17. Понятие субд. Организация данных в субд

Системы управления базами данных (СУБД) – это специальные программы для создания и ведения баз данных.

СУБД обеспечивает автоматизацию работы пользователя с базой данных. Она позволяет манипулировать данными, поддерживать их в актуальном состоянии, защищает и восстанавливает информацию, а также обеспечивает эффективный доступ пользователей к данным в рамках предоставленных им полномочий (рис. 1).

Рисунок 1 – Работа с базами данных

Организация обработки данных и типы структур данных в СУБД зависит от видов связи между данными, то есть от модели данных СУБД.

Модель данных – это логическая организация данных и операции их обработки.

Существует множество моделей данных, но наибольшее распространение получили:

• иерархическая;

• сетевая;

• реляционная.

Иерархическая структура модели данных представляет собой ориентированный граф (перевернутое дерево), в котором к каждому элементу БД существует только один путь от корневой записи (например: от «А» к «В3» через «Б1»). Например: А – название факультета; Б – номер группы; В – Ф.И.О. студента (рис. 2, 3).

Рисунок 2 – Иерархическая структура модели данных

Основными достоинствами иерархической модели является то, что она позволяет четко описать структуру данных, эффективно использует память вычислительной машины и имеет достаточно высокие показатели времени выполнения операций над данными.

Рисунок 3 – Пример иерархической модели данных

К недостаткам модели можно отнести жесткую фиксацию взаимосвязей между элементами данных (вследствие чего любые изменения связей требуют изменения структуры). Быстрота доступа в иерархических моделях достигается за счет потери информационной гибкости, что ограничивает их применение.

Сетевая структура модели данных является развитием иерархической модели. Она предполагает, что каждый элемент базы данных связан с любым другим элементом. Например: А1, А2, А3 – название изучаемых дисциплин; В1, В2, В3, В4 – Ф.И.О. студента (рис. 4).

Рисунок 4 – Сетевая структура модели данных

Основными недостатками сетевых моделей являются как сложность самой модели данных, так и сложность освоения средств манипулирования данными в ней. Однако, сетевые модели данных по сравнению с иерархическими являются более универсальным средством отображения во внутримашинном ИО структуры информации, т.к. взаимосвязи данных в большинстве случаев имеют сетевой характер. Это ограничивает использование иерархических моделей.

К достоинствам сетевых моделей можно отнести:

• отсутствие дублирования данных в различных элементах модели;

• технология работы с сетевыми моделями является удобной для пользователей, т.к. доступ к данным практически не имеет ограничений и возможен непосредственно к объекту любого уровня;

• в сетевых моделях допустимы всевозможные запросы и т.д.

Реляционная (англ. relation – отношение) структура модели данных, получили наиболее широкое распространение, особенно в экономической деятельности. Реляционные модели положены в основу реляционных баз данных, ориентированных на организацию данных в виде двумерных таблиц. Например, база данных «Поставки изделий по договорам», представленная на рис. 5.

Код заказчика	Фамилия И.О. заказчика	Город		Код изделия	Номер изделия
001	Кузнецов А.М.	Москва		011	СТУ1432
002	Попов Т.Д.	Архангельск		022	СТК5498
003	Карпов И.В.	Вологда		033	СТМ7477
а) таблица «Заказчики»				б) таблица «Изделия»

Код заказчика	Организация	Контактный телефон		Код договора	Код заказчика	Номер договора
001	ООО «Альфа»	[phone]		0001	001	123/256а
002	ЗАО «Омега»	[phone]		0002	002	224/987б
003	ОАО «Дельта»	[phone]		0003	003	089/976к
в) таблица «Данные о заказчике»				г) Таблица «Договоры»

Код заказа	Код договора	Код изделия	Кол-во изделий		Код поставки	Код заказа	Кол-во изделий	Дата отгрузки
0001	0001	011	70		0111	0001	70	01.02.2011
0002	0001	022	120		0222	0002	80	01.02.2011
0003	0002	011	80		0333	0002	40	03.02.2011
0004	0002	033	35		0444	0003	80	06.02.2011
0005	0003	022	250		0555	0004	35	06.02.2011
д) таблица «Заказы изделий»					е) таблица «Поставка изделий»

Рисунок 5 – Реляционная БД поставки товаров по договорам

Реляционные модели данных имеют значительные преимущества по сравнению с сетевой и иерархической моделями. К этим преимуществам можно отнести:

• простота представления данных, благодаря табличной форме;

• гибкость системы защиты – для каждой таблицы может быть задана правомерность доступа;

• минимальная избыточность данных;

• независимость приложений пользователя от данных, допускающая включение и удаление таблиц, изменение единиц информации;

• универсальность процедур обработки данных.

Однако, реляционная модель данных, несмотря на ее достоинства, имеет и определенные недостатки. Например, в ряде случаев она не позволяет четко отразить особенности решаемой задачи. Это связано, прежде всего, с тем, что в реляционной модели отсутствуют прямые средства выражения иерархии и т.д. Поэтому постоянно ведутся поиски других моделей.