Урок 19
§12 (1, 2, 3). База данных как модель предметной области

12.3. Представление о моделях данных

Модель данных — это совокупность структур данных и операций их обработки.

С помощью модели данных могут быть представлены сущности и взаимосвязи между ними. Выделяют три основных типа моделей данных: иерархическую, сетевую и реляционную.

Иерархическая модель данных определяет организацию данных об объектах в виде дерева. В иерархической модели данных у каждого объекта есть только один объект высшего уровня, которому он подчинён (родительский), и может быть несколько подчинённых объектов (потомков). Исключение составляет только наивысший по иерархии объект — у него нет родительского объекта. В иерархической модели данных каждый родительский объект в совокупности с подчинёнными объектами (потомками) можно рассматривать как отдельное дерево.

Пример иерархической организации данных представлен на рисунке 3.24. Информация БД «Школа» структурирована в виде иерархических деревьев, количество которых равно количеству подразделений (НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА, ОСНОВНАЯ ШКОЛА, СТАРШАЯ ШКОЛА). На первом уровне находится сущность ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ (НОМЕР, НАЗВАНИЕ, РУКОВОДИТЕЛЬ). Сущности второго уровня — КЛАССЫ (КОД КЛАССА, КЛАССНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ), сущности третьего уровня — УЧЕНИКИ (ЛИЧНОЕ ДЕЛО, ФАМИЛИЯ). Подчёркиванием выделен атрибут, который однозначно определяет каждый экземпляр сущности.

Рис. 3.24. Пример иерархической организации данных

Для обработки данных в иерархической модели данных используется следующий набор команд:

• найти указанное дерево (например, дерево 1);
• перейти от одного дерева к другому (например, от дерева НА к дереву 10А);
• перейти от родительского объекта к объекту-потомку внутри дерева (например, от объекта 11А к объекту К-18);
• перейти от одного объекта к другому в порядке, предусмотренном иерархической структурой (например, от объекта 9А к объекту 10А);
• вставить новый объект в указанном месте;
• удалить текущий объект и др.

Модель данных должна обеспечивать целостность данных, иначе говоря, в представленных с её помощью данных не должно быть противоречий.

Свойство целостности должно сохраняться при любых действиях с данными.

Основное правило обеспечения целостности в иерархической модели данных состоит в том, что ни один подчинённый объект (потомок) не может существовать без родительского объекта, за исключением одного основного родительского объекта.

При значительном количестве данных в БД, построенных по иерархической модели, поиск нужных данных может занять много времени. Например, поиск файла, содержащего определённый фрагмент текста, на всех жёстких дисках персонального компьютера может длиться несколько минут.

В Интернете подобный поиск будет длиться максимум несколько секунд, при этом будут обработаны значительно большие объёмы данных.

Постарайтесь вспомнить, за счёт чего так быстро происходит поиск в Интернете. Как это связано с индексацией данных? Используются ли аналогичные возможности в современных операционных системах?

Иерархическую модель данных удобно использовать для предметной области, объекты которой также имеют между собой иерархическую зависимость. Для предметной области, в которой объекты связаны между собой более сложной зависимостью, чем иерархия, может быть использована сетевая модель данных.

Cкачать материалы урока