4.2. Модели организации данных

Логическую структуру данных, хранимых в базе, называют моделью представления данных. К традиционным моделям представления данных (моделям данных) относятся иерархическая, сетевая и реляционная.

Соответственно, по используемой модели данных СУ БД разделяют на иерархические, сетевые, реляционные, объектно-ориентированные и др.

Некоторые СУБД могут одновременно поддерживать несколько моделей данных.

В иерархической модели объекты предметной области и отношения между ними представляются наборами данных, которые можно описать с помощью упорядоченного (с указанием направления) графа (дерева). Каждому конкретному объекту сопоставляется запись (соответствующая узлу графа), составленная из упорядоченного набора чисел и строк символов, а также явных указателей (содержащих адреса) на другие записи. Отношения между записями называются отношениями типа «предок-потомок». Для чтения записей требуется перемещение по записям на одну запись вверх, вниз и в сторону (соответствующие записи на диске находятся рядом).

Пример. Объект «Отдел» является предком для объектов «Начальник» и «Сотрудники», которые являются его потомками.

Среди достоинств модели - простота и наглядность; среди недостатков – громоздкость описания отношений, отличающихся от иерархических, а также информационная избыточность.

Сетевая модель является расширением иерархической модели путем дополнения горизонтальных связей. Она позволяет отображать разнообразные взаимосвязи элементов данных в виде произвольного графа. Сетевая База данных состоит из набора записей и набора соответствующих связей. Если в иерархических структурах запись-потомок могла иметь только одну запись-предка, то в сетевой модели данных запись-потомок может иметь произвольное число записей-предков.

В сравнении с иерархической моделью сетевая модель предоставляет возможность непосредственного доступа к любой вершине сети (без указания других вершин).

Недостатком сетевой модели данных является высокая сложность и жесткость схемы БД, построенной на ее основе, а также сложность ее понимания обычным пользователем. Системы на основе сетевой модели не получили широкого распро­странения на практике.

Реляционная модель данных наиболее распространена в настоящее время модель. В ней все данные записываются в виде простейших прямоугольных таблиц. Большим преимуществом модели является возможность использования точных математических методов манипулирования данными (и прежде всего аппарата реляционной алгебры и исчисления отношений). К достоинствам модели можно отнести также наглядность, простоту изменения данных и организации разграничения доступа к ним.

Недостатками реляционной модели являются: отсутствие стандартных средств идентификации отдельных за­писей и сложность описания иерархических и сетевых связей.

Кроме вышеназванных моделей, появились и активно внедряются на практике следующие модели данных: постреляционная; многомерная; объектно-ориентированная.

Постреляционная модель представляет собой расширение реляционной модели. В ней допускаются многозначные поля, значения которых состоят из подзначений (например, самостоятельная таблица, встроенная в основную таблицу). Преимущество – возможность представления совокупности связанных таблиц одной постреляционной таблицей.

Многомерные системы позволяют оперативно обрабатывать информацию для проведения анализа и принятия решений. Пример: объем продаж, определяемый комбинацией временного измерения (Месяц продаж), модели автомобиля и имени менеджера. Модель является узкоспециализированной. Недостатком модели является ее громоздкость в случае простейших оперативных задач.

В рамках объектно-ориентированной модели каждый объект хранит внутри себя запись данных а также набор процедур, с помощью которых можно получить доступ к данным или изменить их.