2.2. Иерархическая модель данных

Иерархическая структура представляет собой совокупность элементов, связанных между собой так, что они образуют ориентированный граф¹⁾ (или перевернутое дерево), вид которого представлен на следующем рисунке:

Рис. . Иерархическая модель данных.

К основным понятиям иерархической структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь. Узел - это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме узлы представлены вершинами графа.

Узлы дерева связываются между собой с помощью связей, изображаемых стрелками. Связи представляются ребрами (дугами) ориентированного графа.

Узлы принадлежат тому или иному уровню. 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 уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и т.д. уровнях. Количество деревьев в базе данных определяется числом корневых записей.

К каждой записи базы данных существует только один (иерархический) путь от корневой записи.

Пример иерархической структуры базы данных.

Для рассматриваемого примера такая структура правомерна, так как каждый студент учится только в одной определенной группе, которая относится только к одному определенному факультету.

2.3. Сетевая модель данных

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

На следующем рисунке изображена сетевая структура базы данных в виде графа:

Рис. . Графическое изображение сетевой структуры.

П римером сложной сетевой структуры может служить структура базы данных, содержащая сведения о студентах, посещающих спортивные секции. Возможно посещение нескольких секций одним студентом, а также посещение несколькими студентами одной секции. Графическое изображение такой сетевой структуры, состоящей только из двух типов записей, приведено на следующем рисунке:

Рис. . Графическое изображение сетевой структуры

2.4. Реляционная модель данных

Понятие реляционный (англ. relation - отношение) связано с разработками известного американского специалиста в области систем баз данных Е. Кодда.

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

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц, называемых реляционными таблицами. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

• каждый элемент таблицы - один элемент данных;

• все элементы в столбце таблицы имеют одинаковый тип (числовой, символьный, дата и т.д.) и одинаковую длину;

• каждый столбец имеет уникальное имя;

• одинаковые строки в таблице отсутствуют;

• порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Пример реляционной таблицы:

№ личного дела	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения	Группа
971112	Серова	Валентина	Олеговна	22.05.1970	11
971322	Капралов	Роман	Иванович	31.12.1969	13
972221	Сорокин	Петр	Петрович	12.03.1970	15

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

Поле, каждое значение которого однозначно определяет запись, называется ключевым полем (или простым ключом).

Если записи однозначно определяются значениями нескольких полей, то говорят, что такая таблица базы данных имеет составной ключ

В приведенном выше примере ключевым полем (простым ключом) является поле "№ личного дела".

Информация о предметной области может быть представлена в виде нескольких взаимосвязанных таблиц.

Чтобы связать две реляционные таблицы, необходимо ключ первой таблицы ввести в состав ключа второй таблицы (возможно совпадение ключей). Если этого сделать нельзя, то нужно в структуру первой таблицы ввести внешний ключ - ключ второй таблицы.

Рассмотрим отношения:

СТУДЕНТ(Номер_зачетки, Фамилия, Имя, Отчество, Пол, Дата_рождения, Группа);

СЕССИЯ(Номер_зачетки, Оценка1, Оценка2, Оценка№, Оценка4, Результат);

СТИПЕНДИЯ(Результат, Сумма).

Соответствующие эти отношениям таблицы СТУДЕНТ и СЕССИЯ имеют совпадающие ключи (Номер_зачетки), что дает возможность легко организовать связи между ними. Таблица СЕССИЯ имеет первичный ключ Номер_зачетки и содержит внешний ключ Результат, который обеспечивает ее связь с таблицей СТИПЕНДИЯ.