1.10 Понятие модели данных

Со временем обобщенные структуры данных стали называть моделями данных, т.к. они отражают представление пользователя о данных реального мира.

Модель данных можно определить как интегрированный набор понятий для описания данных, связей между ними и ограничений, накладываемых на данные в соответствии со сферой применения.

Таким образом, любая модель данных содержит три основных компонента:

• структура данных, которая описывает точку зрения пользователя на представление данных;

• набор допустимых операций, выполняемых на структуре данных, что предполагает наличие языка определения данных, описывающего структуру их хранения и языка манипулирования данными, включающего операции извлечения и модификации данных;

• ограничения целостности − механизм поддержания соответствия данных предметной области на основе формально описанных правил.

Категории «данные» и «модель данных» являются основополагающими аспектами в концепции БД. 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. Например, основой реляционных СУБД является реляционная модель данных, сетевых СУБД - сетевая модель данных и т.д.

Под данными будем понимать набор конкретных значений, параметров, характеризующих объект, условие, ситуацию или любые другие факторы. Данные не обладают определенной структурой, данные становятся информацией тогда, когда пользователь задает им определенную структуру, то есть осознает их смысловое содержание. Поэтому центральным понятием в области БД является понятие модели данных. Однозначного определения модели данных в теории БД не существует, но приведем несколько обобщенных определений.

Модель данных - это некоторая абстракция, которая будучи приложима к конкретным данным, позволяет пользователям и разработчикам трактовать их уже как информацию, то есть сведения, содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними.

Модель данных - это абстрактное, самодостаточное, логическое определение объектов, операторов и прочих элементов, в совокупности составляющих абстрактный механизм доступа к данным, с которым взаимодействует пользователь.

В общепринятой классификации в настоящее время известны следующие модели данных, которые рассмотрены в следующей главе:

• иерархическая,

• сетевая,

• реляционная,

• объектно-реляционная,

• объектно-ориентированная (объектная);

• NO SQL.

В литературе, статьях и в обиходной речи иногда встречается использование термина «модель данных» в смысле «схема базы данных» («модель базы данных»). Такое использование является неверным, на что указывают многие авторитетные специалисты, в том числе К. Дейт, М. Р. Когаловский, С. Д. Кузнецов. Модель данных есть теория, или инструмент моделирования, в то время как модель базы данных (схема базы данных) есть результат моделирования. По выражению К. Дейта соотношение между этими понятиями аналогично соотношению между языком программирования и конкретной программой на этом языке.

Первоначально понятие модели данных употреблялось как синоним структуры данных в конкретной БД. В процессе развития теории систем БД термин «модель данных» приобрел новое содержание. Возникла потребность в термине, который обозначал бы инструмент, а не результат моделирования, и воплощал бы, таким образом, множество всевозможных БД некоторого класса. Во второй половине 1970-х годов во многих публикациях для этих целей стал использоваться все тот же термин «модель данных». В настоящее время в научной литературе термин «модель данных» трактуется в подавляющем большинстве случаев как инструмент моделирования данных в конкретной предметной области.