомогою таблиць (рис. 4).

Рис. 4

Д ля її формального визначення використається фундаментальне поняття відносини (relation-англ.). Якщо задані довільні кінцеві безлічі Д_1, Д_2,...,Д_n, те

декартовим добутком цих безлічей Д₁* Д₂ *....* Д_n називається безліч усіляких наборів виду (₁ , ₁ ,₂ ,……_n), де _I  Д_i . Відношенням R, певним на безлічах Д_1, Д_2,...,Д_n називається- підмножина декартова добутку Д₁* Д₂ *....* Д_n. При цьому безлічі Д_1, Д_2,...,Д_n називаються доменами відносини (альтернативна назва - поля), а елементи декартова добутку- кортежами відносини (запису). Число n визначає ступінь відносини, а кількість кортежів - його потужність.

У реляційной БД кожна таблиця повинна мати первинний ключ (ключовий елемент) - поле (або комбінацію полів), що єдиним образом ідентифікує кожний рядок у таблиці (наприклад, номер запису).

Важливою перевагою реляційної моделі є те, що в її рамках дії над даними можуть бути зведені до операцій реляційної алгебри, які виконуються над відносинами: об'єднання, перетинання, вирахування, декартов добуток, вибірка, проекція, з'єднання, розподіл.

Достоїнство реляційної моделі - її простота. Саме ця модель покладена в основу більшості реально працюючих СУБД.