Моделі даних
Під моделлю даних розумітимемо сукупність структур даних, обмежень цілісності й операцій маніпулювання даними. За допомогою моделі даних можуть бути представлені об’єкти предметної області та взаємозв’язки між ними.
Розглянемо три основних типи інфологічної моделей даних: ієрархічну, типу мережа і реляційну.
Ієрархічна (графова) модель даних.
Ієрархічна (графова) структура представляє сукупність елементів, зв’язаних між собою за визначеними правилами. Об’єкти, зв’язані ієрархічними відносинами, утворюють орієнтований граф (перевернене дерево), приклад якого подано на рис. 4. До основних понять ієрархічної структури відносяться: рівень, елемент (вузол), зв’язок. Ієрархічну модель організовує дані у вигляді деревоподібної структури і є реалізацією логічних зв’язків за типом «ціле-частина». Приклад ієрархічної моделі – довільна адміністративна структура.
Рис. 5. Приклад ієрархічної моделі
Модель даних типу мережа.
У структурі типу мережа при тих же самих основних поняттях (рівень, вузол, зв’язок) кожен елемент може бути зв’язаний з будь-яким іншим елементом. На рис. 5 наведена структура типу мережа бази даних у вигляді графа.
Рис. 6. Структура типу мережа
Реляційна модель даних (модель даних «сутність-зв’язок») Основні поняття
З’ясуємо суть основних понять реляційної моделі даних.
Сутність – будь-який об’єкт, інформацію про який необхідно зберегти в базі даних. Необхідно розрізняти такі поняття, як тип сутності й екземпляр (представник) сутності. Поняття тип сутності тотожне поняттю множини (набір однорідних об’єктів). Екземпляр сутності є елементом цієї множини. Наприклад, типом сутності може бути ФАРМАЦЕВТИЧНА ДІЯ, а екземпляром – ПРОТИЗАПАЛЬНИЙ ЗАСІБ, АНТИАЛЕРГІЧНИЙ ЗАСІБ, АНТИВІРУСНИЙ ЗАСІБ, тощо.
Атрибут – поіменована характеристика сутності. Його найменування повинне бути унікальним для конкретного типу сутності, але може бути однаковим для різного типу сутностей (наприклад, ВИРОБНИК може бути визначений для багатьох сутностей: ЗАСОБИ ГІГІЄНИ, АНАЛЬГЕТИКИ, ВІТАМІНИ, тощо). Атрибути використовуються для визначення виду інформації, яка повинна бути зібрана про сутності. Прикладами атрибутів для сутності ЗАСОБИ ГІГІЄНИ є ЛІКАРСЬКА ФОРМА, ВИРОБНИК, ТЕРМІН ПРИДАТНОСТІ, ЦІНА, тощо. Тут також існують розбіжності між типом й екземпляром. Тип атрибута ЛІКАРСЬКА ФОРМА має багато значень: молочко для тіла, спрей, серветки, зубна паста, тощо. Однак кожному екземпляру сутності привласнюється тільки одне значення атрибута.
Абсолютної відмінності між типами сутностей і атрибутами не існує. Атрибут є таким тільки у зв’язку з типом сутності. В іншому контексті атрибут може виступати як самостійна сутність.
Ключ – мінімальний набір атрибутів, за значеннями яких можна однозначно знайти необхідний екземпляр сутності. Мінімальність означає, що виключення з набору будь-якого атрибута не дозволяє ідентифікувати сутність за залишками. Для сутності ЛІКАРСЬКИЙ ЗАСІБ (рис. 1) ключем є атрибут Код_препарату або набір: Назва, Форма_випуску, Виробник.
В СУБД розрізняють первинні та зовнішні ключі. Кожна сутність володіє хоча б одним з ключів. Один з них приймається за первинний ключ. При виборі первинного ключа слід віддавати перевагу ключам, складеним з мінімального числа атрибутів.
Зв’язок – асоціювання двох або більше сутностей. Якби призначенням бази даних було тільки зберігання окремих, не зв’язаних між собою даних, то її структура могла б бути дуже простою. Однак одна з основних вимог до організації бази даних – це забезпечення можливості відшукання одних сутностей за значеннями інших, для чого необхідно встановити між ними певні зв’язки. Оскільки в реальних базах даних нерідко зберігаються сотні або навіть тисячі сутностей, то теоретично між ними може бути встановлено більше мільйона зв’язків. Наявність такої безлічі зв’язків і визначає складність інфологічної моделі.