Реляционная модель. В соответствии с реляционной моделью данные представляется в виде совокупности таблиц, над которыми могут выполняться операции, имеющие теоретико-множественный характер.
Таблица базы данных (table) – регулярная структура, которая состоит из однотипных строк (записей, records), разбитых на столбцы (поля, fields).
В теории реляционных баз данных синоним таблицы – отношение (relation), в котором строка называется кортежем, а столбец называется атрибутом.
В концептуальной модели реляционной БД аналогом таблицы является сущность (entity), с определенным набором свойств – атрибутов, способных принимать определенные значения (набор допустимых значений – домен). Сущность – это реальный или представляемый объект, информация о котором должна сохраняться в проектируемой системе.
Ключевой элемент таблицы (ключ, regular key) – такое ее поле (простой ключ) или строковое выражение, образованное из значений нескольких полей (составной ключ), по которому можно определить значения других полей для одной или нескольких записей таблицы. На практике для использования ключей создаются индексы – служебная информация, содержащая упорядоченные сведения о ключевых значениях. В реляционной теории и концептуальной модели понятие «ключ» применяется для атрибутов отношения или сущности.
Первичный ключ (primary key) – главный ключевой элемент, однозначно идентифицирующий строку в таблице. Могут также существовать альтернативный (candidate key) и уникальный (unique key) ключи, служащие также для идентификации строк в таблице.
В реляционной теории первичный ключ – минимальный набор атрибутов, однозначно идентифицирующий кортеж в отношении.
В концептуальной модели первичный ключ – минимальный набор атрибутов сущности, однозначно идентифицирующий экземпляр сущности.
Связь (relation) – функциональная зависимость между объектами.
В реляционных базах данных между таблицами устанавливаются связи по ключам, один из которых в главной (parent, родительской) таблице – первичный, второй – внешний ключ – во внешней (child, дочерней) таблице, как правило, первичным не является и образует связь «один ко многим» (1:∞). В случае первичного внешнего ключа связь между таблицами имеет тип «один к одному» (1:1). Информация о связях сохраняется в базе данных.
Внешний ключ (foreign key) – ключевой элемент подчиненной (внешней, дочерней) таблицы, значение которого совпадает со значением первичного ключа главной (родительской) таблицы.
SQL (Structured Query Language – язык структурированных запросов) – универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных.
Основными операциями, которые применимы к данным реляционной модели, являются включение, удаление и исправление данных.
Формализацией отношений называется аппарат ограничений, позволяющий устранять дублирование, обеспечить непротиворечивость хранимых данных.
Основные нормальные формы:
1НФ – существуют только функциональные зависимости;
2НФ – существуют функциональные зависимости неключевых атрибутов от составного ключа;
3НФ – неключевые атрибуты не имеют транзитивной связи
с первичным ключом (первый атрибут связан с ключом, а второй атрибут связан с первым атрибутом).
При нормализации отношений происходит «расщепление» исходных информационных объектов. Часть атрибутов (полей) при этом удаляется из исходного объекта и включается в состав других (в том числе, вновь создаваемых) объектов.
Иерархическая модель. Иерархическая модель данных основана на понятии деревьев, состоящих из вершин и ребер. Вершина дерева ставится в соответствие совокупности данных, характеризующих некоторый объект. Из-за внешнего сходства, иерархические модели часто называют деревьями, вершину иерархии – корнем дерева, самые низшие ответвления – листьями.
Структура иерархической модели удовлетворяет следующим условиям:
иерархия начинается с корневой вершины;
каждая вершина соответствует одному или нескольким объектам;
на уровнях с большим номером находятся зависимые вершины;
вершина предшествующего уровня является начальной для новых зависимых вершин;
зависимая вершина соединена только с одной вершиной предыдущего уровня;
корневая вершина может быть связана с одной или несколькими зависимыми вершинами;
доступ к каждой вершине происходит через корневую по единственному пути;
существует произвольное количество вершин каждого уровня.
Сетевая модель. В сетевой модели данных элементарные данные и отношения между ними представляются в виде ориентированной сети (вершины – данные, дуги – отношения). Помещенная в сетевую модель запись может существовать самостоятельно, а также являться детальной или главной записью. Главная и детальная записи одного набора связываются с помощью указателей в цепь и образуют упорядоченную последовательность. Могут быть предусмотрены дополнительные указатели, связывающие каждую детальную запись набора непосредственно с ее главной записью, а также указатели, обеспечивающие обход записей в обратном направлении. Главные и детальные записи одних наборов могут быть одновременно главными и детальными записями других наборов. Таким образом, из записей и наборов записей может быть сконструирована модель данных произвольно сложной структуры.
