Виды моделей бд

Ядром любой базы данных является модель данных. Модель данных – совокупность структур данных и операций их обработки.

СУБД основывается на использовании иерархической, сетевой или реляционной модели, на комбинации этих моделей или на некотором их подмножестве.

Иерархическая модель данных.

К основным понятиям иерархической структуры относятся: узел, уровень, элемент, связь. Узел – это совокупность атрибутов, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. 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 (первом) уровне (рис. 4.1):

Рис. 4.1. Иерархическая модель данных

Пример иерархической структуры: каждый студент учится в определенной (только одной) группе, которая относится к определенному (только одному) факультету (рис. 4.2):

Рис. 4.2. Пример иерархической структуры

Сетевая модель данных.

В сетевой структуре каждый элемент может быть связан с любым другим элементом:

Рис. 4.3. Сетевая модель данных

Пример сетевой структуры: база данных, содержащая сведения о студентах, участвующих в научно-исследовательских работах (НИРС). Возможно участие одного студента в нескольких НИРС, а также участие нескольких студентов в разработке одной НИРС (рис. 4.4):

Рис. 4.4. Пример сетевой структуры

Реляционная модель данных

Ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица (отношение) обладает следующими свойствами:

- каждый элемент таблицы – один элемент данных;

- все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д.) и длину;

- каждый столбец имеет уникальное имя;

- одинаковые строки в таблице отсутствуют;

- порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Пример: реляционной таблицей можно представить информацию о студентах, обучающихся в вузе (таблица):

Пример реляционной структуры

№ зачетной книжки	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения	Группа
155125	Сергеев	Петр	Михайлович	1996	720581
154652	Петрова	Анна	Владимировна	31.12.1996	720591
178535	Анохин	Андрей	Борисович	20.06.1996	720682

В настоящее время наибольшее распространение получили СУБД, реализующие именно реляционную модель данных, например, Microsoft Access.

Кроме этого также выделяют многомерные СУБД. Многомерная СУБД – одна из моделей организации системы управления БД, основанная на многомерном представлении данных.

Многомерные базы данных отличаются от реляционных прежде всего трехмерностью – поддержкой неограниченного числа значений в поле, и находят свое применение там, где необходима эффективная и простая работа с большими массивами символьной информации. В многомерных СУБД данные организованы в виде упорядоченных многомерных массивов, удовлетворяющих требованиям защиты от несанкционированного доступа в организации. Они обеспечивают более быструю реакцию на запросы данных за счет того, что обращения поступают к относительно небольшим блокам данных, необходимых для конкретной группы пользователей. Для достижения сравнимой производительности реляционные системы требуют тщательной проработки схемы базы данных, определения способов индексации и специальной настройки. Ограничения SQL остаются реальностью, что не позволяет реализовать в реляционных СУБД многие встроенные функции, легко обеспечиваемые в системах основанных на многомерном представлении данных.

Рис. 4.5. Пример трехмерной модели