2. Виды моделей данных

Ядром любой базы данных является модель данных.

Модель данных - совокупность структур данных и операций их обработки.

Известны такие модели данных:

иерархическая модель;

сетевая модель;

реляционная модель.

Первоначально наибольшее распространение получила иерархическая модель данных.

Иерархическая структура представляет совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам. Объекты, связанные иерархическими соотношениями, образуют ориентированный граф (перевернутое дерево), вид которого представлен на рис. 2.

Уровень 1 А

Уровень 2 В1 В2 В3 В4

Уровень 3 С1 С2 С3 С4 С5 С6 С7 С8 С9

Рис. 2

К основным понятиям иерархической структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь.

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, находящимся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень дерева), 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 базы данных существует только один (иерарх-ический) путь от корневой записи. Например, для записи С4 путь проходит через А и В2. На рис. 3 представлен пример иерархической структуры.

Факультет (специальность, название, начальник)

071900

РЭО

Гимбицкий В.А.

Группа (номер, староста)

47 Филипов И.И. 46 Семеж В.И. 97 Корнев В.П.

Студент (номер зачетной книжки, фамилия, имя, отчество

98755 98695 98697

Сидоров Черников Дроздов

Андрей . . . Анатолий Константин

Петрович Иванович Иванович

Рис. 3

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

Примером сложной сетевой структуры может быть структура базы данных, содержащих сведения о курсантах участвующих в НИР. Возможно участие одного курсанта в нескольких НИР, а также участие нескольких курсантов в разработке одной НИР.

98755 98695 98697

Сидоров Черников Дроздов

41 42 43

Работа (шифр, руководитель,

область)

1006 1009 1010

Баженов А.В. Курляндчик А.П. Закалюжный В.В.

Вычис.тех-ка Оптика Механика

В основе реляционной модели данных (от англ. relation- отношение) лежит понятие отношение между объектами предметной области, а сами отношения представлены таблицами. База данных при этом являет собой совокупность таблиц.

Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.

Реляционной таблицей можно представить информацию о студентах, обучающихся в ВУЗе.

Таблица «Студент»

№ зачетки	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения	Группа
1645	Сергеев	Петр	Михайлович	01.01.76	111
1646	Петров	Иван	Васильевич	08.02.76	112
1686	Анохин	Андрей	Борисович	14.04.76	111

Кортеж

Таблица «Сессия»

	№ зачетки		Математика	Физика	Информатика	Результат
1645		5		5	5	15
1646		5		4	5	14
1686		4		4	4	12

Атрибут отношения (домен, поле) Значение атрибута

Таблица «Стипендия»

Результат	Процент
15	100
14	95
13	90
12	85

Отношения представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют кортежам или записям, а столбцы - атрибутам отношений, доменам, полям.

Поле, каждое значение которого однозначно определяет соответствующую запись, называется простым ключом (ключевым полем). Если записи однозначно определяются значением нескольких полей, то такая таблица данных имеет составной ключ. В таблице студент, ключевым полем является номер зачетки.

Чтобы связать две реляционные таблицы, необходимо ключ первой таблицы ввести в состав ключа второй таблицы (возможно совпадение ключей); в противном случае нужно ввести в структуру первой таблицы внешний ключ - ключ второй таблицы.

Пример реляционной модели составленной на основе отношений: студент, сессия, результат представления на рис. .

Студент Стипендия

(номер) (результат)

(Номер) (Результат)

Сессия

(номер)

(результат)

Таблицы Студент и Сессия имеют совпадающие ключи (номер), что дает возможность легко организовать связь между ними. Таблица Сессия имеет первичный ключ номер и содержит внешний ключ Результат, который обеспечивает ее связь с таблицей Стипендия.

Таким образом, Реляционная База данных это совокупность отношений, содержащих всю информацию, которая должна хранится в базе данных.

Последнее десятилетие ознаменовало собой триумф реляционной модели данных. На фоне этого, сетевая модель применяется лишь изредка, а иерархическая модель практически «канула в лету».