4. Иерархическая модель

Иерархическая модель позволяет строить базы данных с древовидной структурой, где каждый узел содержит свой тип данных (сущность). На верхнем уровне дерева в этой модели имеется один узел – корень, на следующем уровне располагаются узлы, связанные с этим корнем, затем узлы, связанные с узлами предыдущего уровня и т.д.

При этом каждый узел может иметь только одного предка (рис. изменить).

Поиск данных в иерархической системе всегда начинается с корня. Затем производится спуск с одного уровня дерева на другой, пока не будет достигнут искомый уровень. Перемещение по системе от одной записи к другой осуществляется с помощью ссылок.

Основные достоинства иерархической модели – простота описания иерархических структур реального мира и быстрое выполнение запросов. Недостаток: не всегда удобно каждый раз начинать поиск нужных данных с корня, а другого способа перемещения по базе в таких структурах нет.

Пример:

5. Сетевая модель

Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического. В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка; в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков. В сетевой модели (по крайней мере, теоретически) возможны связи «всех со всеми».

Сетевая БД состоит из набора записей и набора связей между этими записями.

Пример:

Студент:

Ф.И.О., группа

Работа: руководитель

Ф.И.О., предмет

Возможно участие одного студента в нескольких НИР, а также нескольких студентов в разработке одной НИР.

ДОСТОИНСТВА	1. Навигация по связанным данным, что является отличительной особенностью СМД;
	2. Использование множественных типов данных для описания атрибутов информационных объектов (записей), что позволяет создавать информационные структуры табличной формы;
	3. Адекватно отражает инфологические схемы сложных предметных областей.
НЕДОСТАТОК	невозможно использовать различные прикладные информационные системы для одинакового описания данных в сетевой организации.

6. Реляционная модель

Реляционная модель данных некоторой предметной области представляет собой набор отношений, изменяющихся во времени.

Элементы РМД и их представления:

1. Отношение– двумерная таблица, содержащая некоторые данные.

2. Схемаотношения– строка заголовка таблицы.

3. Атрибут– заголовок столбца таблицы (поле).

4. Кортеж– строка таблицы (запись).

5. Домен– столбец таблицы, со значениями соответствующего атрибута.

6. Первичный ключ – один или несколько атрибутов.

7. Тип данных – тип значений элементов таблицы.

Общий вид отношения в реляционной модели.

ОТНОШЕНИЕ

ЗАГОЛОВОК ОТНОШЕНИЯ
А1	…		А3	…	A7	…	Аn
ТЕЛО ОТНОШЕНИЯ
V1	…	V3		…	V7	…	Vn
к	о	р		т	е	ж
V1i	…	V3i		…	V7i	…	Vni

Ai - атрибуты, Vi - значения атрибутов

Заголовок отношениясостоит из фиксированного множества атрибутов А₁, А₂, …, А_n. Между этими атрибутами Аi и определяющими их доменами Di существует взаимно однозначное соответствие.

Тело отношениясостоит из меняющегося во времени множества кортежей. Никакие два кортежа отношения не могут быть дубликатами друг друга в любой произвольно-заданный момент времени. Порядок размещения кортежей в отношении не существует.

Степень отношения– это число его атрибутов.

Кардинальное числоилимощность отношения– это число его кортежей. Кардинальное число отношения изменяется во времени в отличие от его степени.

Если R – отношение с атрибутами A1, A2, ..., An, то множество атрибутов K = (Ai, Aj, ..., Ak) отношения R является возможным ключом R тогда и только тогда, когда удовлетворяются два независимых от времени условия: уникальность и минимальность.

Уникальность: в произвольный заданный момент времени никакие два различных кортежа R не имеют одного и того же значения для Ai, Aj, ..., Ak.

Минимальность: ни один из атрибутовAi, Aj, ..., Akне может быть исключен изKбез нарушения уникальности.