В классической теории баз данных, модель данных есть формальная теория представления и в системе управления базами данных (СУБД), которая включает, по меньшей мере, три аспекта:

• аспект структуры : методы описания типов и логических структур данных в базе данных ;
• аспект манипуляции : методы манипулирования данными;
• аспект целостности : методы описания и поддержки целостности базы данных .

Аспект структуры определяет, что из себя логически представляет база данных. Аспект манипуляции определяет способы перехода между состояниями базы данных (то есть способы модификации данных) и способы извлечения данных из базы данных. Аспект целостности определяет средства описаний корректных состояний базы данных.

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 .

Каждая БД и СУБД строится на основе некоторой явной или неявной модели данных. Все СУБД, построенные на одной и той же модели данных, относят к одному типу. Например, основой реляционных СУБД является реляционная модель данных , сетевых СУБД — сетевая модель данных , иерархических СУБД — иерархическая модель данных и т. д.

О терминологии

В литературе, статьях и в обиходной речи иногда встречается использование термина «модель данных» в смысле « схема базы данных » (« модель базы данных »). Такое использование является неверным, на что указывают многие авторитетные специалисты, в том числе К. Дж. Дейт , М. Р. Когаловский , С. Д. Кузнецов. Модель данных есть теория , или инструмент моделирования , в то время как модель базы данных (схема базы данных) есть результат моделирования . По выражению К. Дейта соотношение между этими понятиями аналогично соотношению между языком программирования и конкретной программой на этом языке .

М. Р. Когаловский поясняет эволюцию смысла термина следующим образом. Первоначально понятие модели данных употреблялось как синоним структуры данных в конкретной базе данных . В процессе развития теории систем баз данных термин «модель данных» приобрел новое содержание. Возникла потребность в термине, который обозначал бы инструмент, а не результат моделирования, и воплощал бы, таким образом, множество всевозможных баз данных некоторого класса. Во второй половине 1970-х годов во многих публикациях, посвященных указанным проблемам, для этих целей стал использоваться все тот же термин «модель данных». В настоящее время в научной литературе термин «модель данных» трактуется в подавляющем большинстве случаев в инструментальном смысле (как инструмент моделирования) .

Тем не менее, длительное время термин «модель данных» использовался без формального определения. Одним из первых специалистов, который достаточно формально определил это понятие, был Э. Кодд . В статье «Модели данных в управлении базами данных» он определил модель данных как комбинацию трёх компонентов:

• коллекции типов объектов данных, образующих базовые строительные блоки для любой базы данных, соответствующей модели;
• коллекции общих правил целостности, ограничивающих набор экземпляров тех типов объектов, которые законным образом могут появиться в любой такой базе данных;
• коллекции операций, применимых к таким экземплярам объектов для выборки и других целей .

Примеры

Различают как минимум следующие модели данных:

• Логические модели:
  • Иерархическая модель
  • Сетевая модель
  • Реляционная модель
  • Модель «сущность — связь» (ER)
  • (EAV)
  • Объектно-ориентированная модель (из ООП )
  • Документная модель
  • Звёздная модель и модель снежинки
• Физические модели:
  • Табличная модель
  • Инвертированная модель
• Прочие модели:
  • Семантическая паутина и
  • Склад троек

См. также

• Онтология (информатика)
• Моделирование знаний
• Представление знаний

Примечания

Литература

• Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных = Introduction to Database Systems. — 8-е изд. — М. : , 2006. — 1328 с. — ISBN 0-321-19784-4 .
• Когаловский М. Р. Перспективные технологии информационных систем. — М. : ДМК Пресс; Компания АйТи, 2003. — 288 с. — ISBN 5-279-02276-4 .
• Когаловский М. Р. Энциклопедия технологий баз данных. — М. : , 2002. — 800 с. — ISBN 5-279-02276-4 .
• Цикритзис Д., Лоховски Ф. Модели данных = D. Tsichritzis, F. Lochovsky. Data Models. Prentice Hall, 1982. — М. : , 1985. — 344 с.