Моделі організації даних

Набір принципів, що визначають організацію логічної структури зберігання даних в базі, отримав назву моделі даних. Моделі баз даних визначаються трьома компонентами:

• — Допустимою організацією даних;
• — Обмеженнями цілісності;
• — Безліччю допустимих операцій.

У теорії систем управління базами даних виділяють моделі чотирьох основних типів: ієрархічну, мережеву, реляційну і об'єктно-реляційну.

Термінологічної основою для ієрархічної та мережної моделей є поняття: атрибут, агрегат та запис. Під атрибутом (елементом даних) розуміється найменша пойменована структурна одиниця даних. Пойменоване безліч атрибутів може утворювати агрегат даних. У деяких випадках окремо взятий агрегат може складатися з безлічі екземплярів однотипних даних, або, як ще кажуть, бути множинним елементом. Нарешті, записом називають складовою агрегат, який не входить до складу інших агрегатів. В ієрархічній моделі всі записи, агрегати і атрибути бази даних утворюють ієрархічно організований набір, тобто таку структуру, в якій всі елементи пов’язані відносинами підпорядкованості, і при цьому будь-який елемент може підкорятися тільки одному якомусь іншому елементу. Таку форму залежності зручно зображувати за допомогою деревоподібного графа (схеми, що складається з точок і стрілок, яка зв’язна і не має циклів). Приклад ієрархічної структури бази даних наведено на рис. 1.

Рис. 1. Схема ієрархічної моделі даних

Типовим представником сімейства баз даних, заснованих на ієрархічній моделі, є Information Management System (IMS) фірми IBM, перша версія якої з’явилася в 1968 р.

Концепція мережевої моделі даних пов’язана з ім'ям Ч. Бахмана. Мережевий підхід до організації даних є розширенням ієрархічного. В ієрархічних структурах запис-нащадок повинна мати в точності одного предка; в мережевій структурі даних нащадок може мати будь-яке число предків (рис. 2).

Мережева БД складається з набору записів і набору зв’язків між цими записами, точніше, з набору екземплярів записів заданих типів (з допустимого набору типів) і набору екземплярів із заданого набору типів зв’язку. Прикладом системи управління даними з мережевою організацією є Integrated Database Management System (IDMS) компанії Cullinet Software Inc., розроблена в середині 70-х років. Вона призначена для використання на «великих» обчислювальних машинах. Архітектура системи заснована на пропозиціях Data Base Task Group (DBTG), Conference on Data Systems Languages (CODASYL), організації, відповідальної за визначення стандартів мови програмування Кобол.

Серед достоїнств систем управління даними, заснованих на ієрархічній або мережевий моделях, можуть бути названі їх компактність і, як правило, високу швидкодію, а серед недоліків — неуніверсальність, високий ступінь залежності від конкретних даних.