Сетевая модель данных плюсы и минусы

17. Сравнение моделей данных. Достоинства и недостатки реляционной, сетевой и иерархической моделей данных.

Семантические модели данных представляют собой средство описания структуры предметной области.

Семантические модели должны отвечать следующим требованиям:

• обеспечить интегрированное представление о предметной области;
• понятийный аппарат модели должен быть понятен как специалисту предметной области, так и администратору БД;
• модель должна содержать информацию, достаточную для дальнейшего проектирования ЭИС.

При сравнении моделей данных трудно отделить факторы, характеризующие принципиальные особенности моделей, от факторов связанных с реализацией этих моделей данных средствами конкретных СУБД.

Преимущества реляционного подхода:

2. Теоретическое обоснования.

3. Независимость данных когда необходимо изменить структуру реляционной БД.

Недостатки реляционной модели данных:

1. Низкая скорость при выполнении операции соединения

2. Большой расход памяти для предоставления реляционной БД.

Достоинства иерархической моделей данных:

2. Минимальный расход памяти.

Недостатки иерархической модели:

2. Допустимость только навигационного принципа доступна к данным.

Преимущества сетевой модели данных:

2. Возможность доступа к данным через значения нескольких отношений.

Недостатки сетевой модели данных можно назвать:

1. Обилие понятий вариантов их взаимосвязей и особенностей реализации.

2. Допустимость только навигационного принципа доступа к данным.

При анализе моделей данных не затрагивалась проблема упорядоченности значений в отношениях БД. Для реляционных модели данных это упорядоченность с теоретической точки зрения необязательно, а в двух других моделях она широко используется для повышения эффективности реализации вопросов.

На окончательный выбор модели данных влияют многие дополнительные факторы, например наличие, хорошо зарекомендовавших себя СУБД квалификация прикладных программистов размер БД и другие.

18. Семантические модели данных. Модель «сущность-связь».

Семантические модели данных представляют собой средство описания структуры предметной области.

Семантические модели должны отвечать следующим требованиям:

• обеспечить интегрированное представление о предметной области;
• понятийный аппарат модели должен быть понятен как специалисту предметной области, так и администратору БД;
• модель должна содержать информацию, достаточную для дальнейшего проектирования ЭИС.

Базовыми элементами в модели «сущность-связь» служат типы сущностей, обозначаемые далее прямоугольниками, и типы связей, обозначаемые двойными прямоугольниками. Многие сущности, рассматриваемые в этой модели, соответствуют физическим объектам предметной области.

В структуре связей объектов допускаются следующие типы связей:

• N-арные связи, приводится пример тернарной связи;

Источник

2.2.2 Сетевая модель данных

Сетевая модель данных — логическая модель данных, являющаяся расширением иерархического подхода, строгая математическая теория, описывающая структурный аспект, аспект целостности и аспект обработки данных в сетевых базах данных. Разница между иерархической моделью данных и сетевой состоит в том, что в иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка, а в сетевой структуре данных у потомка может иметься любое число предков. Сетевая БД состоит из набора экземпляров определенного типа записи и набора экземпляров определенного типа связей между этими записями. Тип связи определяется для двух типов записи: предка и потомка. Экземпляр типа связи состоит из одного экземпляра типа записи предка и упорядоченного набора экземпляров типа записи потомка. Для данного типа связи L с типом записи предка P и типом записи потомка C должны выполняться следующие два условия:

• каждый экземпляр типа записи P является предком только в одном экземпляре типа связи L;
• каждый экземпляр типа записи C является потомком не более чем в одном экземпляре типа связи L

Плюсы сетевой модели данных:

Минусы сетевой модели данных:

П ример сетевой модели приведен на рисунке 6:

Рисунок 6 – Сетевая модель данных

2.2.3 Объектно-ориентированная модель данных

В объектно-ориентированной модели при представлении данных имеется возможность идентифицировать отдельные записи базы данных. Между записями и функциями их обработки устанавливаются взаимосвязи с помощью механизмов, подобных соответствующим средствам в объектно-ориентированных языках программирования.

Логическая структура объектно-ориентированной БД внешне похожа на структуру иерархической БД. Основное различие между ними состоит в методах манипулирования данными. Для выполнения действий над данными в рассматриваемой модели БД применяются логические операции, усиленные объектно-ориентированными механизмами инкапсуляции, наследования и полиморфизма.

Плюсы объектно-ориентированной модели:

• Возможность отображения информации о сложных взаимосвязях объектов. Объектно-ориентированная модель данных позволяет идентифицировать отдельную запись базы данных и определять функции их обработки.

Минусы объектно-ориентированной модели:

• Высокая понятийная сложность
• Неудобство обработки данных
• Низкая скорость выполнения запросов

Пример объектно-ориентированной модели приведен на рисунке 7:

Рисунок 7 – Объектно-ориентированная модель данных

2.2.4 Реляционная модель данных

Недостатки иерархической и сетевой моделей привели к появлению новой, реляционной модели данных, созданной Коддом в 1970 году и вызвавшей всеобщий интерес. Реляционная модель была попыткой упростить структуру базы данных. В ней отсутствовали явные указатели на предков и потомков, а все данные были представлены в виде простых таблиц, разбитых на строки и столбцы. Реляционной называется база данных, в которой все данные, доступные пользователю, организованны в виде таблиц, а все операции над данными сводятся к операциям над этими таблицами. Представление данных не зависит от способа их физической организации. Это обеспечивается за счет использования математической теории отношений (само название «реляционная» происходит от английского relation — «отношение»).

Реляционная СУБД также способна реализовать отношения предок/потомок, однако эти отношения представлены исключительно значениями данных, содержащихся в таблицах.

Ограничения реляционной модели:

• Должны отсутствовать записи-дубликаты
• Столбцы реляционной таблицы поименованы, поэтому их порядок не важен.
• Порядок записей может быть произвольным
• Каждая запись уникальна и однозначно определяется значением ключа.
• Каждый элемент таблицы называется полем, может быть однозначно определен.
• В столбце записываются данные одного типа

Недостатки традиционных реляционных моделей:

• Избыточность по полям (из-за создания связей)
• В качестве основного и, часто, единственного механизма, обеспечивающего быстрый поиск и выборку отдельных строк таблице (или в связанных через внешние ключи таблицах), обычно используются различные модификации индексов, основанных на B-деревьях. Такое решение оказывается эффективным только при обработке небольших групп записей и высокой интенсивности модификации данных в базах данных.

П ример реляционной модели приведен на рисунке 8:

Рисунок 8 – Реляционная модель данных

Источник

9. Понятие модели данных. Сетевые модели бд: особенности, преимущества, недостатки.

Модель данных — это абстрактное, самодостаточное, логическое определение объектов, операторов и прочих элементов, в совокупности составляющих абстрактную машину доступа к данным, с которой взаимодействует пользователь. Эти объекты позволяют моделировать структуру данных, а операторы — поведение данных.

Включает в себя три аспекта:

• Аспект культуры (методы описания типов и логических структур данных в базе данных)
• Аспект манипуляции (методы манипулирования данными)
• Аспект целостности (методы описания и поддержки целостности базы данных)

Сетевая модель данных позволяет отображать разнообразные взаимосвязи элементов данных в виде произвольного графа, обобщая тем самым иерархическую модель данных. Сетевая БД состоит из набора записей и набора соответствующих связей. На формирование связи особых ограничений не накладывается. Если в иерархических структурах запись-потомок могла иметь только одну запись-предка, то в сетевой модели данных запись-потомок может иметь произвольное число записей-предков. Преимущества:

• СМД является наиболее полной с точки зрения реализации различных типов связей и ограничений целостности.

Недостатки:

• Является достаточно сложной для проектирования и поддержки.
• Не обеспечивается физическая независимость данных, т.к. наборы организованы с помощью физических ссылок.
• Не обеспечивается независимость данных от программ.

10. Реляционные модели данных: особенности, преимущества, недостатки.

• Структурный аспект — данные в базе данных представляют собой набор отношений.
• Аспект целостности — отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных.
• Аспект обработки (манипулирования) — РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).

• Отношение – двухмерная таблица, не содержащая строк-дубликатов
• Сущность есть объект любой природы, данные о котором хранятся в базе данных. Данные о сущности хранятся в отношении
• Запись – строка (ряд, запись, row, кортеж) таблицы
• Отношение – множество кортежей
• Атрибут (столбец). Атрибуты представляют собой свойства, характеризующие сущность. В структуре таблицы каждый атрибут именуется и ему соответствует заголовок некоторого столбца таблицы
• Домен – множество значений атрибута

• Отображает информацию в наиболее простой для пользователя форме
• Отсутствует дублирование информации
• Позволяет создавать языки манипулирования данными не процедурного типа
• Возможно изменение данных

• Медленный доступ к данным
• Трудоемкость разработки

11. Постреляционные модели данных: особенности, преимущества, недостатки.

Классическая реляционная модель предполагает неделимость данных, хранящихся в полях записей таблиц. Это означает, что информация в таблице представляется в первой нормальной форме. Существует ряд случаев, когда это ограничение мешает эффективной реализации приложений. Постреляционная модель данных представляет собой расширенную реляционную модель, снимающую ограничение неделимости данных, хранящихся в записях таблиц. Постреляционная модель данных допускает многозначные поля – поля, значения которых состоят из подзначений. Набор значений многозначных полей считается самостоятельной таблицей, встроенной в основную таблицу. При обработке данных в постреляционной модели не требуется выполнять операцию соединения данных из двух таблиц. SELECT Номер накладной, Номер покупателя, Название товара, Количество товара FROM НАКЛАДНЫЕ; Особенности.

• обеспечивает возможность вложенности полей
• поддерживает ассоциированные многозначные поля (ассоциации)
• На длину полей и количество полей в записях таблицы не накладывается требование постоянства.
• Допускает хранение в таблицах ненормализованных данных.

Достоинством постреляционной модели является возможность представления совокупности связанных реляционных таблиц одной постреляционной таблицей. Это обеспечивает высокую наглядность представления информации и повышение эффективности ее обработки. Недостатком постреляционной модели является сложность решения проблемы обеспечения целостности и непротиворечивости хранимых данных.

Источник