данных, хранилища данных и витрины данных (data marts).
Создав наглядную модель базы данных, можно оптимизировать структуру БД и добиться её полного соответствия требованиям и задачам организации. Визуальное моделирование повышает качество создаваемой базы данных, продуктивность и скорость её разработки. На сайте Interface Ltd. (www.interface.ru) доступна для загрузки демонстрационная версия AllFusion ERwin Data Modeler, которая представляет собой полнофункциональную версию, ограниченную по времени.
6.2. Модели данных
Ранние СУБД были основаны, в основном, на следующих моделях данных (начиная с 1968 года):
1)иерархические модели (древовидные),
2)сетевые модели (графовые).
Затем возникли СУБД, основанные на реляционной модели данных. Реляционная модель предложена Коддом (Codd) в 1970 году. В настоящее время реляционные СУБД и их модификации составляют основу рынка. Дальнейшие исследования ведутся в направлении сочетания в той или иной степени реляционной модели, объектно-ориентированного программирования и интернет-технологий.
Примечание. Строго говоря, понятие модели данных появилось позже разработки ранних СУБД вместе с развитием реляционного подхода, широко применяемого в настоящее время. Абстрактное представление о моделях данных ранних систем появилось на основе сравнительного анализа и выявления общих признаков у различных СУБД, имеющихся к моменту развития реляционного подхода
6.2.1. Иерархическая модель данных
Наиболее известным и распространенным представителем иерархических СУБД является Information Management System (IMS) фирмы IBM. Первая версия системы появилась в 1968 году. Система до сих пор эксплуатируется, что создает существенные проблемы с переходом как на новую технологию БД, так и на новую технику.
Иерархическая БД (рис. 6.4) состоит из упорядоченного набора структур записей. Каждая структура имеет вид дерева. Вершины дерева называются узлами. Один из узлов, который находится на самом верху иерархии, называется корнем. Остальные узлы называются потомками и связаны так, что каждый узел имеет предка. Узлы, не имеющие потомков, называются листьями. Все экземпляры узла-потомка, имеющие общего предка, называются близнецами.
Примерами типичных операторов манипулирования иерархически организованными данными могут быть следующие:
найти указанное дерево БД (например, плановый отдел);
перейти от одного дерева к другому;
перейти от одного узла к другому внутри дерева (например, от отдела – к первому сотруднику);
перейти от одного узла к другому в порядке обхода иерархии;
вставить новую запись (экземпляр узла) в указанную позицию;
удалить текущую запись.
Поддерживается ограничение целостности в следующей формулировке: никакой потомок не может существовать без своего родителя. Однако аналогичное ограничение целостности по ссылкам между узлами, не входящими в одно дерево, не поддерживается.
Рис. 6.4.: Пример одного из деревьев базы медицинских данных
Примечание.
Больница(Код больницы, Название, Адрес, Телефон, Число коек) Лаборатория(№ лаборатории, Название, Адрес, Телефон) Палата(Код палаты, Название, Число коек)
Персонал(№ табельный, ФИО, Должность, Смена, Зарплата)
Пациент(№ регистрационный, № койки, ФИО, Адрес, Дата рождения, Пол) Врач(№ табельный, ФИО, Специальность)
Достоинства иерархической модели:
простота и естественность представления (по крайней мере, экономических) данных;
минимальный расход памяти по сравнению с другими моделями.
Недостатки иерархической модели:
сложность отображения связей многие-ко-многим (когда, например, каждый сотрудник может работать во многих отделах и в каждом отделе может работать много сотрудников) без увеличения избыточности;
сложность включения информации о новых объектах и удаления устаревших данных;
доступ к данным возможен только через корень дерева, что может значительно увеличить время поиска данных для некоторых запросов.
6.2.2. Сетевая модель данных
Отличие сетевой модели (рис. 6.5) от иерархической заключается в том, что в сетевой структуре любой элемент данных может быть связан с любым другим, то есть иерархическая модель является разновидностью сетевой.
Различают простую и сложную сетевую структуру. В простой сетевой структуре между исходным и порожденными узлами реализуется связь один-ко-многим (когда, например, каждый сотрудник может работать в одном отделе и в каждом отделе может работать много сотрудников). Сложной сетевой структурой называют такую схему, в которой присутствует хотя бы одна связь многие-ко-многим.