Научная работа: Обобщение моделей данных в создании ИС

1. Иерархическая;

2. Сетевая;

3. Реляционная;

Кроме того, в последние годы появились и стали более активно внедряться на практике следующие модели данных:

1. постреляционная;

2. многомерная;

3. объектно-ориентированная.

Разрабатываются также всевозможные системы, основанные на других моделях данных, расширяющих известные модели. B их числе можно назвать объектно-реляционные, дедуктивно-объектно-ориентированные, семантические, концептуальные и ориентированные модели. Некоторые из этих моделей служат для интеграции баз данных, баз знаний и языков программирования.

B некоторых СУБД поддерживаются одновременно несколько моделей данных. Например, в системе ИНТЕРБАЗА для приложений применяется сетевой язык манипулирования данными, а в пользовательском интерфейсе реализованы языки SQL и QBE.

Цель работы - описать структуру каждой модели данных, недостатки и достоинства, привести примеры использования в практике каждой модели.

Задачи исследования:

1. Изучить иерархическую модель данных;

2. Изучить сетевую модель данных;

3. Изучить реляционную модель данных;

4. Изучить постреляционную модель данных;

5. Изучить многомерную модель данных;

6. Изучить объектно-ориентированную модель данных;

7. Сравнить классические модели данных.

Теоретическая основа исследования – структуры моделей, представление связей, недостатки и достоинства, каждой модели. Использованы работы авторов: А.И. Мишенин, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер, Г.Н. Смирнова, А.А. Сорокин, Ю.Ф. Тельнов, А.Д. Хомоненко, В.М. Цыганков, М.Г. Мальцев

Глава I . Классические модели данных

1.1 Иерархическая модель данных

В иерархической модели связи между данными можно описать с помощью упорядоченного графа (или дерева). Упрощенно представление связей между данными в иерархической модели показано на рис.1. (см. Приложение рис.1.) Для описания структуры (схемы) иерархической БД на некотором языке программирования используется тип данных «дерево». Тип «дерево» схож с типами данных «структура» языков программирования ПЛ/1 и C и «запись» языка Паскаль. В них допускается вложенность типов, каждый из которых находится на некотором уровне. Тип «дерево» является составным. Он включает в себя подтипы («поддеревья»), каждый из которых, в свою очередь, является типом «дерево». Каждый из типов «дерево» состоит из одного «корневого» типа и упорядоченного набора (возможно, пустого) подчиненных типов. Каждый из элементарных типов, включённых в тип «дерево», является простым или составным типом «запись». Простая «запись» состоит из одного типа, например числового, а составная «запись» объединяет некоторую совокупность типов, например, целое, строку символов и указатель (ссылку). Пример типа «дерево» как совокупности типов показан на рис.2. (см. Приложение рис.2.)

Корневым называется тип, который имеет подчиненные типы и сам не является подтипом. Подчинённый тип (подтип) является потомком по отношению к типу, который выступает для него в роли предка (родителя). Потомки одного и того же типа являются близнецами по отношению друг к другу.

B целом тип «дерево» представляет собой иерархически организованный набор типов «запись».

Иерархическая БД, представляет собой упорядоченную совокупность экземпляров данных типа «дерево» (деревьев), содержащих экземпляры типа «запись» (записи). Часто отношения родства между типами переносят на отношения между самими записями. Поля записей хранят собственно числовые или символьные значения, составляющие основное содержание БД. Обход всех элементов иерархической БД обычно производится сверху вниз и слева направо.

В иерархических СУБД может использоваться терминология, отличающаяся от приведенной. Так, в системе IMS понятию «запись» соответствует термин «сегмент», а под «записью БД» понимается вся совокупность записей, относящаяся к одному экземпляру типа «дерево».

Данные в базе с приведенной схемой (рис.2.) могут выглядеть, например, как показано на рис.3. (см. Приложение рис. 3.)

Для организации физического размещения иерархических данных в памяти ЭВМ могут использоваться следующие группы методов:

1. представление линейным списком с последовательным распределением памяти (адресная арифметика, левосписковые структуры);