Enne kui õpime tundma sellist mõistet nagu andmemudelid, uurime nende tüüpe, klassifikatsioone ja kaalume ka üksikasjalikku kirjeldust, on vaja mõista arvutiteaduse tähendust, mis hõlmab neid mõisteid ja kõiki valdkondi., see uuris. Selles artiklis käsitleme selle teaduse põhitermineid ja alustalasid, eelkõige räägime andmestruktuuride tüüpidest, nendes leiduvatest suhetest ja paljust muust.
Mis on teave ja informaatika?
Andmemudeli struktuuri uurimise juurde liikumiseks peate mõistma, mis need andmed ja teave põhimõtteliselt on.
Absoluutselt igal inimühiskonna eksisteerimise hetkel mängis tohutut rolli informatsioon, st teave, mille inimene sai meid ümbritsevast tohutust ja mitmekesisest maailmast. Näiteks jätsid isegi primitiivsed inimesed kaljumaalingute abil meile teavet oma lihtsa eluviisi ja traditsioonide kohta.
Sellest ajast alates on inimesed teinud arvuk alt teaduslikke avastusi, kogunud teavet oma eelkäijate kohta ja kogunud teavet igapäevaelu kohtauudiseid, kogudes seeläbi üha rohkem teavet ja andes sellele sellised omadused nagu väärtus ja usaldusväärsus.
Aja jooksul on teabe hulk muutunud nii suureks ja tohutuks, et inimkond ei suutnud seda iseseisv alt oma mällu salvestada, käsitsi töödelda ega sellega mingeid toiminguid teha. Seetõttu tekkis vajadus tänapäeva fundamenta alteaduse – informaatika järele, mille ulatusse kuulub info erinevate transformatsioonidega seotud inimtegevuse valdkond. Informaatika hõlmab peaaegu kõiki meie eluvaldkondi: lihtsatest matemaatilistest arvutustest kuni keeruka inseneri- ja arhitektuurse projekteerimiseni, aga ka anima- ja animafilmide loomiseni. See seab endale sellised põhieesmärgid nagu teabe automatiseeritud töötlemine, struktureerimine, salvestamine ja edastamine.
Tänases teemas puudutame konkreetselt info struktureerimist, nimelt räägime andmemudelist. Enne seda tuleks aga selgeks teha veel mõned meie vestluse teemaga otseselt seotud punktid. Nimelt: andmebaasid ja DBMS.
Andmebaasid ja DBMS
Andmebaasid (DB) on teatud tüüpi struktureeritud teave.
See termin viitab jagatud teabekogumile, mis on loogiliselt seotud. Andmebaasid on struktuurid, mida kasutatakse aktiivselt dünaamilistel saitidel, kus on tohutul hulgal teavet. Näiteks on need erinevate veebipoodide, fondide portaalide ressursidmeedia või muud ettevõtte allikad.
Andmebaasihaldussüsteemid (DBMS) on mitmesuguse tarkvara komplekt, mis on loodud andmebaaside loomiseks, nende õigel kujul hoidmiseks ja neis vajaliku teabe kiire otsimise korraldamiseks. Laialdaselt kasutatava DBMS-i näide on Microsoft Access, mis avaldatakse Microsoft Office'i ühel real. Selle DBMS-i eripäraks on see, et tänu VBA keele olemasolule on Accessis võimalik luua rakendusi, mis töötavad andmebaaside baasil.
Andmebaase saab klassifitseerida mitme erineva kriteeriumi järgi:
- Vastav alt mudeli tüübile (neid arutatakse).
- Säilituskoha järgi (kõvaketas, RAM, optilised kettad).
- Kasutusviisi järgi (kohalik, st ühel kasutajal on sellele juurdepääs; meedium, st andmebaasis olevaid andmeid saavad vaadata mitmed inimesed; üldine - sellised andmebaasid asuvad mitmel serveril ja personaalarvutil, see tähendab, et teabe vaatamise võimalus on neil õigus paljudele inimestele).
- Vastav alt teabe sisule (teaduslik, ajalooline, leksikograafiline ja muu).
- Baasi kindlusastme järgi (tsentraliseeritud ja hajutatud).
- Homogeensuse järgi (vastav alt heterogeenne ja homogeenne).
Ja ka paljude muude vähem oluliste funktsioonide jaoks.
Sellise andmebaasi põhiosa moodustavad andmemudelid. Nad esindavadteabestruktuuride ja toimingute kogum selle töötlemiseks, mis lihtsustab ja kiirendab vajaliku teabe otsimise korraldamise protsessi.
Andmesüsteemi mudelid: klassifikatsioon
Andmebaase on palju, kuid need kõik põhinevad tavalisematel ja põhilistel mudelitel. Ka infoandmete mudelite klassifikatsioon jaguneb paljudeks eri tüüpideks. Siin on kõige sagedamini kasutatavad kategooriad:
- hierarhiline mudel;
- võrguskeem;
- suhtemudel;
- objektorienteeritud skeemid.
Kõik seda tüüpi andmemudelid erinevad üksteisest nendes teabe esitamise ja salvestamise olemuse poolest.
Õige mudeli valimise kriteeriumid
Kasutaja saab luua andmebaasi mis tahes ül altoodud tüüpidega. Siiski tuleb märkida, et andmemudeli valik määrab sõltuvuse mõnest tegurist.
Kõige olulisem kriteerium on see, kas kliendi kasutatav DBMS toetab teatud mudelit. Enamik DBMS-e on ehitatud nii, et kasutajale esitatakse kasutatav andmemudel, kuid mõned neist toetavad mitut erinevat analoogi korraga. Vaatame ükshaaval nende funktsioone.
Hierarhiline mudel
See on üks andmeesitusmudelite tüüpidest, mis korraldab need elementide kogumina, mis on järjestatud üldisest konkreetseni.
Struktuur on ümberpööratud puu. Juurdepääs ühele konkreetsele failileon üks viis.
Hierarhiline mudel peab vastama kolmele põhitingimusele:
- Iga madalama taseme sõlme saab ühendada ainult ühe kõrgema taseme sõlmega.
- Hierarhias on ainult üks peamine juursõlm, mis ei allu ühelegi teisele sõlmele ja asub kõrgeimal tasemel.
- Juursõlmest hierarhia mis tahes sõlmeni on ainult üks tee.
Suhtetüüp on üks-mitmele.
Võrgumudel
See toetub suuresti hierarhilisele, omades sellega üsna palju ühist. Peamine erinevus nende kahe vahel on lingi tüüp, mis tähendab palju-mitmele suhet, mis tähendab, et lingid võivad eksisteerida erinevate sõlmede vahel.
Võrgumudeli eeliseks on see, et see kulutab mälu ja kiiruse osas vähem arvutiressursse kui teised mudelid.
Selle skeemi puuduseks on see, et kui teil on vaja muuta salvestatud andmete struktuuri, peate muutma kõiki selle võrgumudeli alusel töötavaid rakendusi, kuna selline struktuur ei ole iseseisev.
Suhtemudel
On tänapäeval kõige levinum. Objekte ja nendevahelisi seoseid selles andmemudelis kujutatakse tabelitena ning neis olevaid seoseid käsitletakse objektidena. Sellise tabeli veerge nimetatakse väljadeks ja ridu kirjeteks. Iga relatsioonimudeli tabel peab rahuldamajärgmised omadused:
- Absoluutselt kõik selle veerud on homogeensed, see tähendab, et kõik ühes veerus asuvad elemendid peavad olema sama tüüpi ja sama suurima lubatud suurusega.
- Igal veerul on oma kordumatu nimi.
- Tabelis ei tohiks olla identseid ridu.
- Tabeli ridade ja veergude kuvamise järjekord võib olla suvaline.
Relatsioonimudel võtab arvesse ka nende tabelite vaheliste seoste tüüpe, sealhulgas üks-ühele, üks-mitmele ja mitu-mitmele seost.
Tabelipõhisele relatsioonimudelile üles ehitatud andmebaasid on paindlikud, kohandatavad ja hästi skaleeritavad. Iga andmeobjekt on jaotatud väikseimateks ja kasulikumateks fragmentideks.
Objektorienteeritud mudel
Objektorienteeritud andmekonstruktsiooni mudelis määratletakse andmebaasid korduvkasutatavate tarkvaraelementide komplekti ja seotud funktsioonidega. On mitmeid erinevaid objektorienteeritud andmebaase:
- Multimeediumiandmebaas.
- Hüperteksti andmebaas.
Esimene sisaldab meediaandmeid. See võib sisaldada erinevaid pilte, mida näiteks ei saa salvestada relatsioonimudelisse.
Hüperteksti andmebaas võimaldab mis tahes andmebaasiobjekti siduda mis tahes muu objektiga. See on üsna mugav suhtluse korraldamiseks erinevate andmete kogumis, kuid selline mudel pole läbiviimisel kaugeltki ideaalne.numbrilised analüüsid.
Võib-olla on objektorienteeritud mudel kõige populaarsem ja kasutatud mudel, kuna see võib sisaldada teavet tabelite kujul, nagu relatsiooniline, kuid erinev alt sellest ei piirdu ta tabelikirjetega.
Veidi rohkem teavet
Hierarhilist mudelit kasutas arvutiteaduses esimest korda eelmise sajandi 60. aastatel IBM, kuid tänaseks on selle populaarsus madala efektiivsuse tõttu vaibunud.
Võrgu andmemudel oli populaarne juba 70ndatel, pärast seda, kui andmebaasisüsteemide keelte konverents selle ametlikult määratles.
Relatsiooniandmebaasid on tavaliselt kirjutatud struktureeritud päringukeeles (SQL). See mudel ilmus 1970. aastal.
Järeldused
Seega saame täna käsitletud probleemid kokku võtta järgmiste lühikeste järeldustega:
- Andmeid personaalarvutites (PC) saab struktuurselt salvestada spetsiaalsete andmebaaside kujul.
- Iga andmebaasi tuum on selle mudel.
- Andmemudeleid on nelja peamist tüüpi: hierarhilised, võrgu-, relatsioonilised, objektorienteeritud.
- Hierarhilises mudelis näeb struktuur välja nagu ümberpööratud puu.
- Võrgumudelis on lingid erinevate sõlmede vahel.
- Relatsioonimudelis esitatakse objektidevahelised seosed tabelitena.
- Objektorienteeritud mudelis saab elementide vahelisi seoseid esitada tabelitega, kuid mitte ainult.
Viimasel juhul võib näiteks ollatekst ja pildid.
