Виды моделей баз данных: Модели баз данных

Вступление

Модели данных используются, чтобы показать, как данные связаны и хранятся в системе. Модели данных в основном представляют отношения между данными. Модель в основном представляет собой высокоуровневое представление между атрибутами и сущностями. Три основные модели данных в системе управления базами данных — это реляционная, сетевая и иерархическая. Но в настоящее время существует множество моделей данных, которые используются в разных реализациях. здесь мы обсудим различные типы моделей данных в СУБД.

Различные типы моделей данных в СУБД

Используются различные типы моделей данных в СУБД:

• Плоская модель данных
• Модель сущности-отношения
• Модель отношений
• Запись базовой модели
• Модель сети
• Иерархическая модель
• Объектно-ориентированная модель данных
• Модель отношений объекта
• Полуструктурированная модель
• Ассоциативная модель
• Модель данных контекста

Ниже приводится подробное описание вышеуказанных моделей баз данных.

• Плоская модель данных:

Плоская модель данных — это первая введенная традиционная модель данных, в которой данные хранятся в одной плоскости. Это очень старая модель, которая не очень научна.

• Модель данных отношений сущностей:

Структура модели данных отношений сущностей основана на впечатлении от сущностей реального мира и существующих отношений между ними. В процессе проектирования сценария реального мира в модель базы данных наборы сущностей создаются вначале, а затем модель зависит от двух нижеприведенных важных вещей, которые представляют собой сущности, состоящие из атрибутов и отношений, существующих между сущностями. Сущность содержит реальное свойство с именем attribute. Атрибуты определяются набором значений, известных как домены. Например, в офисе сотрудник — это объект, офис — это база данных, идентификатор сотрудника, имя — это атрибуты. Логическая связь между различными объектами известна как отношения между ними.

• Модель реляционных данных:

Наиболее популярной и широко используемой моделью данных является реляционная модель данных. Модель данных позволяет хранить данные в таблицах, называемых отношением. Отношения нормализуются, а нормализованные значения отношений известны как атомарные значения. Каждая из строк отношения называется кортежем, который содержит уникальное значение. Атрибутами являются значения в каждом из столбцов, которые принадлежат одному домену.

• Модель сетевых данных:

В сетевой модели данных все объекты организованы в графических представлениях. На графике может быть несколько частей, в которых можно получить доступ к объектам.

• Иерархическая модель данных:

Иерархическая модель основана на иерархических отношениях родитель-потомок. В этой модели есть один родительский объект с несколькими дочерними объектами. Вверху должна быть только одна сущность, которая называется root. Например, организация является родительской сущностью, называемой root, и имеет несколько дочерних сущностей, таких как клерк, сотрудник и многие другие.

• Объектно-ориентированная модель данных:

Объектно-ориентированная модель данных является одной из наиболее развитых моделей данных, которая содержит видео, графические файлы и аудио. Он состоит из части данных и методов в виде инструкций системы управления базами данных.

• База данных Модель данных:

Модель данных на основе записей используется для определения общего дизайна базы данных. Эта модель данных содержит различные типы типов записей. Каждый из типов записей имеет фиксированную длину и фиксированное количество полей.

• Объектно-реляционная модель данных:

Объектно-реляционная модель данных является мощной моделью данных, но для проектирования объектно-реляционных данных модель очень сложна. Эта модель дает эффективные результаты и широко применяется в огромных приложениях, поэтому некоторую часть проблемы сложности можно игнорировать из-за этого. Он также предлагает такие функции, как работа с другими моделями данных. Используя объектно-реляционную модель данных, мы можем работать и с реляционной моделью.

• Полуструктурированная модель данных:

Полуструктурированная модель данных — это модель данных с самоописанием. Данные, хранящиеся в этой модели, обычно связаны со схемой, которая содержится в свойстве данных, известном как свойство самоописания.

• Ассоциативная модель данных:

Ассоциативная модель данных следует принципу разделения данных между объектами и ассоциацией. Следовательно, модель делит данные для всех сценариев реального мира на сущности и ассоциации.

• Модель данных контекста:

Модели данных контекста очень гибкие, так как содержат набор из нескольких моделей данных. Это набор моделей данных, таких как реляционная модель, сетевая модель, полуструктурированная модель, объектно-ориентированная модель. Таким образом, благодаря универсальному дизайну этой модели базы данных могут быть выполнены различные типы задач. В результате добавлена ​​поддержка различных типов пользователей, которые могут различаться в зависимости от взаимодействия пользователей в базе данных. Модель данных контекста привела к революционным изменениям в отрасли благодаря правильной обработке соответствующих данных. Основная функция моделей данных в системе управления базами данных помогает пользователям использовать и создавать базы данных. Существует несколько типов моделей данных в зависимости от того, какая структура нужна пользователям, и на основании этого мы можем выбирать модели данных в системе управления базами данных.

Вывод — модели данных в СУБД

Моделирование данных — это метод разработки модели данных для хранения данных в базе данных. Это обеспечивает согласованное соглашение об именах и различные другие функции безопасности для поддержания качества данных. Благодаря моделированию данных для таблиц и различных первичных и внешних ключей, а также хранимых процедур в базе данных определяется правильная структура Существует три основных модели моделирования данных: концептуальная, логическая и физическая. Концептуальная модель используется для установления сущностей, атрибутов и отношений. Логическая модель данных должна определять структуру элементов данных и устанавливать отношения между ними. Наконец, физическая модель используется для указания базисно-ориентированной реализации модели. Основным мотивом проектирования модели данных является обеспечение правильного и точного представления объектов, предоставленных функциональной группой. Основным недостатком моделирования базы данных является то, что минимальное изменение в структуре может привести к изменению всего приложения.

Рекомендуемые статьи

Это было руководство по моделям данных в СУБД. Здесь мы обсудили Основные понятия и различные типы моделей данных в СУБД. Вы также можете просмотреть наши другие предлагаемые статьи, чтобы узнать больше —

1. Введение в СУБД
2. Что такое большие данные
3. Преимущества СУБД
4. Вопросы интервью с СУБД
5. Различные операции, связанные с кортежами

Лекция 10, ч.1. Базы данных и их разновидности · Курс лекций «Тестирование програмного обеспечения»

База данных (БД) –это совокупность массивов и файлов данных, организованная по определённым правилам, предусматривающим стандартные принципы описания, хранения и обработки данных независимо от их вида.

Существует огромное количество разновидностей баз данных, отличающихся по различным критериям. Основные из них:

1. Классификация по модели данных

Центральным понятием в области баз данных является понятие модели.

Модель данных — это некоторая абстракция, которая, будучи приложима к конкретным данным, позволяет пользователям и разработчикам трактовать их уже как информацию, то есть сведения, содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними.

Виды:

• Иерархическая.

• Объектная и объектно-ориентированная.

• Объектно-реляционная.

• Реляционная.

• Сетевая.

• Функциональная.

1) Иерархическая база данных – каждый объект, при таком хранение информации, представляется в виде определенной сущности, то есть у этой сущности могут быть дочерние элементы, родительские элементы, а у тех дочерних могут быть еще дочерние элементы, но есть один объект, с которого все начинается. Получается своеобразное дерево. Примером иерархической базы данных может быть документ в формате XML или файловая система компьютера.

Следует сказать, что базы данных подобного вида оптимизированы под чтение информации, то есть базы данных, имеющие иерархическую структуру умеют очень быстро выбирать запрашиваемую информацию и отдавать ее пользователям. Но такая структура не позволяет столь же быстро перебирать информацию. Здесь можно привести первый пример из жизни: компьютер может легко работать с каким-либо конкретным файлом или папкой (которые, по сути, являются объектами иерархической структуры), но проверка компьютера антивирусам осуществляется очень долго. Второй пример – реестр Windows.

На изображении Вы можете увидеть структуру иерархической базы данных. В самом верху находится родитель или корневой элемент, ниже находятся дочерние элементы, элементы находящиеся на одном уровне называются братьями или соседними элементами. Соответственно, чем ниже уровень элемента, тем вложенность этого элемента больше.

Объектные базы данных — это модель работы с объектными данными.

Такая модель баз данных, несмотря на то, что она существует уже много лет, считается новой. И её создание открывает большие перспективы, в связи с тем, что использование объектной модели баз данных легко воспринимается пользователем, так как создается высокий уровень абстракции. Объектная модель идеально подходит для трактовки такого рода объектных данных как изображение, музыка, видео, разного вида текст.

Объектно-ориентированная база данных (ООБД) — база данных, в которой данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов.

Объектно-ориентированные базы данных обычно рекомендованы для тех случаев, когда требуется высокопроизводительная обработка данных, имеющих сложную структуру.

2) Объектно-реляционные СУБД объединяют в себе черты реляционной и объектной моделей. Их возникновение объясняется тем, что реляционные базы данных хорошо работают со встроенными типами данных и гораздо хуже — с пользовательскими, нестандартными. Когда появляется новый важный тип данных, приходится либо включать его поддержку в СУБД, либо заставлять программиста самостоятельно управлять данными в приложении.

Не всякую информацию имеет смысл интерпретировать в виде цепочек символов или цифр. Представим себе музыкальную базу данных. Песню, закодированную в виде аудиофайла, можно поместить в текстовое поле большого размера, но как в таком случае будет ли осуществляться текстовый поиск?

3) Реляционная(или табличная) БД содержит перечень объектов одного типа, т.е. объектов с одинаковым набором свойств.

Такую базу удобно представлять в виде двумерной таблицы (или, чаще всего, нескольких связанных между собой таблиц).

Примером такой таблицы может служить БД «Учащиеся», представляющая собой перечень объектов (учеников), каждый из которых имеет фамилию, имя, отчество, дату рождения, класс, номер личного дела и др.

Столбцы такой таблицы называют полями; каждое поле характеризуется своим именем (названием соответствующего свойства объекта) и типом данных, которые это поле может хранить. Каждое поле обладает определенным набором свойств (размер, формат и т. п.). Т. о., поле БД — это столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства объектов.

Строки таблицы являются записями. Записи разбиты на поля. Каждая строка таблицы содержит запись об одном единственном объекте, включая все его свойства.

В каждой таблице должно быть хотя бы одно ключевое поле, содержимое которого уникально для любой записи в этой таблице. Значения ключевого поля однозначно определяют каждую запись в таблице. В приведенном выше примере ключевым полем может являться поле «Номер личного дела». Очень часто в качестве ключевого поля используется поле, содержащее данные типа счетчик.

4) Сетевые базы данных являются своеобразной модификацией иерархических баз данных. Если Вы внимательно смотрели на изображение выше, то наверняка обратили внимание, что к каждому нижнему элементу идет только одна стрелочка от верхнего элемента. То есть у иерархических баз данных у каждого дочернего элемента может быть только один потомок. Сетевые базы данных отличаются от иерархических тем, что у дочернего элемента может быть несколько предков, то есть элементов стоящих выше него. Для большей наглядности и понимания структуры сетевых баз данных обратите внимание на изображение:

Стоит заметить, что сетевые базы данных обладают примерно теми же характеристиками, что и иерархические базы данных. Но сейчас нас не особо интересуют иерархические и сетевые базы данных, данная тема больше относится к формату XML.

5) Функциональные базы данных используются для решения аналитических задач: финансовое моделирование и управление производительностью. Функциональная база данных или функциональная модель отличается от реляционной модели. Функциональная модель также отличается от других аналогично названных концепций, включая модель функциональной базы данных DAPLEX и базы данных функциональных языков.

Функциональная модель является частью категории оперативной аналитической обработки (OLAP электронной таблице,), поскольку она включает многомерное иерархическое объединение. Но она выходит за рамки OLAP, требуя ориентирования ячейки, подобно тому, где ячейки могут быть введены или рассчитаны как функции других ячеек. Также, как и в электронных таблицах, данная модель поддерживает интерактивные вычисления, в которых значения всех зависимых ячеек автоматически обновляются каждый раз, когда изменяется значение ячейки.

1. Классификация по содержимому

Примеры:

• Географическая.

• Историческая.

• Научная.

• Мультимедийная.

• Клиентская.

  1. Классификация по степени распределённости:

• Централизованная или сосредоточенная (англ. centralized database): БД, которая полностью поддерживается на одном компьютере.

• Распределённая (англ. distributed database): БД, составные части которой размещаются в различных узлах компьютерной сети в соответствии с каким-либо критерием.

• Неоднородная (англ. heterogeneous distributed database): фрагменты распределённой БД в разных узлах сети поддерживаются средствами более одной СУБД.

• Однородная (англ. homogeneous distributed database): фрагменты распределённой БД в разных узлах сети поддерживаются средствами одной и той же СУБД.

• Фрагментированная или секционированная (англ. partitioned database): методом распределения данных является фрагментирование (партиционирование, секционирование), вертикальное или горизонтальное.

• Тиражированная (англ. replicated database): методом распределения данных является тиражирование.

  1. Классификация БД по среде физического хранения:

• БД во вторичной памяти (традиционные): средой постоянного хранения является периферийная энергонезависимая память (вторичная память) — это, как правило, жёсткий диск. В оперативную память СУБД помещает лишь кэш и данные для текущей обработки.

• БД в оперативной памяти (in-memory databases): все данные находятся в оперативной памяти.

• БД в третичной памяти (tertiary databases): средой постоянного хранения является отсоединяемое от сервера устройство массового хранения (третичная память), как правило, на основе магнитных лент или оптических дисков. Во вторичной памяти сервера хранится лишь каталог данных третичной памяти, файловый кэш и данные для текущей обработки; загрузка же самих данных требует специальной процедуры.

SQL — язык структурированных запросов, основной задачей которого является предоставление простого способа считывания и записи информации в базу данных.

Функции языка SQL:

• Организация данных – создание и изменение структуры баз данных.
• Чтение данных.
• Обработка данных – удаление, добавление и корректировка данных.
• Управление доступа к данным – предоставление привилегий (ограничение возможностей) пользователю для чтения и изменения данных.
• Совместное использование данных — координация общего пользования данных многими пользователями.
• Целостность данных – защита данных от разрушения при сбое системы или других обстоятельствах.

Большинство современных СУБД построено на реляционной модели данных. Для получения информации из отношений (таблиц) базы данных в качестве языка манипулирования данными в теоретическом плане используется язык SQL

СУБД — система управления базами данных, совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных

Основные функции СУБД:

• Управление данными во внешней памяти (на дисках).

• Управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша.

• Журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев.

• Поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Каждый столбец в таблице базы данных должен иметь имя и тип данных.

SQL разработчики должны решить, какие типы данных будут храниться внутри каждого столбца таблицы при создании таблицы SQL. Тип данных представляет собой метку и ориентир для SQL, чтобы понять, какой тип данных, как ожидается, внутри каждого столбца, а также определяет, как SQL будут взаимодействовать с хранимыми данными.

В следующей таблице перечислены общие типы данных в SQL:

SQL Data Type — Краткий справочник в разрезе БД

Тем не менее, различные базы данных предлагают различные варианты для определения типа данных.

В следующей таблице приведены некоторые из общих названий типов данных между различными платформами баз данных:

Что такое модель базы данных

Множество других моделей баз данных использовались или используются до сих пор.

Модель перевернутого файла

База данных, построенная с использованием перевернутой файловой структуры, предназначена для облегчения быстрого полнотекстового поиска. В этой модели содержимое данных индексируется как серия ключей в таблице подстановки, значения которой указывают на расположение связанных файлов. Эта структура может обеспечить почти мгновенную отчетность, например, по большим данным и аналитике.

Эта модель используется системой управления базами данных ADABAS компании Software AG с 1970 года и поддерживается до сих пор.

Плоская модель

Плоская модель — это самая ранняя и простая модель данных. Он просто перечисляет все данные в одной таблице, состоящей из столбцов и строк. Чтобы получить доступ к данным или управлять ими, компьютер должен прочитать весь плоский файл в память, что делает эту модель неэффективной для всех наборов данных, кроме самых маленьких.

Многомерная модель

Это разновидность реляционной модели, разработанная для облегчения улучшенной аналитической обработки.В то время как реляционная модель оптимизирована для онлайн-обработки транзакций (OLTP), эта модель предназначена для онлайн-аналитической обработки (OLAP).

Каждая ячейка в базе данных измерений содержит данные об измерениях, отслеживаемых базой данных. Визуально это похоже на набор кубиков, а не на двухмерные таблицы.

Полуструктурированная модель

В этой модели структурные данные, обычно содержащиеся в схеме базы данных, встроены в сами данные. Здесь различие между данными и схемой в лучшем случае нечеткое.Эта модель полезна для описания систем, таких как определенные веб-источники данных, которые мы рассматриваем как базы данных, но не можем ограничить их схемой. Это также полезно для описания взаимодействия между базами данных, которые не придерживаются одной и той же схемы.

Контекстная модель

Эта модель может включать элементы из других моделей баз данных по мере необходимости. Он объединяет элементы объектно-ориентированных, полуструктурированных и сетевых моделей.

Ассоциативная модель

Эта модель разделяет все точки данных в зависимости от того, описывают ли они сущность или ассоциацию.В этой модели сущность — это все, что существует независимо, тогда как ассоциация — это то, что существует только по отношению к чему-то еще.

Ассоциативная модель структурирует данные в два набора:

• Набор элементов, каждый с уникальным идентификатором, именем и типом
• Набор ссылок, каждая с уникальным идентификатором и уникальными идентификаторами источник, глагол и цель. Сохраненный факт имеет отношение к источнику, и каждый из трех идентификаторов может относиться либо к ссылке, либо к элементу.

К другим, менее распространенным моделям баз данных относятся:

• Семантическая модель, которая включает в себя информацию о том, как хранимые данные соотносятся с реальным миром
• База данных XML, которая позволяет задавать данные и даже сохранять их в формате XML
• Именованный graph
• Triplestore

Типы баз данных | Модели базы данных

База данных : База данных — это организованный набор взаимосвязанных данных, хранящихся в компьютере.

Важность базы данных:
• Это дает нам высокоэффективный метод для легкой обработки большого количества различных типов данных.

• Он позволяет систематически хранить большие объемы данных, и эти данные легко и эффективно и точно извлекать, фильтровать, сортировать и обновлять.

Типы модели базы данных

Модель базы данных: Он определяет логическую структуру базы данных и в основном определяет, каким образом данные могут храниться, организовываться и обрабатываться.

Существует четыре общих типа модели базы данных, которые полезны для разных типов данных или информации.В зависимости от ваших конкретных потребностей можно использовать одну из этих моделей.

1. Иерархические базы данных.
2. Сетевые базы данных.
3. Реляционные базы данных.
4. Объектно-ориентированные базы данных.

1. Иерархические базы данных

Это одна из старейших моделей баз данных, разработанных IBM для системы управления информацией. В иерархической модели базы данных данные организованы в древовидную структуру. Простым языком мы можем сказать, что это набор организованных данных в древовидной структуре.

Этот тип модели базы данных в настоящее время используется редко. Его структура подобна дереву с узлами, представляющими записи, и ветвями, представляющими поля. Реестр Windows, используемый в Windows XP, является примером иерархической базы данных. Параметры конфигурации хранятся в виде древовидных структур с узлами.

На следующем рисунке показана обобщенная структура модели иерархической базы данных, в которой данные хранятся в виде древовидной структуры (данные представлены или хранятся в корневом узле, родительском узле и дочернем узле).

На следующем рисунке показан пример иерархической модели базы данных для системы управления университетом. Этот тип базы данных использует отношения «родитель-потомок» для хранения данных.

Интернет-обучение MSBI

Преимущества

• Модель позволяет легко добавлять и удалять новую информацию.
• Доступ к данным наверху Иерархии осуществляется очень быстро.
• Он хорошо работал с линейными носителями данных, такими как ленты.
• Это хорошо относится ко всему, что работает через отношения «один ко многим». Например; есть президент с множеством менеджеров ниже них, и у этих менеджеров есть много служащих ниже них, но у каждого служащего есть только один менеджер.

Недостатки

• Он требует, чтобы данные многократно сохранялись во многих различных объектах.
• Сегодня больше не используются линейные носители данных, такие как ленты.
• Для поиска данных СУБД должна пройти через всю модель сверху вниз до тех пор, пока не будет найдена необходимая информация, что делает запросы очень медленными.
• Эта модель поддерживает только отношения «один ко многим», отношения «многие ко многим» не поддерживаются.

Концепции баз данных и SQL

2. Сетевые базы данных

Это похоже на модель иерархической базы данных, из-за которой ее часто называют модифицированной версией иерархической базы данных. Модель сетевой базы данных организовала данные больше как граф и может иметь более одного родительского узла. Сетевая модель — это модель базы данных, задуманная как гибкий способ представления объектов и их отношений.

Преимущество

• Сетевая модель концептуально проста и удобна в разработке.
• Сетевая модель может представлять избыточность данных более эффективно, чем в иерархической модели.
• Сетевая модель может обрабатывать отношения «один ко многим» и «многие ко многим», что действительно помогает в моделировании реальных ситуаций.
• Доступ к данным проще и гибче, чем в иерархической модели.
• Сетевая модель лучше, чем иерархическая, в том, что она изолирует программы от сложных деталей физического хранилища.

Недостаток:

• Все записи ведутся с использованием указателей, поэтому вся структура базы данных становится очень сложной.
• Операции вставки, удаления и обновления любой записи требуют настройки большого количества указателей.
• Внести структурные изменения в базу данных очень сложно.

3. Реляционная база данных

Реляционная база данных разработана Э. Ф. Коддом в 1970 году. Различные программные системы, используемые для поддержки реляционных баз данных, известны как система управления реляционными базами данных (СУБД).В этой модели данные организованы в виде строк и столбцов, то есть двумерных таблиц, и связь поддерживается путем хранения общего поля. Он состоит из трех основных компонентов.

В реляционной модели широко используются три ключевых термина, такие как отношения, атрибуты и домены. Отношение не что иное, как таблица со строками и столбцами. Именованные столбцы отношения называются атрибутами, и, наконец, домен — это не что иное, как набор значений, которые могут принимать атрибуты.На следующем рисунке представлен обзор рациональной модели базы данных.

Терминология, используемая в реляционной модели

• Кортеж: каждая строка в таблице называется кортежем.
• Мощность отношения: количество кортежей в отношении определяет его мощность. В этом случае отношение имеет мощность 4.
• Степень отношения: каждый столбец в кортеже называется атрибутом. Количество атрибутов в отношении определяет его степень.Отношение на рисунке имеет степень 3.

Ключи связи —

• Первичный ключ — это ключ, который однозначно идентифицирует таблицу. У него нет нулевых значений.
• Внешний ключ — он относится к первичному ключу некоторой другой таблицы. Он разрешает только те значения, которые появляются в первичном ключе таблицы, на которую он ссылается.

Вот некоторые примеры реляционной базы данных.

Oracle: Oracle Database обычно называют Oracle RDBMS или просто Oracle.Это многомодельная система управления базами данных, производимая и продаваемая Oracle Corporation.

MySQL: MySQL — это система управления реляционными базами данных (СУБД) с открытым исходным кодом, основанная на языке структурированных запросов (SQL). MySQL работает практически на всех платформах, включая Linux, UNIX и Windows.

Microsoft SQL Server: Microsoft SQL Server — это СУБД, которая поддерживает широкий спектр приложений для обработки транзакций, бизнес-аналитики и аналитики в корпоративных ИТ-средах.

PostgreSQL: PostgreSQL, часто просто Postgres, представляет собой систему управления объектно-реляционными базами данных (ORDBMS) с упором на расширяемость и соответствие стандартам.

DB2: DB2 — это СУБД, предназначенная для эффективного хранения, анализа и извлечения данных.

В следующих таблицах показан образец модели реляционной базы данных для банковской среды, в которой данные, связанные с банком, хранятся в виде двухмерных таблиц.

Преимущество

• Реляционная модель — одна из самых популярных моделей баз данных.
• В реляционной модели изменения в структуре базы данных не влияют на доступ к данным.
• Редактирование любой информации в виде таблиц, состоящих из строк и столбцов, намного проще для понимания.
• Реляционная база данных поддерживает концепцию независимости данных и независимости от структуры, что значительно упрощает проектирование, обслуживание, администрирование и использование базы данных по сравнению с другими моделями.
• Здесь мы можем написать сложный запрос для доступа или изменения данных из базы данных.
• Легче поддерживать безопасность по сравнению с другими моделями.

Недостатки

• Отображение объектов в реляционной базе данных очень сложно.
• В модели отношений отсутствует объектно-ориентированная парадигма.
• Целостность данных трудно обеспечить с помощью реляционной базы данных.
• Реляционная модель не подходит для огромной базы данных, но подходит для небольшой базы данных.
• Накладные расходы на оборудование, которые делают его дорогостоящим.
• Простота дизайна может привести к плохому дизайну.
• Система реляционных баз данных скрывает сложности реализации и детали физического хранения данных от пользователей.

4. Объектно-ориентированные базы данных

База данных объектов — это система, в которой информация представлена ​​в форме объектов, используемых в объектно-ориентированном программировании. Объектно-ориентированные базы данных отличаются от реляционных баз данных, ориентированных на таблицы. Объектно-ориентированная модель данных основана на концепции объектно-ориентированного языка программирования, которая сейчас широко используется. Наследование, полиморфизм, перегрузка. Идентификация объектов, инкапсуляция и сокрытие информации с помощью методов, обеспечивающих интерфейс для объектов, являются одними из ключевых концепций объектно-ориентированного программирования, нашедших применение при моделировании данных.Объектно-ориентированная модель данных также поддерживает богатую систему типов, включая структурированные типы и типы коллекций.

На следующем рисунке показана разница между отношениями и объектно-ориентированной моделью базы данных.

На следующем рисунке показан пример объектно-ориентированной модели.

Преимущества

• База данных объектов может обрабатывать различные типы данных, в то время как реляционная база данных обрабатывает отдельные данные. В отличие от традиционных баз данных, таких как иерархические, сетевые или реляционные, объектно-ориентированные базы данных могут обрабатывать различные типы данных, например изображения, голосовое видео, включая текст, числа и так далее.
• Объектно-ориентированные базы данных обеспечивают возможность повторного использования кода, моделирование реального мира, а также повышенную надежность и гибкость.
• Объектно-ориентированная база данных имеет низкие затраты на обслуживание по сравнению с другой моделью, потому что большинство задач в системе инкапсулированы, их можно повторно использовать и включать в новые задачи.

Интернет-обучение MSBI

Недостатки

• Не существует универсально определенной модели данных для ООСУБД, и большинству моделей не хватает теоретической основы.
• По сравнению с СУБД использование ООСУБД все еще относительно ограничено.
• Отсутствует поддержка безопасности в OODBMS, которые не обеспечивают адекватных механизмов безопасности.
• Система более сложная, чем у традиционных СУБД.

моделей баз данных в СУБД | Studytonight

Модель базы данных определяет логический дизайн и структуру базы данных и определяет способ хранения, доступа и обновления данных в системе управления базами данных. Хотя реляционная модель является наиболее широко используемой моделью базы данных, существуют и другие модели:

• Иерархическая модель
• Сетевая модель
• Модель отношения сущностей
• Реляционная модель

Иерархическая модель

Эта модель базы данных организует данные в древовидную структуру с одним корнем, с которой связаны все остальные данные.Иерархия начинается с данных Root и расширяется как дерево, добавляя дочерние узлы к родительским узлам.

В этой модели дочерний узел будет иметь только один родительский узел.

Эта модель эффективно описывает многие реальные отношения, такие как указатель книги, рецепты и т. Д.

В иерархической модели данные организованы в древовидную структуру с одним отношением «один ко многим» между двумя разными типами данных, например, на одном факультете может быть много курсов, много профессоров и, конечно же, много студентов.

Сетевая модель

Это расширение иерархической модели. В этой модели данные организованы больше как граф, и им разрешено иметь более одного родительского узла.

В этой модели базы данных данные более связаны, поскольку в этой модели базы данных устанавливается больше взаимосвязей. Кроме того, поскольку данные более связаны, доступ к ним также становится проще и быстрее. Эта модель базы данных использовалась для сопоставления отношений данных «многие ко многим».

Это была наиболее широко используемая модель базы данных до появления реляционной модели.

Модель отношения сущностей

В этой модели базы данных отношения создаются путем разделения интересующего объекта на сущность и его характеристик на атрибуты.

Различные сущности связаны отношениями.

E-R определены для представления взаимосвязей в наглядной форме, чтобы их было легче понять различным заинтересованным сторонам.

Эта модель хороша для разработки базы данных, которую затем можно превратить в таблицы в реляционной модели (поясняется ниже).

Давайте возьмем пример. Если нам нужно разработать школьную базу данных, то Student будет объектом с атрибутами , имя, возраст, адрес и т. Д. Поскольку Address обычно сложен, это может быть еще один объект с атрибутами название улицы, пин-код, город и т. Д., И между ними будет связь.

Отношения также могут быть разных типов. Чтобы подробнее узнать о диаграммах E-R, щелкните ссылку.

Реляционная модель

В этой модели данные организованы в двухмерные таблицы , , и связь поддерживается путем хранения общего поля.

Эта модель была представлена ​​Э. Ф. Коддом в 1970 году, и с тех пор она является наиболее широко используемой моделью базы данных, фактически, можно сказать, единственной моделью базы данных, используемой во всем мире.

Базовая структура данных в реляционной модели — это таблицы. Вся информация, относящаяся к определенному типу, хранится в строках этой таблицы.

Следовательно, таблицы также известны как отношений в реляционной модели.

В следующих руководствах мы узнаем, как создавать таблицы, нормализовать их для уменьшения избыточности данных и как использовать язык структурированных запросов для доступа к данным из таблиц.

Глава 4 Типы моделей данных — Проектирование базы данных — 2-е издание

Эдриен Ватт и Нельсон Энг

Концептуальные модели данных высокого уровня

Концептуальные модели данных высокого уровня предоставляют концепции для представления данных способами, близкими к тому, как люди воспринимают данные.Типичным примером является модель отношений сущностей, в которой используются такие основные концепции, как сущности, атрибуты и отношения. Сущность представляет собой объект реального мира, такой как сотрудник или проект. У объекта есть атрибуты, которые представляют такие свойства, как имя, адрес и дата рождения сотрудника. Отношение представляет собой ассоциацию между объектами; например, сотрудник работает над многими проектами. Между сотрудником и каждым проектом существуют отношения.

Логические модели данных на основе записей

Логические модели данных на основе записей предоставляют концепции, понятные пользователям, но не слишком далеки от способа хранения данных в компьютере.Три хорошо известных модели данных этого типа — это реляционные модели данных, сетевые модели данных и иерархические модели данных.

• Реляционная модель представляет данные в виде отношений или таблиц. Например, в системе членства в Science World каждое членство состоит из множества членов (см. Рис. 2.2 в главе 2). Идентификатор членства, дата истечения срока действия и адресная информация — это поля в членстве. Среди участников — Микки, Минни, Майти, Дор, Том, Кинг, Человек и Лось.Каждая запись называется экземпляром таблицы членства.

• Сетевая модель представляет данные как типы записей. Эта модель также представляет собой ограниченный тип отношения «один ко многим», называемый набором типа , как показано на рисунке 4.1.

• Иерархическая модель представляет данные в виде иерархической древовидной структуры. Каждая ветвь иерархии представляет собой ряд связанных записей.Рисунок 4.2 показывает эту схему в нотации иерархической модели.

Ключевые термины

иерархическая модель : представляет данные в виде иерархической древовидной структуры

экземпляр : запись в таблице

сетевая модель : представляет данные как типы записей

отношение : еще один термин для таблицы

реляционная модель : представляет данные в виде отношений или таблиц

установить тип : ограниченный тип отношения «один ко многим»

Упражнения

1. Что такое модель данных?
2. Что такое концептуальная модель данных высокого уровня?
3. Что такое организация? Атрибут? Отношения?
4. Перечислите и кратко опишите общие модели логических данных на основе записей.

Атрибуция

Эта глава Database Design является производной копией Database System Concepts от Nguyen Kim Anh под лицензией Creative Commons Attribution License 3.0 лицензии

Адриенн Ватт написала следующий материал:

1. Ключевые термины
2. Упражнения

Что такое модель данных в СУБД и каковы ее типы?

Что такое модель данных в СУБД и каковы ее типы?

дает нам представление о том, как будет выглядеть окончательная система после ее полной реализации.Он определяет элементы данных и отношения между элементами данных. Модели данных используются, чтобы показать, как данные хранятся, подключаются, доступны и обновляются в системе управления базами данных. Здесь мы используем набор символов и текста для представления информации, чтобы члены организации могли общаться и понимать ее. Хотя в настоящее время используется много моделей данных, реляционная модель является наиболее широко используемой. Помимо реляционной модели, существует множество других типов моделей данных, которые мы подробно изучим в этом блоге.Вот некоторые из моделей данных в СУБД:

1. Иерархическая модель
2. Сетевая модель
3. Модель отношений сущностей
4. Реляционная модель
5. Объектно-ориентированная модель данных
6. Объектно-реляционная модель данных
7. Плоская модель данных
8. Полу -Структурированная модель данных
9. Ассоциативная модель данных
10. Модель контекстных данных

Иерархическая модель

Иерархическая модель была первой моделью СУБД. Эта модель организует данные в иерархической древовидной структуре.Иерархия начинается с корня, который имеет корневые данные, а затем расширяется в виде дерева, добавляющего дочерний узел к родительскому узлу. Эта модель легко представляет некоторые реальные отношения, такие как рецепты еды, карта сайта веб-сайта и т. Д. Пример: Мы можем представить отношения между обувью, представленной на веб-сайте покупок, следующим образом:

Особенности иерархической модели

1. Отношение «один ко многим»: Данные здесь организованы в виде древовидной структуры, в которой отношения «один ко многим» устанавливаются между типами данных.Кроме того, от родителя к любому узлу может быть только один путь. Пример: В приведенном выше примере, если мы хотим перейти к узлу кроссовки , у нас есть только один путь к нему, то есть через узел мужской обуви.
2. Отношения родитель-потомок: Каждый дочерний узел имеет родительский узел, но родительский узел может иметь более одного дочернего узла. Наличие нескольких родителей не допускается.
3. Проблема удаления: Если родительский узел удален, дочерний узел удаляется автоматически.
4. Указатели: Указатели используются для связи родительского узла с дочерним узлом и используются для навигации между сохраненными данными. Пример: В приведенном выше примере узел « обувь » указывает на два других узла: узел « женская обувь » и узел « мужская обувь ».

Преимущества иерархической модели

• Переход по древовидной структуре очень простой и быстрый.
• Любое изменение в родительском узле автоматически отражается на дочернем узле, поэтому целостность данных сохраняется.

Недостатки иерархической модели

• Сложные отношения не поддерживаются.
• Поскольку он не поддерживает более одного родителя дочернего узла, поэтому, если у нас есть некоторые сложные отношения, когда дочерний узел должен иметь два родительских узла, это не может быть представлено с помощью этой модели.
• При удалении родительского узла автоматически удаляется дочерний узел.

Сетевая модель

Эта модель является расширением иерархической модели.Это была самая популярная модель до реляционной модели. Эта модель аналогична иерархической модели, с той лишь разницей, что у записи может быть более одного родителя. Он заменяет иерархическое дерево графом. Пример: В приведенном ниже примере мы видим, что у учащегося узла есть два родителя, то есть отдел CSE и библиотека. Раньше это было невозможно в иерархической модели.

Особенности модели сети

1. Возможность объединения большего количества взаимосвязей: В этой модели, поскольку существует больше взаимосвязей, данные становятся более взаимосвязанными.Эта модель имеет возможность управлять отношениями «один к одному», а также отношениями «многие ко многим».
2. Множество путей: Поскольку существует больше связей, к одной и той же записи может быть несколько путей. Это делает доступ к данным быстрым и простым.
3. Циклический связанный список: Операции с сетевой моделью выполняются с помощью кольцевого связанного списка. Текущая позиция поддерживается с помощью программы, и эта позиция позволяет перемещаться по записям в соответствии с отношениями.

Преимущества сетевой модели

• Доступ к данным можно получить быстрее по сравнению с иерархической моделью. Это связано с тем, что данные более связаны в сетевой модели, и может быть несколько путей для достижения определенного узла. Таким образом, к данным можно получить доступ разными способами.
• Поскольку существует связь «родитель-потомок», сохраняется целостность данных. Любое изменение в родительской записи отражается в дочерней записи.

Недостатки сетевой модели

• По мере того, как необходимо обрабатывать все больше и больше взаимосвязей, система может усложняться.Итак, для работы с моделью пользователь должен иметь подробные знания о модели.
• Любые изменения, такие как обновление, удаление, вставка, очень сложны.

Модель отношений сущностей

Модель отношений сущностей или просто модель ER — это диаграмма модели данных высокого уровня. В этой модели мы представляем реальную проблему в наглядной форме, чтобы заинтересованные стороны могли ее понять. Разработчикам также очень легко понять систему, просто взглянув на диаграмму ER.Мы используем диаграмму ER как визуальный инструмент для представления модели ER. Диаграмма ER состоит из следующих трех компонентов:

• Сущности: Сущность — это реальная вещь. Это может быть человек, место или даже концепция. Пример: Учителя, студенты, курс, здание, кафедра и т. Д. Являются некоторыми из объектов системы управления школой.
• Атрибуты: Сущность содержит реальное свойство, называемое атрибутом. Это характеристики этого атрибута. Пример: Учитель сущности имеет такое свойство, как идентификатор учителя, зарплата, возраст и т. Д.
• Отношение: Отношение сообщает, как связаны два атрибута. Пример: Преподаватель работает на кафедре.

Пример:

На приведенной выше диаграмме это Учитель и Департамент. Атрибуты сущности Учитель : Имя Учителя, Идентификатор учителя, Возраст, Зарплата, Номер мобильного телефона.Атрибуты объекта Department entity: Dept_id, Dept_name. Два объекта связаны с помощью отношения. Здесь каждый преподаватель работает на кафедру.

Особенности модели ER

• Графическое представление для лучшего понимания: Это очень легко и просто понять, поэтому разработчики могут использовать его для общения с заинтересованными сторонами.
• Диаграмма ER: Диаграмма ER используется как визуальный инструмент для представления модели.
• Дизайн базы данных: Эта модель помогает разработчикам баз данных создавать базу данных и широко используется при проектировании баз данных.

Преимущества модели ER

• Просто: Концептуально модель ER очень легко построить. Если мы знаем взаимосвязь между атрибутами и сущностями, мы можем легко построить диаграмму ER для модели.
• Эффективное средство коммуникации : Эта модель широко используется разработчиками баз данных для передачи своих идей.
• Простое преобразование в любую модель : Эта модель хорошо соответствует реляционной модели и может быть легко преобразована в реляционную модель путем преобразования модели ER в таблицу. Эта модель также может быть преобразована в любую другую модель, такую ​​как сетевая модель, иерархическая модель и т. Д.

Недостатки модели ER

• Нет отраслевого стандарта для обозначений: Нет отраслевого стандарта для разработки модели ER. Таким образом, один разработчик может использовать нотации, которые не понятны другим разработчикам.
• Скрытая информация: Некоторая информация может быть потеряна или скрыта в модели ER. Поскольку это представление высокого уровня, есть вероятность, что некоторые детали информации могут быть скрыты.

Реляционная модель

Реляционная модель — наиболее широко используемая модель. В этой модели данные хранятся в виде двухмерной таблицы. Вся информация хранится в виде строк и столбцов. Основная структура реляционной модели — это таблицы.Итак, таблицы также называются отношениями в реляционной модели. Пример: В этом примере у нас есть таблица сотрудников.

Особенности реляционной модели

• Кортежи : Каждая строка в таблице называется кортежем. Строка содержит всю информацию о любом экземпляре объекта. В приведенном выше примере каждая строка содержит всю информацию о любом конкретном человеке, например, первая строка содержит информацию о Джоне.
• Атрибут или поле: Атрибуты — это свойство, которое определяет таблицу или отношение. Значения атрибута должны быть из одного домена. В приведенном выше примере у нас есть разные атрибуты сотрудника , такие как Salary, Mobile_no и т. Д.

Преимущества реляционной модели

• Simple: Эта модель более проста по сравнению с сетевой и иерархической моделью .
• Масштабируемость: Эту модель можно легко масштабировать, поскольку мы можем добавить столько строк и столбцов, сколько захотим.
• Структурная независимость: Мы можем вносить изменения в структуру базы данных без изменения способа доступа к данным. Когда мы можем вносить изменения в структуру базы данных, не влияя на способность СУБД получать доступ к данным, мы можем сказать, что структурная независимость достигнута.

Недостатки модели Relatinal

• Накладные расходы на оборудование: Для того, чтобы скрыть сложности и упростить работу пользователя, эта модель требует более мощных компьютеров и устройств хранения данных.
• Плохой дизайн: Поскольку реляционная модель очень проста в разработке и использовании. Таким образом, пользователям не нужно знать, как хранятся данные, чтобы получить к ним доступ. Такая простота проектирования может привести к разработке плохой базы данных, которая замедлится при росте базы данных.

Но все эти недостатки незначительны по сравнению с преимуществами реляционной модели. Этих проблем можно избежать с помощью правильной реализации и организации.

Объектно-ориентированная модель данных

Реальные проблемы более точно представлены с помощью объектно-ориентированной модели данных.В этой модели и данные, и отношения представлены в единой структуре, известной как объект. Мы можем хранить аудио, видео, изображения и т. Д. В базе данных, что было невозможно в реляционной модели (хотя вы можете хранить аудио и видео в реляционной базе данных, рекомендуется не хранить в реляционной базе данных). В этой модели еще два объекта связаны посредством ссылок. Мы используем эту ссылку, чтобы связать один объект с другими объектами. Это можно понять на примере, приведенном ниже.

В приведенном выше примере у нас есть два объекта Сотрудник и Отдел.Все данные и отношения каждого объекта содержатся как единое целое. Такие атрибуты, как Name, Job_title сотрудника и методы, которые будут выполняться этим объектом, хранятся как единый объект. Два объекта связаны через общий атрибут, то есть Department_id, и связь между ними будет осуществляться с помощью этого общего идентификатора.

Объектно-реляционная модель

Как следует из названия, это комбинация как реляционной модели, так и объектно-ориентированной модели.Эта модель была создана, чтобы заполнить пробел между объектно-ориентированной и реляционной моделями. У нас может быть много дополнительных функций, например, мы можем создавать сложные типы данных в соответствии с нашими требованиями, используя существующие типы данных. Проблема с этой моделью в том, что это может быть сложно и трудно справиться. Итак, требуется правильное понимание этой модели.

Модель плоских данных

Это простая модель, в которой база данных представлена ​​в виде таблицы, состоящей из строк и столбцов.Чтобы получить доступ к каким-либо данным, компьютер должен прочитать всю таблицу. Это делает режимы медленными и неэффективными.

Полуструктурированная модель

Полуструктурированная модель — это развитая форма реляционной модели. Мы не можем различать данные и схему в этой модели. Пример: Веб-источники данных, которые мы не можем различить между схемой и данными веб-сайта. В этой модели некоторые объекты могут иметь отсутствующие атрибуты, а другие могут иметь дополнительный атрибут.Эта модель дает гибкость в хранении данных. Это также придает гибкость атрибутам. Пример: Если мы сохраняем какое-либо значение в любом атрибуте, то это значение может быть либо атомарным значением, либо набором значений.

Ассоциативная модель данных

Ассоциативная модель данных — это модель, в которой данные разделены на две части. Все, что имеет независимое существование, называется сущностью , а отношения между этими сущностями называются ассоциацией .Данные, разделенные на две части, называются элементами и ссылками.

• Элемент : Элементы содержат имя и идентификатор (некоторое числовое значение).
• Ссылки: Ссылки содержат идентификатор, источник, глагол и тему.

Пример : Допустим, у нас есть заявление «Чемпионат мира по футболу будет проходить в Лондоне с 30 мая 2020 года». В этих данных необходимо сохранить две ссылки:

1. Чемпионат мира по футболу проводится в Лондоне.Источник здесь — «чемпионат мира», глагол «является», а цель — «Лондон».
2. … от 30 мая 2020 г. Источник здесь — предыдущая ссылка, глагол — «от», а цель — «30 мая 2020 г.».

Это представлено с помощью следующей таблицы:

Модель данных контекста

Модель данных контекста — это совокупность нескольких моделей. Он состоит из таких моделей, как сетевая модель, реляционные модели и т. Д. Используя эту модель, мы можем выполнять различные типы задач, которые невозможно выполнить с использованием одной только модели.

Это все о различных моделях данных СУБД. Надеюсь, вы узнали что-то новое сегодня.

Поделитесь этим блогом с друзьями, чтобы распространять знания. Посетите наш канал YouTube, чтобы узнать больше. Вы можете прочитать больше блогов здесь.

Продолжайте учиться 🙂

Команда AfterAcademy!

Модели систем управления базами данных (СУБД) — видео и стенограмма урока

Плоский файл

Самый простой способ организовать данные — это плоский файл .Вы можете думать об этом как об одной таблице с большим количеством записей и полей. Все, что вам нужно, хранится в этой таблице или в плоском файле.

Представьте себе базу данных клиентов. Все, что вы хотите знать о клиентах, хранится в одной этой таблице. Вы начинаете с единой записи для каждого клиента. Клиент размещает заказ, и вы вводите его в одно из полей. Таким образом вы продолжаете вводить заказы клиентов.

Что, если тот же покупатель разместит второй заказ? Вы вводите это как новую запись в таблице или добавляете поле к существующей записи для этого клиента?

На этот вопрос нет однозначного ответа.Ключевым моментом здесь является то, что плоский файл довольно ограничен, поскольку он предоставляет очень мало с точки зрения структуры. На самом деле это настолько просто, что можно поспорить, что это вообще не СУБД. Однако лучше начать с идеи плоского файла, и тогда вы увидите, насколько альтернативные модели более гибкие и эффективные.

Иерархическая СУБД

В иерархической СУБД один элемент данных подчинен другому. Это называется отношением родитель-потомок . Иерархическая модель данных упорядочивает данные в древовидной структуре.

Одно из правил иерархической базы данных состоит в том, что родитель может иметь несколько дочерних элементов, но у дочернего элемента может быть только один родитель. Например, представьте себе интернет-магазин, в котором продается много разных товаров. Весь каталог продуктов будет относиться к родительскому элементу , а различные типы продуктов, таким как книги, электроника и т. Д., Будут относиться к дочернему элементу . У каждого типа продукта могут быть свои дочерние категории. Например, книги можно разделить на художественную и научную.Каждую из этих категорий можно разбить на подкатегории. Вы можете продолжить, перечислив отдельных авторов, а затем отдельные названия книг.

Это довольно простой способ представления данных, но он очень эффективен. Эта модель лучше всего подходит для данных, которые по своей природе являются иерархическими. Многие наборы данных нелегко организовать таким образом и требуют более сложного подхода. Например, в случае каталога продуктов, что, если книга попадает в более чем одну категорию? Или, что, если один автор написал несколько книг, но также выпустил аудио-компакт-диск с одной из своих книг? Вот где ломается иерархическая модель.

Сетевая СУБД

В сетевой СУБД каждый элемент данных может быть связан со многими другими. Структура базы данных похожа на график. Это похоже на иерархическую модель, а также обеспечивает древовидную структуру. Однако у ребенка может быть более одного родителя. В примере с каталогом товаров книга может относиться к нескольким категориям. Структура сетевой базы данных становится больше похожа на паутину связанных элементов.

Например, рассмотрим организацию с базой данных сотрудников.Для каждого сотрудника есть разные данные, такие как его имя, адрес, номер телефона, номер социального страхования и должность. Разным подразделениям организации требуются разные уровни доступа. Например, отдел кадров должен иметь доступ к информации о социальном обеспечении для каждого сотрудника, чтобы он мог позаботиться о налоговых вычетах и ​​назначить льготы. Это в некоторой степени конфиденциальная информация, поэтому другим отделам не нужен доступ к этой части базы данных.Все фрагменты данных связаны в сеть, которая реализует эти правила.

Хотя концептуально относительно простая, эта структура базы данных может быстро стать очень сложной.

Реляционная СУБД

В реляционной СУБД все данные организованы в виде таблиц . Эта модель СУБД появилась в 1970-х годах и стала наиболее широко используемым типом СУБД. Эта модель используется в большинстве программных СУБД, разработанных за последние несколько десятилетий. В таблице каждая строка представляет собой запись , также называемую объектом .Каждый столбец представляет собой поле , также называемое атрибутом объекта.

Реляционная СУБД использует несколько таблиц для организации данных. Взаимосвязи используются для связывания различных таблиц вместе. Отношения создаются с использованием поля, которое однозначно идентифицирует каждую запись. Например, для таблицы книг вы можете использовать номер ISBN, поскольку не существует двух книг с одинаковым ISBN. Для таблицы авторов вы должны создать уникальный идентификатор автора, чтобы идентифицировать каждого отдельного автора.

Рассмотрим реляционную базу данных книг и авторов. Первая таблица — это таблица авторов. Каждый автор идентифицируется уникальным идентификатором автора, а таблица также содержит его имя и контактную информацию. Вторая таблица — таблица книг. Каждая книга идентифицируется своим номером ISBN, а таблица также содержит название книги, издателя и идентификатор автора, связанный с автором книги.

Реляционная база данных настолько эффективна, что вы можете связать эти таблицы вместе.В этом примере для этого вы должны использовать поле ID автора. Например, вы можете хранить несколько книг, написанных одним автором или несколькими авторами для одной и той же книги. Подробная информация по каждому автору и каждой книге сохраняется только один раз и не дублируется в обеих таблицах. Тем не менее, вся необходимая информация может быть доступна с помощью связи таблиц.

Объектно-ориентированная СУБД

Предыдущие модели СУБД работают в основном с текстом и числами. Объектно-ориентированные базы данных могут обрабатывать многие новые типы данных, такие как изображения, аудио и видео.Эти элементы данных представляют собой объекты , , хранящиеся в базе данных.

Если у вас есть данные, которые аккуратно помещаются в строки и столбцы, например база данных клиентов с именами, адресами, почтовыми индексами и т. Д., Реляционная СУБД обычно наиболее подходит. С другой стороны, если у вас есть библиотека мультимедийных файлов, объектно-ориентированная СУБД будет работать лучше.

Вы по-прежнему можете создавать табличные представления ваших данных. Например, вы можете представить свою видеотеку в виде таблицы со списком ваших видеороликов с указанием их длины, отсортированных по дате записи.

Рассмотрим базу данных для всех медицинских изображений, собранных в больнице, таких как рентгеновские снимки, компьютерная томография и электрокардиограммы. Наиболее подходящим способом организации этих данных была бы объектно-ориентированная база данных. Каждое изображение будет объектом, и это будет с тегом с использованием типа изображения, имени пациента, имени врача, запросившего обследование, техника, проводившего обследование, и т. Д.

различные модели не полностью исключают друг друга.Например, система управления объектно-реляционной базой данных объединяет элементы обеих моделей. Он использует реляционную модель для описания ассоциаций между таблицами данных, но позволяет хранить мультимедийные объекты.

В случае с больницей, вы можете использовать реляционную модель для создания базы данных записей пациентов и сохранения всех изображений в виде объектов. Пометив каждое изображение тегом, вы можете связать записи пациента с изображениями по мере необходимости.

Краткое содержание урока

Существует ряд различных моделей систем управления базами данных.Плоские файлы похожи на одну очень большую таблицу. Это работает только для очень простых данных.

Иерархические базы данных используют отношения родитель-потомок в древовидной структуре. Это работает только для данных, которые по своей природе являются иерархическими.

Сетевые базы данных больше похожи на структуру паутины с многочисленными сетевыми связями между элементами данных. Это быстро становится очень сложным.

Реляционные базы данных организуют данные в виде таблиц, которые связаны между собой с помощью отношений таблиц.Это, безусловно, наиболее широко используемая модель базы данных, поскольку она очень эффективна.

Объектно-ориентированные базы данных хорошо подходят для хранения мультимедийных данных в виде объектов вместо использования табличной структуры.

Результаты обучения

По завершении этого урока вы сможете:

• Проводить различия между различными типами систем управления базами данных (СУБД)
• Опишите ограничения плоских файлов и иерархических баз данных
• Поймите, как могут усложняться сетевые базы данных
• Объясните, почему реляционные базы данных являются наиболее часто используемой СУБД
• Понять способы, которыми объектно-ориентированные базы данных вмещают мультимедийные данные

Как разрабатывать базы данных с использованием различных моделей

В основе моделирования баз данных лежит идея разработки структуры базы данных, которая определяет, как можно получить доступ к хранимой информации, ее категоризацию и манипулирование.Это сама основа проектирования базы данных, а конкретная используемая модель данных определяет диаграмму базы данных и общие усилия по разработке. Прочтите, чтобы узнать, почему моделирование является инженерной необходимостью, а также узнать о некоторых из наиболее популярных методов моделирования данных.

Моделирование баз данных 101

По сути, база данных должна быть простой в использовании и обеспечивать безопасную целостность данных. Сильная модель базы данных также позволит использовать различные способы управления, контроля и организации хранимой информации для эффективного выполнения нескольких ключевых задач.На этапе проектирования схемы базы данных предоставят необходимую документацию по связям данных, которые облегчают функциональность базы данных.

Типы методов моделирования баз данных

Ниже приведен список наиболее распространенных методов моделирования баз данных. Обратите внимание, что в зависимости от типа данных и потребностей конечного пользователя при доступе к базе данных можно использовать несколько моделей для создания более сложной структуры базы данных. Конечно, в любом сценарии создание диаграмм базы данных потребовалось бы для установления и поддержания высоких операционных стандартов.К счастью, готовые инструменты для построения диаграмм и дизайна, такие как Creately, могут упростить эту задачу.

Из нижеперечисленных моделей реляционная модель является наиболее часто используемой моделью для большинства проектов баз данных. Но в некоторых особых случаях могут быть более выгодными другие модели. К счастью, поддержка всех моделей 🙂.

• Реляционная модель : основанная на математической теории, эта модель базы данных выводит хранение и поиск информации на новый уровень, поскольку она предлагает способ поиска и понимания различных отношений между данными.Изучая, как различные переменные могут изменить взаимосвязь между данными, можно получить новые перспективы, поскольку представление информации изменяется за счет сосредоточения внимания на различных атрибутах или областях. Эти модели часто можно найти в системах бронирования авиабилетов или в банковских базах данных.

  Метод реляционного проектирования, самый популярный метод проектирования баз данных

• Графическая модель : Графическая модель — еще одна набирающая популярность модель. Эти базы данных созданы на основе теории графов и используют узлы и ребра для представления данных.Структура несколько похожа на объектно-ориентированные приложения. Базы данных графиков, как правило, легче масштабировать и обычно быстрее работают с ассоциативными наборами данных.
• Иерархическая модель : Подобно общей организационной схеме, используемой для организации компаний, эта модель базы данных имеет такой же древовидный вид и часто используется для структурирования XML-документов. С точки зрения эффективности данных это идеальная модель, в которой данные содержат вложенную и отсортированную информацию, но она может быть неэффективной, если данные не имеют восходящей ссылки на основную точку данных или тему.Эта модель хорошо работает для системы управления информацией о сотрудниках в компании, которая стремится ограничить или назначить использование оборудования определенным лицам и / или отделам.

  Иерархический метод, самая первая модель проектирования базы данных

• Сетевая модель : Используя записи и наборы, эта модель использует подход отношения «один ко многим» для записей данных. Несколько ветвей выделяются для структур нижнего уровня и ветвей, которые затем соединяются несколькими узлами, которые представляют структуры более высокого уровня в информации.Этот метод моделирования базы данных обеспечивает эффективный способ извлечения информации и организации данных таким образом, чтобы их можно было просматривать различными способами, обеспечивая средства повышения производительности бизнеса и времени реакции. Это жизнеспособная модель для планирования автомобильных, железнодорожных или инженерных сетей.

  Модель сети, в которой узел может иметь несколько родительских узлов

• Размерная модель : Это адаптация реляционной модели, которая часто используется в сочетании с ней, добавляя «измерение» фактов к точкам данных.Эти факты можно использовать в качестве меры для других данных, чтобы определить, как размер группы или время группы повлияли на определенные результаты. Это может помочь бизнесу принимать более эффективные стратегические решения и помочь им узнать свою целевую аудиторию. Эти модели могут быть полезны организациям, занимающимся анализом продаж и прибыли.
• Объектно-реляционная модель : Эти модели создали совершенно новый тип базы данных, которая сочетает в себе дизайн базы данных с прикладной программой для решения конкретных технических проблем, используя лучшее из обоих миров.На сегодняшний день объектные базы данных все еще нуждаются в доработке для достижения большей стандартизации. Реальные приложения этой модели часто включают технические или научные области, такие как инженерия и молекулярная биология.

Схемы базы данных и выбор модели

Независимо от того, какой метод моделирования базы данных вы выберете, крайне важно разработать связанные диаграммы для визуализации желаемого потока и функциональности, чтобы база данных была спроектирована наиболее эффективным и действенным способом.