Модели данных.
Модель данных — это определение объектов, операторов и прочих элементов, в совокупности составляющих абстрактную машину доступа к данным, с которой взаимодействует пользователь. Таким образом, конкретная модель данных отражает структуру данных и способы взаимодействия с ними.
Каждая БД и СУБД строится на основе некоторой явной или неявной модели данных. Все СУБД, построенные на одной и той же модели данных, относят к одному типу.
Наиболее известными являются модели данных:
Иерархическая модель
Сетевая модель
Реляционная модель
Объектно-ориентированная модель
В иерархической модели связи между данными можно описать в виде упорядоченного графа (или дерева).
Иерархическая база данных представляет собой упорядоченную совокупность экземпляров данных типа «дерево», содержащих экземпляры типа «запись». Поля записей хранят собственно числовые или символьные значения, составляющие основное содержание базы данных.
Основное правило контроля целостности формулируется следующим образом: потомок не может существовать без родителя, а у некоторых родителей может не быть потомков.
К достоинствам иерархической модели относятся эффективное использование памяти ЭВМ и неплохие показатели времени выполнения основных операций над данными. Иерархическая модель удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией.
Недостатком является громоздкость иерархической модели для обработки информации с достаточно сложными логическими связями, а также сложность понимания для обычного пользователя.
Можно сказать, что иерархической БД является файловая система, состоящая из корневой директории, в которой имеется иерархия поддиректорий и файлов.
Сетевая модель данных позволяет отображать различные взаимосвязи элементов в виде произвольного графа, обобщая тем самым иерархическую модель. Сетевая БД состоит из набора записей и связей. Особых ограничений на связи не накладывается.
Достоинства: эффективное использование памяти, скорость. В сравнении с иерархической моделью сетевая модель предоставляет большие возможности в смысле допустимости образования произвольных связей.
Недостатки сетевой модели: высокая сложность и жёсткость схемы базы данных, построенной на основе, а также слабый контроль целостности вследствие допустимости установления произвольных связей между записями.
Реляционная модель основывается на понятии отношение. Отношение представляет собой множество элементов, называемых кортежами. Наглядной формой представления отношения является привычная двумерная таблица. Таблица имеет строки (записи) и столбцы (колонки). Достоинства: простота, понятность и удобство. Недостатки: неэффективное использование памяти, меньшая скорость сложность описания иерархических и сетевых связей.
Объектно-ориентированная модель. В объектно-ориентированной модели при представлении данных имеется возможность идентифицировать отдельные записи базы данных. Между записями базы данных и функциями их обработки устанавливаются взаимосвязи с помощью механизмов, подобных соответствующим средствам в объектно-ориентированных языках программирования.
Структура объектно-ориентированной базы данных представима в виде дерева, узлами которого являются объекты. Свойства объектов описываются некоторым стандартным типом или типом, конструируемым пользователем (определяется как class).
Каждый объект – экземпляр класса принадлежит своему классу и имеет одного родителя. Родовые отношения в базе данных образуют связную иерархию объектов.
Основным достоинством объектно-ориентированной модели в сравнении с реляционной является возможность отображения информации о сложных взаимосвязях объектов. Объектно-ориентированная модель позволяет идентифицировать отдельную запись базы данных и определять функции их обработки.
Недостатками являются высокая понятийная сложность, неудобство обработки данных и низкая скорость выполнения запросов.