Типи баз даних

Рис.1. Схематичне зображення ієрархічної БД

Якщо породжений елемент у відносинах між даними має більш ніж один вихідний елемент, то це ставлення, очевидно, вже не можна описати як деревоподібну структуру. Його описують у вигляді мережевої структури (див. Рис. 2).

Мал. 2. Схематичне зображення мережевої БД

Кожен елемент в мережевій структурі може бути пов'язаний з будь-яким іншим елементом. Такі структури використовуються для представлення даних в мережевих СУБД. У мережевих моделях знімається вказаний вище недолік ієрархічних БД, проте, з іншого боку, мова маніпулювання даними для таких моделей завжди є набагато більш складним, тому що містить велику кількість різнотипних команд і слабо формалізується.

В даний час на персональних комп'ютерах найбільш поширені т.зв. реляційні моделі БД. В основі реляційної моделі даних лежить поняття відносини, або реляції (relation - відношення, англ. Звідси і походить термін реляційні БД). Ставлення зручно і наочно представляється у вигляді двовимірної (плоскої) таблиці при дотриманні визна-лених обмежуючих умов. Дані в таблицях можуть бути пов'язаними, а сама реляції-ційна база даних являє собою набір таких взаємопов'язаних таблиць.

У реляційних БД (РБД) всі об'єкти поділяються на типи, тобто кожен об'єкт відноситься до деякого типу. Об'єкти одного і того ж типу мають свій, відповідний їх типу, набір атрибутів. Тому об'єкти одного типу в РБД представляються записами з однаковою кількістю полів, а кожен екземпляр об'єкта можна уявити як вектор з відповідною кількістю вимірів. Наприклад, якщо n - кількість атрибутів об'єкта даного типу, то i-й примірник об'єкта можна уявити як вектор Аi = (Ai1, Ai2, ..., Ain). Вся сукупність з m екземплярів об'єктів даного типу може бути представлена ​​у вигляді матриці або таблиці розмірністю m * n виду

Безліч рядків у таблиці Rij. тобто примірників об'єкта даного типу, і називається відношенням. а сукупність всіх можливих значень таблиці Rij називається схемою відносин.

Залежно від змісту в РБД розрізняють два типи відносин: об'єктні і зв'язкові. Об'єктне відношення зберігає дані про об'єкти і відображає залежності між атрибутами об'єкта, чіткий ставлення відображає залежності між окремими таблицями в РБД.

В об'єктному відношенні один з атрибутів однозначно ідентифікує об'єкт в таблиці, тобто запис в таблиці, а саме кожному конкретному значенню такого атрибута буде відповідати одна і тільки одна запис (рядок) в таблиці. Зрозуміло, що значення такого атрибута в стовпці таблиці повинні бути унікальні і ніколи не повторюватися. Такий атрибут називається первинним ключем відношення. Для зручності первинний ключ зазвичай розміщують в першому стовпчику таблиці. Для забезпечення унікальності значення первинного ключа, якщо в таблиці немає одного атрибута з неповторяющимися значеннями, такий ключ може складатися з декількох атрибутів, і тоді він називається складовим ключем.

У зв'язковому відношенні атрибути-ознаки різних таблиць використовуються для організації зв'язків між таблицями. Завдяки наявності таких зв'язків забезпечується цілісність БД і взаємодія даних, що містяться в різних таблицях БД.

Реляційну модель даних запропонував в 1969 році Е.Ф. Кодд - співробітник фірми IBM. Основний принцип реляційного підходу полягає в використанні операцій над таблицями, а не над окремими записами, що має місце в ієрархічних і мережевих БД. Можна виділити наступні важливі переваги РБД:

· Відносини (таблиці) не залежить від способу зберігання даних в комп'ютері;

· Теорія відносин є областю математичної логіки, т.зв. реляційної алгебри, і тому добре формалізована;

· Є простий і одноманітний спосіб представлення даних у вигляді таблиць;

· Здійснюється надійне забезпечення цілісності та захисту даних і деякі інші.

Важливою перевагою реляційної моделі даних є те, що на основі вже наявних схем відносин можна отримувати нові схеми, які ра-неї в файлі бази даних не були представлені. Таким способом відповідна СУБД дозволяє по-променя відповіді на незаплановані прикладними програмами інформаційні за-тання.

Необхідно відзначити, що РБД не позбавлені і певних недоліків: повільність роботи для великих БД, жорсткість структури даних і деякі інші. Однак для персональних комп'ютерів і не дуже великих БД в даний час використовуються виключно реляційні моделі БД.

Отже, перерахуємо вихідні компоненти реляційної моделі даних, заснованої на сукупності відносин:

· Все безліч об'єктів (записів) предметної області, яку описує БД, розділяється на кілька типів, кожен з яких представляється своєю таблицею;

· Кожен тип об'єктів має свої ознаки або характеристики - атрибути, значення яких містяться в полях - в стовпчиках таблиці;

· Кожним конкретним об'єктом даного типу відповідає певний набір значень цих атрибутів, відповідний рядку в таблиці;

· Атрибут (або набір атрибутів), однозначно визначає об'єкт в таблиці (тобто рядок в таблиці), називається первинним ключем об'єкта;

· В таблицях є також атрибути, які є первинними ключами в інших таблицях, т.зв. зовнішні ключі, які забезпечують зв'язок між таблицями в РБД.