- •Тема. Модели данных
- •2.1. Трехуровневая модель организации баз данных
- •1. Иерархическая модель
- •2. Сетевая модель
- •3. Реляционная модель
- •3.1. Основные понятия реляционной модели данных
- •Одна запись главной таблицы может быть связана с одной или несколькими записями подчиненной таблицы. При этом значения первичного ключа уникальны, а внешнего – могут повторяться.
- •Нужно связать таблицы клиенты и заказы. Поле «Код клиента» таблицы клиенты является первичным ключом, а таблицы заказы – внешним.
- •3.3. Операции реляционной алгебры
- •3.4. Достоинства и недостатки реляционной модели данных
- •4. Постреляционная модель
- •5. Объектно-ориентированная и объектно-реляционная модели
- •6. Многомерная модель
3.4. Достоинства и недостатки реляционной модели данных
Главные достоинства реляционной модели данных – она проста для понимания, наглядна и имеет строгое математическое обоснование.
Недостатки следующие:
реляционная модель данных не допускает представления объектов со сложной структурой, поскольку в ее рамках возможно моделирование лишь с помощью двумерных таблиц;
данные об объектах содержатся, как правило, во многих таблицах. Соответственно, извлечение информации о каждом таком объекте требует выполнения многих операций соединения с помощью первичных и внешних ключей, что значительно замедляет обработку данных.
В последнее время активно используются при разработке БД данных такие модели, как постреляционная, объектно-ориентированная, объектно-реляционная и многомерная модели.
4. Постреляционная модель
Постреляционная модель данных в общем случае представляет собой расширенную реляционную модель, снимающую ограничение неделимости значений полей.
То есть, допускаются многозначные поля, значения которых состоят из подзначений. Пример постреляционной модели – таблица, представляющая собой совокупность данных связанных реляционных таблиц КЛИЕНТЫ и ЗАКАЗЫ.
Код клиента |
Номер заказа |
Клиент |
Адрес |
Дата заказа |
Вес заказа |
АА |
1021 |
БГЭУ |
Минск, пр. Партизанский, 26 |
01.02.06 |
100 |
1023 |
20.03.06 |
120 |
|||
АБ |
1020 |
Сименс |
Мюнхен, ул. Лейбница, 8 |
01.02.06 |
100 |
1024 |
28.05.06 |
600 |
|||
АС |
1022 |
Атлант |
Минск, пр. Победителей, 61 |
12.02.06 |
300 |
Достоинства постреляционной модели данных:
возможность представления связанных реляционных таблиц одной постреляционнной таблицей. Это обеспечивает высокую наглядность представления данных и повышение эффективности их обработки;
отсутствие ограничений на длину полей и их количество в записях таблицы.
Недостаток постреляционнной модели – сложность в обеспечении целостности данных.
5. Объектно-ориентированная и объектно-реляционная модели
Объектно-ориентированная и объектно-реляционная модели используются для преодоления ограниченных возможностей реляционной модели по хранению и обработке сложных объектов, как, н-р, документ, звук, видео, графическое изображение и др.
Объектно-ориентированная модель представляет структуру, которую можно изобразить графически в виде дерева, узлами которого являются объекты.
Каждый объект характеризуется уникальным идентификатором, состоянием и поведением. Состояние объекта определяется множеством значений его атрибутов. Поведение объекта описывают методы, называемые процедурами. То есть, составной частью описания объекта являются процедуры, способные производить действия над атрибутами объекта в случае наступления тех или иных событий.
Объекты могут объединяться в классы. Экземпляры одного класса отличаются лишь значениями своих свойств, но не своими методами. Методы устанавливаются при определении класса.
Для выполнения действий над объектами применяются объектно-ориентированные механизмы – наследование, инкапсуляция, полиморфизм.
Суть наследования состоит в том, что на основе существующего класса можно образовать новый класс объектов, который будет наследовать свойства родительского класса.
Доступ к данным осуществляется только лишь в соответствии с правилами поведения объекта, описываемыми методами (инкапсуляция).
Полиморфизм – способность объектов по-разному реагировать на одно и тоже событие в окружающем мире. Полиморфизм используется для унификации обработки разнородных объектов. Н–р, метод «Печать результата» может быть определен для многих классов объектов, но работать по-разному, в зависимости от класса, к которому он применяется.
Основным достоинством ООМД является способность отображать информацию о сложных объектах с исчерпывающим описанием взаимосвязей между ними и их динамического поведения. Эта модель обычно применяется для сложных предметных областей, при моделировании которых не хватает функциональности реляционной модели (н-р, систем автоматизации проектирования, издательских систем и т.п.).
Недостаток ООМД – сложность понятийного аппарата, что усложняет ее применение и отрицательно сказывается на накоплении опыта создания и эксплуатации объектно-ориентированных БД.
Объектно-реляционная модель данных является гибридной моделью, сочетающей возможности реляционной модели с объектными свойствами данных.
1. Объекты, видимые на внешнем интерфейсе, отображаются в таблицы поддерживающей реляционной БД. И наоборот, объекты воспроизводятся из их представления в табличной среде хранения, когда они запрашиваются пользователями или приложениями (гибридный подход).
Такой подход был популярен в конце 80-х гг. и воплотился в программных продуктах для автоматизации программирования (CASE), для автоматизации проектирования (CAD), в репозитариях (БД, предназначенных для хранения не пользовательских, а системных данных).
2. Внутренние реляционные механизмы СУБД управления данными расширяются объектно-ориентированными возможностями (расширенный реляционный подход).
Этот подход технологически более продвинутый и предпочитаемый в настоящее время большинством разработчиков реляционных СУБД. Он воплотился в 1996-1997 гг. в ряде объектно-реляционных серверов БД.
Отличительная особенность объектно-реляционной модели от ООМД состоит в том, что она основана на стратегии реляционной модели. О включении объектов в реляционную модель можно говорить на данном этапе только как об общем направлении развития баз данных.