1. 2. Модели данных

Центральным понятием в области баз данных является понятие модели данных. Модель данных является ядром любой базы данных.

Модель данных – совокупность структур данных и операций их обработки.

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

Среди множества моделей данных выделим иерархические, сетевые, реляционные и комбинированные модели данных.

1.2.1. Иерархическая модель данных

Иерархическая модель данных является наиболее простой. Исторически она появилась первой и именно эту модель поддерживает первая из зарегистрированных про­мышленных СУБД IMS фирмы IBM.

Появление иерархической модели связано с тем, что в реальном мире очень мно­гие связи соответствуют иерархии, когда один объект выступает как родитель­ский, а с ним может быть связано множество подчиненных объектов. Иерархия проста и естественна в отображении взаимосвязи между объектами.

Иерархическая структура представляет совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам.

Объекты, связанные иерархическими отношениями образуют ориентированный граф, вид которого представлен на рис. 1.

Уровень 1 А

Уровень 2 В1 В2 В3

Уровень 3 С1 С2 С3 С4

Уровень 4 D1 D2 D3 D4 D5 D6 …….

…………

Рис. 1. Графическое изображение иерархической структуры БД.

К основным понятиям иерархической структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь.

Узел – это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящемся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину, не подчиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и т.д. уровнях.

К каждой записи БД существует только один (иерархический) путь от корневой записи. Например, как видно из рис.2.1. для записи Д5 путь проходит через записи А, В2 и С4.

Примерами иерархических моделей данных являются всевозможные классификаторы, функциональные структуры управления, различные организации, учебные заведения и т.д.

1.2.2. Сетевая модель данных

Стандарт сетевой модели впервые был определен в 1975 году организацией CODASYL (Conference of Data System Languages), которая определила базовые понятия модели и формальный язык описания.

В сетевой структуре при тех же основных понятиях (уровень, узел, связь) каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

Графическое изображение сетевой структуры может быть представлено в виде рис.2.

А В

С D Е

F G L

Рис.2 Сетевая модель данных

В качестве примера сетевой модели можно привести структуру, содержащую сведения о студентах, участвующих в НИРС. Возможно участие одного студента в нескольких НИРС, а также участие нескольких студентов в разработке одной НИРС. Другой пример сетевой модели это ситуация, описывающая изучение студентами различных дисциплин, читаемых различными преподавателями.

Иерархические и сетевые модели данных относятся к так называемым теоретико-графовым моделям.