MODELE BAZ DANYCH
Model bazy danych -
pod tym terminem kryje się zbiór zasad, którymi należy się posługiwać podczas tworzenia bazy danych. W modelu danych określa się reguły, zgodnie z którymi dane umieszcza się w strukturach. Określane są również dozwolone operacje. Definiuje się strukturę danych poprzez specyfikację reprezentacji dozwolonych w modelu obiektów (encji) oraz ich związków. W informatyce wyróżniamy główne modele baz danych:
· hierarchiczny model danych
· relacyjny model danych
· grafowy model danych
· obiektowy model danych
· sieci semantyczne
Hierarchiczny model danych jest pewnym rozszerzeniem modelu prostego, opartego na rekordach składających się z pól i zgrupowanych w plikach. W schemacie hierarchicznym wprowadza się typy rekordów i związki nadrzędny-podrzędny pomiędzy nimi.
Typ rekordu
to nazwana struktura danych, złożona ze zbioru nazwanych pól; każde
pole służy do zapisu pojedynczego atrybutu obiektu opisywanego przez rekord, i
charakteryzuje się określonym typem danych, np. liczba całkowita, napis, data,
itp. Na ogół jedno z pól danego typu rekordu wyróżnia się jako klucz,
tj. unikalny identyfikator rekordu wśród rekordów danego typu (często
przydzielany dość arbitralnie, podobnie jak np. nr albumu ucznia lub nr PESEL w
ewidencji ludności) oraz zakłada się uporządkowanie rekordów wg. wartości
jednego z pól (zwykle klucza, choć niekoniecznie).
Relacja nadrzędny-podrzędny:
typy rekordów tworzą strukturę drzewa, tj. każdy typ rekordu (z wyjątkiem najwyższego w hierarchii, tzw. korzenia -- root) związany jest z dokładnie jednym typem nadrzędnym. Zarazem każdy określony rekord typu podrzędnego jest związany z określonym rekordem właściwego typu nadrzędnego.
Typowe operacje na danych w tym modelu to wyszukiwanie rekordów określonego typu, podrzędnych względem danego rekordu, i spełniających warunki dotyczące zawartości określonych pól; usuwanie lub dodawanie rekordów i edycja ich pól. Realizowane są poprzez funkcje lub procedury pisane w językach programowania o charakterze zazwyczaj proceduralnym, np. C.
Sieciowy model danych w ogólnym zarysie niewiele odbiega od hierarchicznego. W miejsce związku nadrzędny-podrzędny pomiędzy rekordami wprowadza się w nim tzw. typ kolekcji (set), który jest złożonym typem danych pola zawierającym odniesienia do innych rekordów określonego typu. Tzn. określenie typu kolekcji polega na podaniu typu rekordu-,,właściciela'' i typu rekordów-elementów kolekcji (oraz ew. klucza porządkowania elementów). Operowanie danymi ma też charakter proceduralny: typowe operacje to wyszukiwanie rekordu na podstawie zawartości pól i/lub przynależności do danego wystąpienia typu kolekcji, i dokonywanie modyfikacji bieżącego rekordu.
Warunki integralności danych, poza oczywistymi już więzami dotyczącymi zgodności zawartości pól rekordu z określeniem typu rekordu i unikalności pól kluczowych, mogą być formułowane w terminach wymogu przynależności rekordu do jakiegoś wystąpienia określonego typu kolekcji.
Relacyjny model danych (RDBMS)
Model relacyjny to model baz danych oparty na postulatach relacyjności. Twórcą teorii relacyjncyh baz danych jest nieżyjący już Edgar F. Codd. Postulaty te zostały opublikowane po raz pierwszy w A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks.
Dane w modelu relacyjnym są reprezentowane jako zbiór krotek, w szczególności w znormalizowanych bazach danych wszystkie one są unikalne i nie gra roli ich kolejność, a dostęp do nich jest realizowany za pomocą algebry relacji - czyli dostep do danych definiujemy poprzez operatory relacyjne takie jak: rzutowanie, selekcja, złączenie, suma, różnica, produkt kartezjański . Ograniczenie redundancji danych dokonuje się w procesie przejścia do kolejnych postaci normalnych. Zbiory danych powiązane są logicznie za pomocą encji. W ten sposób uniezależnia się widziany przez użytkownika obraz bazy danych od jej postaci fizycznej.
Na modelu relacyjnym oparta jest relacyjna baza danych (RDBMS ang. Relational Database Management Systems) - baza danych, w której dane są przedstawione w postaci relacyjnej, gdzie relacja reprezentowana jest przez tablicę (tablica=relacja, stąd nazwa) a tablice są pewnym zbiorem rekordów o identycznej strukturze i wewnętrznie powiązanych za pomocą związków zachodzących pomiędzy danymi. Powoduje to ułatwienie zarządzania bazą danych w stosunku do tradycyjnego podejścia, gdzie dane są przechowywane w postaci strumienia.