20. Модели данных (включает в себя 21,22,23 билеты)

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ

Реляционная модель данных характеризуется следующими компонентами:

• информационной конструкцией - отношением с двухуровневой структурой,

• допустимыми операциями - проекцией, выборкой, соединением и некоторыми другими,

• ограничениями-функциональными зависимостями между атрибутами отношения.

Реляционная база данных представляет собой множество отношений. Схема реляционной БД содержит следующие компоненты S(rel) = <A,R,Dom,Rel,V(s)>, где А - множество имен атрибутов, R - множество имен отношений, Dom - вхождение атрибутов в домены,

Rel - вхождение атрибутов в отношения, V(s) - множество ограничений (в том числе функциональных зависимостей).

Описание процессов обработки отношений может быть выполнено двумя способами:

• указанием перечня операций, выполнение которых приводит к требуемому результату (процедурный подход),

• описанием свойств, которым должно удовлетворять результирующее отношение (декларативный подход).

Приводимые далее операции над отношениями ориентированы на процедурное описание процессов обработки данных. Множество отношений и операций над ними образует реляционную алгебру

СЕТЕВАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ

Сетевая БД представляется как множество отношений и веерных отношений. Отношения разделяются на основные и зависимые. Веерным отношением W(R,S) называется пара отношений, состоящая из одного основного R, одного зависимого отношения S и связи между ними при условии, что каждое значение зависимого отношения связано с единственным значением основного отношени.

Сетевые базы данных в зависимости от ограничений на Схождение отношений в веерные отношения разделяются на многоуровневые сети и двухуровневые сети. Ограничение двухуровневых сетей состоит в том, что каждое отношение может существовать в одной из перечисленных ниже ролей:

• вне каких-либо веерных отношений,

• в качестве основного отношения в любом количестве веерных отношений,

• в качестве зависимого отношения в любом количестве веерных отношений.

Запрещается существование отношения в качестве основного в одном контексте и одновременно в качестве зависимого в другом контексте.

Многоуровневые сети не предусматривают никаких ограничений на взаимосвязь веерных отношений, в некоторых сетевых СУБД разрешены даже циклические структуры сети.

Для двухуровневых сетевых СУБД вводятся еще два ограничения (с теоретической точки зрения необязательные):

• первичный ключ основного отношения может быть только одноатрибутным,

• веерное отношение существует, если первичный ключ основного отношения является частью первичного ключа зависимого отношения.

ИЕРАРХИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ

Иерархическая модель данных имеет много общих черт с сетевой моделью данных, хронологически она появилась даже раньше, чем сетевая. Допустимыми информационными конструкциями в иерархической модели данных являются отношение,

веерное отношение и иерархическая база данных. Иерархической базой данных называется множество отношений и веерных отношений, для которых соблюдаются два ограничения

1. Существует единственное отношение, называемое корневым,

которое не является зависимым ни в одном веерном отношении.

2. Все остальные отношения (за исключением корневого) являются

зависимыми отношениями только в одном веерном отношении.

Схема иерархической БД по составу компонентов идентична сетевой базе данных. Названные выше ограничения поддерживаются иерархическими СУБД.