Сетевая модель данных

Сетевая модель

Структура называется сетевой, если в отношениях между данными порожденный элемент имеет более одного исходного. В сетевой структуре при тех же основных понятиях (уровень, узел, связь) каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

В сетевой модели данных понятия главного и подчиненных объектов несколько расширены. Любой объект может быть и главным и подчиненным (в сетевой модели главный объект  обозначается термином «владелец набора», а подчиненный - термином «член набора»). Один и  тот же объект может одновременно выступать и в роли владельца, и в роли члена набора. Это означает, что каждый объект может участвовать в любом числе взаимосвязей. Схема сетевой модели приведена на рис.

Рис. Схема сетевой модели данных.

Примером сложной сетевой структуры может служить структура базы. данных, содержащей 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.

Реляционная модель данных

Реляционная модель данных является совокупностью взаимосвязанных двумерных таблиц - объектов модели.

 

Понятие "реляционный" (англ. relation - отношение) связано с разработками известного американского специалиста в области систем баз данных -  Е. Кодда.

Таблицы служат основными структурными элементами баз данных. Таблица состоит из строк и столбцов, содержащих хранимые дан­ные. Строки таблицы соответствуют записям базы данных.

Например, реляционной таблицей можно представить информацию о студентах, обучающихся в вузе (рис.).

№ личного дела	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения	Группа
16493	Сергеев	Петр	Михайлович	01.01.76	111
16593	Петрова	Анна	Владимировна	15.03.75	112
16693	Анохин	Андрей	Борисович	14.04.76	111

 

Рис. 1.10. Пример реляционной таблицы

Связи между двумя логически связанными таблицами в реляционной модели устанавливаются по равенству значений одинаковых атрибутов этих таблиц.

Одним из основных преимуществ реляционной моде­ли является ее однородность. Все данные рассматрива­ются как хранимые в таблицах, в которых каждая стро­ка имеет один и тот же формат

Модель предъявляет к таблицам следующие требования:

1. Данные в ячейках таблицы должны быть структур­но неделимыми. Каждая ячейка может содержать только одну порцию данных. Это свойство часто определяется как принцип информационной неделимости. Недопусти­мо, чтобы в ячейке таблицы реляционной модели содер­жалось более одной порции данных, что иногда называ­ется информационным кодированием.

2. Данные в одном столбце должны быть одного типа.

3. Каждый столбец должен быть уникальным (недопу­стимы дублирования столбцов).

4. Столбцы и строки размещаются в таблице в произвольном порядке.

5. Столбцы имеют уникальные наименования.

Основными понятиями реляционных БД являются: «первичный ключ», «внешний ключ», «тип данных», «домен», «схема отношения», «схема БД», «кортеж», «отношение».

Первичный ключ — это столбец или некоторое под­множество столбцов, которое уникально, т.е. единствен­ным образом определяет строки. Первичный ключ, кото­рый включает более одного столбца, называется множе­ственным или комбинированным, или составным. Осталь­ные ключи, которые также можно использовать в каче­стве первичных, называются потенциальными или аль­тернативными ключами.

Внешний ключ — это столбец или подмножество одной таблицы, который может служит в качестве первичного ключа для другой таблицы. Внешний ключ таблицы яв­ляется ссылкой на первичный ключ другой таблицы. Пра­вило целостности объектов утверждает, что первичный ключ не может быть полностью или частично пустым, т.е. иметь значение null. Правило ссылочной целостности гла­сит, что внешний ключ может быть либо пустым, либо соответствовать значению первичного ключа, на который он ссылается.

экзем­пляр». Иногда схему отношения называют заголовком отношения, а отношение как набор кортежей — телом отношения.

Отношения представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют, записям(кортежам), а столбцы – полям, атрибутам отношений (доменам).

В примере, показанном на рис. 1.10, ключевым полем таблицы является "№ личного дела".

Между двумя реляционными таблицами могут быть сформированы связи. Различные таблицы, могут быть связаны между собой через общее поле данных.

На рис. показан пример реляционной модели, построенной на основе отношений: СТУДЕНТ, СЕССИЯ, СТИПЕНДИЯ.

Рис 1.11. Пример реляционной модели

Таблица СТУДЕНТ имеет поля: Номер, Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения, Группа;

СЕССИЯ - Номер, Оценка 1, Оценка 2, Оценка 3, Оценка 4, Результат;

СТИПЕНДИЯ - Результат, Процент.

Таблицы СТУДЕНТ И СЕССИЯ имеют совпадающие ключи (Номер), что дает возможность легко организовать связь между ними. Таблица СЕССИЯ имеет первичный ключ Номер и содержит внешний ключ Результат, который обеспечивает ее связь с таблицей СТИПЕНДИЯ.

Благодаря имеющимся связям достигаются следующие преимущества:

1. Удается избежать дублирования информации. Все необходимые данные можно хранить только в одной таблице. Так, например, нет необходимости в таблице СЕССИЯ хранить номер группы каждого студента, сдающего экзамены, достаточно задать связь с таблицей СТУДЕНТ.

2. В реляционных базах данных легко производить изменения. Если в таблице СЕССИЯ изменить какие-нибудь значения, то правильная информация автоматически будет связана с другими таблицами, ссылающимися на первую (например, таблица СТИПЕНДИЯ).

3. В нереляционных базах данных сложно передать все имеющиеся зависимости, т.е. связать друг с другом данные из различных таблиц. Реляционная база данных выполняет все эти действия автоматически.

4. В реляционных базах данных удается легко избежать установления ошибочных связей между различными таблицами данных, а необходимый объем памяти сокращен до минимума.