Модели баз данных

Модели баз данных

Сложность базы данных определяется объемом и структурой информации.

Организация данных в БД требует предварительного моделирования, т.е. построения логической модели.

Логическая модель – это модель, которая предназначена для систематизации (упорядочения) разнообразной информации, выявление ее свойств по структуре, объему, связям, динамике с учетом удовлетворения информационных потребностей пользователей.

При построении логической модели выявляются объекты, процессы или сущности предметной области. Например, объектами могут быть предприятия, вкладчики, банки и т.д. Затем для каждого объекта выделяется набор характеризующих его свойств. Так, для вкладчика (физического лица)-это фамилия, имя, отчество, адрес, паспортные данные, место работы, вид и сумма вклада и т.д. Для организации, например, - наименование, адрес, расчетный счет, название банка и т.д.

Содержание информации в БД связано не только с предметной областью, но и с интенсивностью работы с различными видами информации.

Большинство пользователей работают не в целой модели данных, а только в ее части. Например, бухгалтера не будут интересовать данные о вкладчиках банка. Поэтому должна быть возможность выделения части данных (подмодели).

Т.е. подмодель можно рассматривать как ограничение общей модели до уровня интересов конечного пользователя.

Автоматизацию работы базы данных обеспечивает СУБД. При построении логической модели выбирается один из трех подходов моделирования: иерархический, сетевой или реляционный.

Иерархическая модель имеет структуру в виде дерева, в каждую вершину которого (кроме первой) входит только одна дуга, а из любой вершины (кроме последних) может исходить любое количество дуг. Т.е. подчиненный элемент данных всегда связан с одним исходным.

Достоинство такой модели заключается в простоте представления предметной области, наглядности, удобстве анализа.

Недостатки состоят в сложности добавления новых и удалении существующих записей, громоздкость описания, иногда дублированием информации.

Например, фрагмент иерархической модели данных:

Сетевая модель основана на представлении информации в виде графа, в котором в каждую вершину может входить (и исходить) любое число дуг.

По сравнению с иерархической моделью сетевая модель обладает следующими преимуществами: возможностью отобразить взаимоотношения между объектами предметной области, непосредственный доступ к любой вершине сети. Но с ростом объема информации невозможно достичь полной независимости данных и становится сложно описывать и анализировать данные.

И иерархическая, и сетевая модели достаточно просты, однако они имеют общий недостаток. Для того, чтобы выполнить простой запрос или выборку, необходимо написать программу, которая просматривала базу данных, двигаясь по указателям от одной записи к другой. Написание программы занимало много времени, что иногда необходимость в данных отпадала. Поэтому в 80-х гг. ХХв. произошел переход к реляционным базам данных.

В реляционной модели вся информация представляется в виде совокупности таблиц, над которыми выполняются операции. Таблицы состоят из строк и столбцов. Строки – это записи, а столбцы (поля) представляют структуру таблицы.

Реляционная модель обладает следующими достоинствами: наглядность представления данных, простота изменения и доступа к данным.

Чтобы ссылаться на строки вводится понятие «ключевое поле». Это столбец, значения которого во всех строках разные.

Ключевое поле

ВУЗ

Место расположения

ДГИНХ

Количество студентов

ДГУ

г.Махачкала

г.Махачкала

МГУ им.Ломоносова

10000

… .

г.Москва

20000

40000

Подавляющее большинство СУБД, ориентированных на ЭВМ, являются системами, построенными на основе реляционной модели данных. Их называют реляционными СУБД.

Привязку логической модели к программным и техническим средствам называют физической моделью базы данных.