Типы моделей данных

Итак, первый этап проектирования БД – разработка концептуальной модели данных.

Концептуальная модель базы данных может быть представлена в виде одной из трех моделей: иерархическая, сетевая и реляционная. В данном случае модель – это структура, позволяющая количественно и качественно оценивать организацию хранения и доступа к данным (например, потребность в памяти для хранения данных или число шагов поиска).

Иерархическая модель данных имеет иерархическую структуру, т.е. каждый элемент связан только с одним стоящим выше, но на него могут ссылаться один или несколько стоящих ниже. Основные понятия модели – элемент (узел), уровень, связь. Узел, чаще всего – атрибут (признак), описывающий некоторый объект. Иерархическая модель представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих граф – дерево с иерархической структурой. Такой граф имеет единственную вершину, не подчиненную никакой другой и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Число вершин первого уровня определяет число деревьев в базе данных.

Рис. 6. Иерархическая модель данных

Сетевая модель данных использует те же понятия: узел, уровень и связь. Отличие в том, что в сетевой модели каждый элемент данных (узел) может быть связан с любым другим элементом (узлом). Из теории графов известно, что сетевой граф может быть преобразован в граф-дерево.

Рис. 7. Сетевая модель данных

Реляционная модель данных позволяет любой набор данных представить в виде двумерного массива – таблицы. В простейшем случае реляционная модель описывает единственную таблицу, но чаще – структуру и взаимоотношения нескольких различных таблиц.

Рис. 8. Примеры реляционных моделей данных

Реляционные модели данных, или реляционные базы данных, являются в настоящее время основным способом в проектировании и организации информационных систем в производстве и бизнесе. Это обусловлено тем, что любая другая модель может быть преобразована в реляционную. А для реляционной модели была построена точная математическая модель и создана полная система операций над таблицами. Поэтому в дальнейшем будем рассматривать теоретические основы и практические методы разработки реляционных баз данных.