 |
|
Типи моделі даних СУБД. Представлення концептуальної моделі
Мережева модель даних - одна з найбільш ранніх моделей даних СУБД. Пов’язана з Комітетом CODASYL (Conference of Data System Languages), що є стандартизуючим органом в системі БД. Структура даних визначається в термінах попереднього розділу. Реалізація групових відношень здійснюється з використанням спеціально виділених додаткових полів - покажчиків, які встановлюють зв’язки між власником і членом групового відношення.
Якщо один із варіантів встановлення зв’язку один до одного очевидний, то можливість представлення зв’язків 1 до N, M до N є проблематичною. Це пояснює введення додаткового типу записів і відповідного файлу.
Приклад (для типу зв’язків M до N) У модель вводиться додаткова група, при цьому елементи цього запису є покажчиками на дві вихідні групи, а покажчики - на екземпляри даного додаткового запису, що зв’язують їх у ланцюг, що відповідає M або N - членам групового відношення. Представлення простіших зв’язків здійснюються аналогічно вищенаведеному.
Група може бути членом більше ніж одного групового відношення, при цьому вводиться кілька груп покажчиків, тоді множина записів груп утворює граф загального типу, вершинами якого є групи, дугами (направлені від власника до члена) - зв’язка між групами.
Ця модель даних є найзагальнішою з потужностями і властивостями, які можна отримати для будь-яких випадків. До недоліків належить складність отриманої концептуальної схеми і трудомісткість розуміння цих схем зовнішніми користувачами.
Найбільш істотний недолік моделі - «жорсткість» отриманої концептуальної схеми. При появі нових аспектів використання цих же данних може виникнути необхідність зміни структури БД, введення нових покажчиків, переформатування всієї БД.
Розглянемо приклад запису частини ER-діаграми в термінах мережевої СУБД. розглянемо екземпляри сутностей «СТУДЕНТ» і «ФАКУЛЬТЕТ». Нехай студенти Іванов, Петров, Мішин вчаться на факультеті МВК, Сидоров і Кащенко - на механіко-математичному факультеті. Відзначимо, що в додатковому файлі відсутній подальший зв’язок з одним із елементів.
СУБД, що підтримують цю модель, широко використовуються (IDMS, UniBank та інші їхні аналоги). Прикладом є db_Vista III, реалізована мовою C, тому є мобільною і може бути перенесена на будь-яку платформу.
Ієрархічна модель даних - частковий випадок мережевої моделі, в якій, на відміну від мережевої, існує ряд особливостей:
1) групові відношення є відношеннями підпорядкованості (вихідна група - предок, підпорядковані - нащадком);
2) групові стосунки утворюють ієрархічну структуру, яка можна описати як орієнтований граф: має вершину, відповідну групі (корінь), в яку не входе жодне ребро; в решту вершин входить лише одне ребро; група не має циклів;
3) може існувати декілька дерев.
Операція завжди починає пошук з кореневої вершини, що є перевагою. Програми, що реалізовують операції з цією моделлю, є істотно простішими. СУБД з цією структурою досить широко використовувались в обчислювальних комп’ютерах. Прикладами є СУБД «Ока», «Кама», що широко використовувалися в СРСР і пізніше перетворилися на ІНЕС.
Враховуючи відзначені попередні недоліки, сформулюємо вимоги до моделі даних: зрозуміла користувачеві без особливих навичок програмування, а поява нових аспектів використання даних і необхідність введення нових зв’язків не повинні призводити до реструктуризації моделі даних.
Реляційна (таблична) модель даних відповідає вищезгаданим вимогам. Основне використовуване поняття - відношення, що представляється у вигляді таблиці. Стовбці відповідають атрибутам сутності. Кожен атрибут може приймати певну множину значень, яка називається доменом. Рядок таблиці з певними значеннями полів - кортеж. Поля таблиці вважаються елементарними та неподільними. Поняття «таблиця» відповідає поняттю «файл моделі даних».
Первинний ключ - мінімальний набір атрибутів, однозначно ідентифікуючий кортеж у відношенні. Перший спосіб представлення - таблиці, відповідні групам, додаються стовбці ключових полів другого члена відношення (через ключові атрибути). Другий - групові відношення визначаються через додаткову таблицю, стовбцями якої є члени груп.
Розглянемо зразок створення ER-діаграми в реляційній моделі даних (мал.5.2)
Схема відношення R - перелік імен атрибутів відношення, що відповідає стовбцям таблиці із зазначенням доменів цих атрибутів і відповідають таблиці. Сукупність схем відношень, що використовують для представлення концептуальної моделі - схема реляційної бази даних, а поточні їхні значення - реляційні БД.
Недолік реляційної моделі: дублювання інформації при представленні зв’язків.
Розглянемо сутність «УСПІШНІСТЬ СТУДЕНТІВ» з атрибутами «Кількість 2», «Кількість 3», «Кількість 4», «Кількість 5». Якщо використовувати реляційну модель, необхідно вводити таблицю для кожного курсу і кожного року. Тому для цього використовують багатовимірну модель даних - використання технології OLAP (On-line Analytical Processing). Багатовимірність позначає багатовимірне логічне представлення в структурі інформації, не пов’язане з багатовимірністю.
Кожна грань куба є розмірністю. Основними поняттями є вимір та комірка.
Вимір - впорядкований набір значень, що приймається конкретним параметром, відповідно одній з граней гіперкуба. Комірка - поле, відповідне атрибуту сутності, значення якого однозначно визначається фіксованим набором параметрів.