Pirms mēs uzzinām par tādu jēdzienu kā datu modeļi, izpētām to veidus, klasifikācijas un arī apsveram detalizētu aprakstu, ir jāsaprot datorzinātnes, kas ietver šos jēdzienus, un visas jomas., tā pētīja. Šajā rakstā mēs apskatīsim šīs zinātnes pamatjēdzienus un pīlārus, jo īpaši runāsim par datu struktūru veidiem, attiecībām tajās un daudz ko citu.
Kas ir informācija un informātika?
Lai pārietu uz datu modeļa struktūras izpēti, jums ir jāsaprot, kas principā ir šie dati un informācija.
Pilnīgi jebkurā cilvēku sabiedrības pastāvēšanas brīdī milzīga loma bija informācijai, tas ir, informācijai, ko cilvēks saņēma no plašās un daudzveidīgās pasaules, kas mums ir apkārt. Piemēram, pat primitīvi cilvēki ar klinšu gleznojumu palīdzību mums atstāja informāciju par savu vienkāršo dzīvesveidu un tradīcijām.
Kopš tā laika cilvēki ir veikuši daudzus zinātniskus atklājumus, vākuši informāciju par saviem priekšgājējiem un uzkrājuši informāciju no ikdienasjaunumus, tādējādi iegūstot arvien vairāk informācijas un piešķirot tai tādas īpašības kā vērtība un uzticamība.
Laika gaitā informācijas apjoms ir kļuvis tik milzīgs un milzīgs, ka cilvēce nespēja to patstāvīgi saglabāt atmiņā, apstrādāt manuāli un veikt ar to nekādas darbības. Tāpēc radās nepieciešamība pēc mūsdienu fundamentālās zinātnes - informātikas, kuras darbības sfērā ietilpst cilvēka darbības joma, kas saistīta ar dažādām informācijas transformācijām. Informātika aptver gandrīz visas mūsu dzīves jomas: no vienkāršiem matemātiskiem aprēķiniem līdz sarežģītai inženiertehniskai un arhitektūras projektēšanai, kā arī animācijas un animācijas filmu veidošanai. Tā izvirza sev tādus pamatmērķus kā informācijas automatizēta apstrāde, strukturēšana, uzglabāšana un pārraide.
Šodienas tēmā īpaši skarsim informācijas strukturēšanu, proti, runāsim par datu modeli. Taču pirms tam būtu jānoskaidro daži citi punkti, kas tieši saistīti ar mūsu sarunas tēmu. Proti: datu bāzes un DBVS.
Datu bāzes un DBVS
Datu bāzes (DB) ir strukturētas informācijas veids.
Šis termins attiecas uz kopīgu informācijas kopu, kas ir loģiski saistīta. Datu bāzes ir struktūras, kuras aktīvi izmanto dinamiskās vietnēs ar milzīgu informācijas apjomu. Piemēram, tie ir dažādu interneta veikalu, fondu portālu resursiplašsaziņas līdzekļiem vai citiem korporatīvajiem avotiem.
Datu bāzu pārvaldības sistēmas (DBMS) ir dažādas programmatūras kopums, kas paredzēts datu bāzu izveidei, to uzturēšanai pareizā formā un vajadzīgās informācijas ātras meklēšanas organizēšanai tajās. Plaši izmantotas DBVS piemērs ir Microsoft Access, kas tiek izlaista vienā Microsoft Office rindā. Šīs DBVS īpatnība ir tāda, ka VBA valodas klātbūtnes dēļ programmā Access ir iespējams izveidot lietojumprogrammas, kas darbojas, pamatojoties uz datu bāzēm.
Datu bāzes var klasificēt pēc vairākiem dažādiem kritērijiem:
- Atbilstoši modeļa tipam (tie tiks apspriesti).
- Pēc uzglabāšanas vietas (cietais disks, RAM, optiskie diski).
- Pēc izmantošanas veida (vietējais, tas ir, tam ir pieejams viens lietotājs; vidēja, tas ir, datus datubāzē var skatīt vairāki cilvēki; vispārīgi - šādas datu bāzes atrodas uz vairākiem serveriem un personālajiem datoriem, tas ir, iespēja skatīt informāciju tajās pienākas lielam cilvēku skaitam).
- Atbilstoši informācijas saturam (zinātniskā, vēsturiskā, leksikogrāfiskā un cita).
- Pēc bāzes noteiktības pakāpes (centralizēta un izplatīta).
- Pēc viendabīguma (attiecīgi neviendabīga un viendabīga).
Un arī daudzām citām, mazāk nozīmīgām funkcijām.
Šādas datu bāzes galvenā daļa ir datu modeļi. Viņi pārstāvinformācijas struktūru un operāciju kopums tās apstrādei, vienkāršojot un paātrinot vajadzīgās informācijas meklēšanas organizēšanas procesu.
Datu sistēmu modeļi: klasifikācija
Ir daudz dažādu datu bāzu, taču tās visas ir balstītas uz izplatītākiem un fundamentālākiem modeļiem. Arī informācijas datu modeļu klasifikācija ir sadalīta daudzos dažādos veidos. Šeit ir visbiežāk izmantotās kategorijas:
- hierarhiskais modelis;
- tīkla diagramma;
- relāciju modelis;
- objektorientētas shēmas.
Visi šie datu modeļu veidi atšķiras viens no otra ar to prezentācijas un informācijas glabāšanas raksturu.
Pareizā modeļa izvēles kritēriji
Lietotājs var izveidot datubāzi ar jebkuru no iepriekšminētajiem veidiem. Tomēr jāņem vērā, ka datu modeļa izvēle nosaka atkarību no dažiem faktoriem.
Svarīgākais kritērijs ir tas, vai klienta izmantotā DBVS atbalsta konkrētu modeli. Lielākā daļa DBVS ir veidotas tā, lai lietotājam tiktu parādīts izmantojamais datu modelis, taču dažas no tām vienlaikus atbalsta vairākus dažādus analogus. Apskatīsim to funkcijas pa vienam.
Hierarhiskais modelis
Tas ir viens no datu prezentācijas modeļu veidiem, organizējot tos kā elementu kopumu, kas sakārtoti secībā no vispārīga uz konkrētu.
Struktūra ir apgriezts koks. Lai piekļūtu vienam konkrētam failamir viens veids.
Hierarhiskajam modelim ir jāatbilst trim pamatnosacījumiem:
- Katru zemāka līmeņa mezglu var savienot tikai ar vienu augstāka līmeņa mezglu.
- Hierarhijā ir tikai viens galvenais saknes mezgls, kas nav pakļauts nevienam citam mezglam un atrodas augstākajā līmenī.
- Ir tikai viens ceļš uz jebkuru hierarhijas mezglu no saknes mezgla.
Attiecību veids ir viens pret daudziem.
Tīkla modelis
Tā lielā mērā balstās uz hierarhisko, un tam ir diezgan daudz kopīga. Galvenā atšķirība starp abiem ir saites veids, kas nozīmē attiecības daudzi pret daudziem, kas nozīmē, ka saites var pastāvēt starp dažādiem mezgliem.
Tīkla modeļa priekšrocība ir tā, ka tas patērē mazāk datora resursu atmiņas un ātruma ziņā nekā citi modeļi.
Šīs shēmas trūkums ir tāds, ka, ja jums ir jāmaina saglabāto datu struktūra, jums būs jāmaina visas lietojumprogrammas, kas darbojas, pamatojoties uz šo tīkla modeli, jo šāda struktūra nav neatkarīga.
Relāciju modelis
Mūsdienās ir visizplatītākais. Objekti un attiecības starp tiem šajā datu modelī tiek attēlotas ar tabulām, un tajās esošās attiecības tiek uzskatītas par objektiem. Šādas tabulas kolonnas sauc par laukiem, bet rindas - par ierakstiem. Katrai relāciju modeļa tabulai ir jāatbilstšādas īpašības:
- Pilnīgi visas tās kolonnas ir viendabīgas, tas ir, visiem elementiem, kas atrodas vienā kolonnā, ir jābūt vienāda veida un maksimāli pieļaujamā izmēra.
- Katrai kolonnai ir savs unikālais nosaukums.
- Tabulā nedrīkst būt identiskas rindas.
- Rindu un kolonnu parādīšanas secība tabulā var būt patvaļīga.
Relāciju modelī ir ņemti vērā arī šo tabulu attiecību veidi, tostarp attiecības viens pret vienu, viens pret daudziem un daudzi pret daudziem.
Datu bāzes, kas veidotas, pamatojoties uz tabulu relāciju modeli, ir elastīgas, pielāgojamas un ļoti mērogojamas. Katrs datu objekts ir sadalīts mazākajos un noderīgākajos fragmentos.
Objektorientēts modelis
Objektorientētā datu veidošanas modelī datubāzes nosaka atkārtoti lietojamu programmatūras elementu kopa ar saistītām funkcijām. Ir vairākas dažādas objektorientētas datu bāzes:
- Multivides datu bāze.
- Hiperteksta datu bāze.
Pirmajā ir iekļauti multivides dati. Tajā var būt dažādi attēli, kurus, piemēram, nevar saglabāt relāciju modelī.
Hiperteksta datubāze ļauj jebkuru datu bāzes objektu saistīt ar jebkuru citu objektu. Tas ir diezgan ērti, lai organizētu saziņu atšķirīgu datu komplektā, tomēr šāds modelis nebūt nav ideāls, veicotskaitliskās analīzes.
Iespējams, objektorientētais modelis ir vispopulārākais un lietotākais modelis, jo tas var saturēt informāciju tabulu veidā, piemēram, relāciju, taču atšķirībā no tā neaprobežojas tikai ar tabulu ierakstiem.
Nedaudz vairāk informācijas
Hierarhisko modeli datorzinātnēs pirmo reizi izmantoja pagājušā gadsimta 60. gados IBM, taču mūsdienās tā popularitāte ir mazinājusies zemās efektivitātes dēļ.
Tīkla datu modelis bija populārs jau 70. gados, pēc tam, kad to oficiāli noteica datu bāzu sistēmu valodu konference.
Relāciju datu bāzes parasti tiek rakstītas strukturētā vaicājuma valodā (SQL). Šis modelis tika izlaists 1970. gadā.
Secinājumi
Tādējādi mēs varam apkopot šodien izskatītos jautājumus ar šādiem īsiem secinājumiem:
- Personālo datoru (personālo datoru) datus var strukturāli saglabāt īpašu datu bāzu veidā.
- Jebkuras datu bāzes kodols ir tās modelis.
- Ir četri galvenie datu modeļu veidi: hierarhiski, tīkla, relāciju, objektorientēti.
- Hierarhiskajā modelī struktūra izskatās kā apgriezts koks.
- Tīkla modelī ir saites starp dažādiem mezgliem.
- Relāciju modelī attiecības starp objektiem tiek attēlotas kā tabulas.
- Objektorientētā modelī attiecības starp elementiem var attēlot ar tabulām, bet neaprobežojas ar tām.
Pēdējā gadījumā, piemēram, var būtteksts un attēli.
