Модели на данни: функции, класификация и описание

Преди да и знам за такова нещо като модел на данните, ние изучаваме видове, класификация, а също така и за подробното описание, има нужда да се разбере много смисъла на информатиката, от които са включени тези понятия, и всички региони да го изучават. В тази статия ще разгледаме основните термини и стълбове на тази наука, по-специално ще говорим за видовете структура на данните, взаимоотношенията в тях и много други.

Какво представлява информационната и информационната система?

За да се стигне до изучаването на структурата на модела за данни, трябва да се разбира, че тези данни и информация по принцип са.

Абсолютно във всеки момент от съществуването на човешкото общество огромна роля играеше информацията, т.е. информацията, получена от човек от огромен и разнообразен свят около нас. Например, дори примитивните хора оставиха информация за най-простите начини на живот и традиции с помощта на скални дърворезби.

Оттогава хората са направени множество научни открития, събрани информация за техните предшественици, както и натрупаната информация от ежедневните новини, спечелвайки по този начин увеличаване на обема на информация и даване на него качества като стойност и надеждност.

С течение на времето количеството информация е станало толкова голямо и огромно, че човечеството не е било в състояние да го съхранява в паметта си, да се справя ръчно и да извършва каквито и да е действия върху нея. Затова днес съществува необходимост от фундаментална наука - компютърната наука, чиято сфера на обучение включва областта на човешката дейност, свързана с различни трансформации на информация. Информатиката обхваща почти всяка област от нашия живот: от прости математически изчисления до сложни инженерни и архитектурни проекти, както и създаване на анимационни и анимационни филми. Тя определя основни цели като автоматизирана обработка, структуриране, съхранение и предаване на информация.

В днешната тема ще разгледаме конкретно структурирането на информацията, а именно, да поговорим за модела на данните. Преди това обаче е необходимо да се изяснят някои други въпроси, пряко свързани с темата на нашия разговор. А именно: бази данни и СУБД.

Бази данни и СУБД

Типът структурирана информация е базата данни (DB).

Терминът означава споделен набор от информация, която логически е свързана. Бази данни са структури, които се използват активно в динамични уеб сайтове, които имат огромно количество информация. Например, това са ресурсите на различни онлайн магазини, медийни портали или други корпоративни източници.

Системи за управление на бази данни (СУБД) наречен набор от разнообразен софтуер, предназначен за създаване на база данни, поддържането им в подходяща форма и организиране на бързо търсене на необходимата информация в тях. Пример за широко използван СУБД е Microsoft Access, издаден в един ред на Microsoft Office. Отличителна черта на този СУБД е, че поради наличието на езика на VBA, се предвижда да се създават приложения в самия Достъп, който работи на базата на бази данни.

Базите данни могат да бъдат класифицирани по няколко различни критерия:

• По вид на модела (те ще бъдат обсъдени).
• На мястото на съхранение (твърд диск, RAM, оптични дискове).
• В зависимост от вида на употреба (местни, т.е. достъп до нея има един потребител,-носител, което означава, че данните в базата данни могат да преглеждат няколко човека като цяло - такава база данни бе домакин на няколко сървъра и персонални компютри, че е възможно да видите информацията в тях има право на голям брой хора).
• Относно съдържанието на информацията (научна, историческа, лексикографска и др.).
• По степента на сигурност на базата (централизирана и разпределена).
• По хомогенност (хетерогенна и хомогенна, съответно).

И също така и на много други, по-малко значими признаци.

Основната част от такава база данни е моделът на данните. Те са набор от информационни структури и операции за нейната обработка, опростяване и ускоряване на процеса на организиране на търсенето на необходимата информация.

Модели на системите за данни: класификация

Има различни бази данни, но те се основават на по-общи и фундаментални модели. Класификацията на информационните модели на данните също е разделена на много различни видове. Ето най-често използваните категории:

• йерархичен модел;
• мрежова схема;
• релационен модел;
• обективно ориентирани схеми.

Всички тези типове модели данни се различават по естеството на представянето и съхранението на информацията в тях.

Критерии за избор на правилния модел

Потребителят може да създаде база данни с всеки от описаните по-горе типове. Трябва обаче да се отбележи, че изборът на модела за данни определя зависимостта от някои фактори.

Най-важният критерий е дали базата данни на клиента поддържа определен модел. Повечето СУБД са изградени по такъв начин, че на потребителя е представен модел за данни, който трябва да се използва, но някои от тях поддържат няколко различни аналози наведнъж. Нека да разгледаме техните функции отделно.

Йерархичен модел

Това е един от видовете модели за представяне на данни, които ги организират под формата на набор от елементи, които са подредени в ред от общо до конкретно.

Структура - обърнато дърво. Има един начин за достъп до един конкретен файл.

Йерархичният модел трябва да отговаря на три основни условия:

• Всеки възел от по-ниско ниво може да се свърже само с един възел на по-високо ниво.
• В йерархията има само един основен корен възел, който не е подчинен на друг възел и е на най-високо ниво.
• За всеки възел на йерархията има само един път от коренния възел.

Типът връзка е "един до много".

Мрежов модел

Тя разчита в голяма степен на йерархична, имаща много общо с нея. Основната разлика между тях е типът на връзката, което предполага връзката "много към много", т.е. връзките могат да съществуват между различните възли.

Предимството на мрежовия модел е, че той харчи по-малко ресурси от компютър по отношение на паметта и отзивчивостта, отколкото другите модели.

Недостатъкът на тази схема е, че ако трябва да промените структурата на съхраняваните данни, ще трябва да промените всички приложения, които се основават на този мрежов модел, тъй като такава структура не е независима.

Релационен модел

Това е най-разпространеното днес. Обектите и взаимоотношенията между тях при този модел на данните са представени от таблици, а връзките в тях се третират като обекти. Колоните в такава таблица се наричат ​​полета, а редове се наричат ​​записи. Всяка таблица в релационен модел трябва да отговаря на следните свойства:

• Абсолютно всичките й колони са хомогенни, т.е. всички елементи, които са в една и съща колона, трябва да имат същия тип и максимален допустим размер.
• Всяка колона има свое уникално име.
• Не трябва да има идентични редове в таблицата.
• Редът, в който редове и колони следват в таблицата, може да бъде произволен.

Релационният модел отчита и видовете взаимоотношения между тези таблици, включително взаимоотношенията "един към един", "един към много" и много към много.

Базите данни, създадени въз основа на релационния модел на таблицата, са гъвкави, адаптивни и добре мащабируеми. Всеки обект от данни е разделен на най-малките и най-полезните фрагменти.

Обектно-ориентиран модел

В обектно-ориентиран модел за изграждане на бази данни базите данни се дефинират от набор от софтуерни елементи с възможност за повторно използване със свързани функции. Има няколко различни обектно-ориентирани бази данни:

• Мултимедийна база данни.
• Хипертекстна база данни.

Първата включва данни от медиите. Той може да съдържа различни изображения, които например не могат да се съхраняват в релационен модел.

Една хипертекстна база данни позволява всеки основен обект да бъде асоцииран с всеки друг обект. Това е доста удобно за организиране на комуникация в различни несъответстващи данни, но този модел далеч не е идеален за провеждане на числени анализи.

Вероятно обектно-ориентираният е най-популярният и използван модел, тъй като той може да съдържа информация под формата на таблици, както и релационни, но за разлика от нея записът в таблицата не е ограничен.

Допълнителна информация

За първи път в компютърната наука йерархичният модел бе използван от IBM през 60-те години на миналия век, но днес неговата популярност намаля поради ниската ефективност.

Моделът за мрежови данни е бил популярен през 70-те години, след като официално е бил идентифициран от Конференцията по езиците на системите за бази данни.

Релационните бази данни обикновено се записват на езика на структурираните заявки (SQL). Този модел е публикуван през 1970 година.

данни

По този начин е възможно да обобщим въпросите, които разгледахме днес, с помощта на следните кратки изводи:

1. Данните за персонални компютри (компютри) могат да се съхраняват структурно под формата на специални бази данни.
2. В основата на всяка база данни е нейният модел.
3. Съществуват четири основни типа модели на данни: йерархични, мрежови, релационни, обектно-ориентирани.
4. В йерархичния модел структурата е външно обърнато дърво.
5. В модела за мрежова комуникация съществуват различни възли.
6. В релационния модел връзките между обектите се представят под формата на таблици.
7. В обектно ориентиран модел връзките между елементите могат да бъдат представени от таблици, но те не са ограничени до тях.

В последния случай, например, наличието на текст и изображения е възможно.