Skôr ako sa dozvieme o takom koncepte, akým sú dátové modely, preštudujeme si ich typy, klasifikácie a zvážime aj podrobný popis, je potrebné pochopiť samotný význam informatiky, ktorá zahŕňa tieto koncepty a všetky oblasti, to študovalo. V tomto článku sa budeme zaoberať základnými pojmami a piliermi tejto vedy, najmä si povieme o typoch dátových štruktúr, vzťahoch v nich a oveľa viac.
Čo sú informácie a informatika?
Ak chcete prejsť k štúdiu štruktúry dátového modelu, musíte pochopiť, čo tieto dáta a informácie v princípe sú.
Absolútne v každom okamihu existencie ľudskej spoločnosti zohrávali obrovskú úlohu informácie, teda informácie, ktoré človek dostáva z obrovského a rozmanitého sveta okolo nás. Napríklad aj primitívni ľudia nám zanechávali informácie o svojom jednoduchom spôsobe života a tradíciách pomocou skalných malieb.
Odvtedy ľudia urobili množstvo vedeckých objavov, zhromaždili informácie o svojich predchodcoch a nazbierali informácie z každodenného životasprávy, čím získavate stále viac a viac objemov informácií a dávate im také kvality, ako je hodnota a spoľahlivosť.
Postupom času sa množstvo informácií stalo tak obrovským a obrovským, že ľudstvo nebolo schopné samostatne si ich uložiť do pamäte, manuálne spracovať a vykonávať s nimi akékoľvek akcie. Preto vznikla potreba dnešnej fundamentálnej vedy – informatiky, ktorej záber zahŕňa oblasť ľudskej činnosti spojenú s rôznymi premenami informácií. Informatika pokrýva takmer všetky oblasti nášho života: od jednoduchých matematických výpočtov až po zložité inžinierske a architektonické návrhy, ako aj tvorbu animovaných a animovaných filmov. Stanovuje si také základné ciele, ako je automatizované spracovanie, štruktúrovanie, ukladanie a prenos informácií.
V dnešnej téme sa konkrétne dotkneme štruktúrovania informácií, konkrétne si povieme niečo o dátovom modeli. Ešte predtým si však treba ujasniť niektoré ďalšie body, ktoré priamo súvisia s témou nášho rozhovoru. Konkrétne: databázy a DBMS.
Databázy a DBMS
Databáze (DB) sú typom štruktúrovaných informácií.
Tento výraz sa vzťahuje na zdieľaný súbor informácií, ktoré spolu logicky súvisia. Databázy sú štruktúry, ktoré sa aktívne používajú na dynamických stránkach s obrovským množstvom informácií. Ide napríklad o zdroje rôznych internetových obchodov, portálov fondovmédiá alebo iné firemné zdroje.
Systémy správy databáz (DBMS) je súbor rôznych softvérov určených na vytváranie databáz, ich udržiavanie v správnej forme a organizovanie rýchleho vyhľadávania požadovaných informácií v nich. Príkladom široko používaného DBMS je Microsoft Access, ktorý je vydaný v jednom riadku Microsoft Office. Charakteristickým rysom tohto DBMS je, že vďaka prítomnosti jazyka VBA v ňom je možné vytvárať aplikácie v samotnom Accesse, ktoré fungujú na báze databáz.
Databázy možno klasifikovať podľa niekoľkých rôznych kritérií:
- Podľa typu modelu (budú prediskutované).
- Podľa miesta uloženia (pevný disk, RAM, optické disky).
- Podľa typu použitia (lokálne, to znamená, že k nemu má prístup jeden používateľ; médium, teda údaje v databáze si môže prezerať viacero ľudí; všeobecné - takéto databázy sú umiestnené na viacerých serveroch a osobných počítačoch, teda možnosť prezerať si informácie v nich má nárok veľké množstvo ľudí).
- Podľa obsahu informácií (vedeckých, historických, lexikografických a iných).
- Podľa stupňa istoty základne (centralizované a distribuované).
- Homogenitou (heterogénna a homogénna).
A tiež pre mnohé ďalšie, menej významné funkcie.
Hlavnou súčasťou takejto databázy sú dátové modely. Predstavujúsúbor informačných štruktúr a operácií na ich spracovanie, zjednodušenie a zrýchlenie procesu organizácie vyhľadávania požadovaných informácií.
Modely dátových systémov: klasifikácia
Existuje široká škála databáz, no všetky sú založené na bežnejších a základných modeloch. Klasifikácia informačných dátových modelov je tiež rozdelená do mnohých rôznych typov. Tu sú najčastejšie používané kategórie:
- hierarchický model;
- diagram siete;
- relačný model;
- objektovo orientované schémy.
Všetky tieto typy dátových modelov sa navzájom líšia v charaktere prezentácie a uchovávania informácií v nich.
Kritériá pre výber správneho modelu
Používateľ môže vytvoriť databázu s ktorýmkoľvek z vyššie uvedených typov. Treba však poznamenať, že výber dátového modelu určuje závislosť od niektorých faktorov.
Najdôležitejším kritériom je, či DBMS používaná klientom podporuje konkrétny model. Väčšina DBMS je zostavená tak, že používateľovi je prezentovaný dátový model, ktorý sa má použiť, avšak niektoré z nich podporujú niekoľko rôznych analógov naraz. Poďme sa pozrieť na ich funkcie jednu po druhej.
Hierarchický model
Je to jeden z typov modelov prezentácie údajov, ktorý ich organizuje ako kolekciu prvkov, ktoré sú usporiadané v poradí od všeobecného po konkrétny.
Štruktúra je obrátený strom. Prístup k jednému konkrétnemu súboruexistuje jedna cesta.
Hierarchický model musí spĺňať tri základné podmienky:
- Každý uzol nižšej úrovne môže byť pripojený iba k jednému uzlu vyššej úrovne.
- V hierarchii je len jeden hlavný koreňový uzol, ktorý nie je podriadený žiadnemu inému uzlu a je na najvyššej úrovni.
- K akémukoľvek uzlu v hierarchii vedie iba jedna cesta z koreňového uzla.
Typ vzťahu je jeden k mnohým.
Sieťový model
Vo veľkej miere sa spolieha na hierarchický, s ktorým má veľa spoločného. Hlavným rozdielom medzi týmito dvoma je typ prepojenia, ktorý znamená vzťah many-to-many, čo znamená, že prepojenia môžu existovať medzi rôznymi uzlami.
Výhodou sieťového modelu je, že spotrebuje menej prostriedkov počítača z hľadiska pamäte a rýchlosti ako iné modely.
Nevýhodou tejto schémy je, že ak potrebujete zmeniť štruktúru uložených dát, budete musieť zmeniť všetky aplikácie, ktoré fungujú na základe tohto sieťového modelu, keďže takáto štruktúra nie je nezávislá.
Relačný model
je dnes najbežnejšia. Objekty a vzťahy medzi nimi sú v tomto dátovom modeli reprezentované tabuľkami a vzťahy v nich sú považované za objekty. Stĺpce v takejto tabuľke sa nazývajú polia a riadky sa nazývajú záznamy. Každá tabuľka relačného modelu musí spĺňaťnasledujúce vlastnosti:
- Absolútne všetky jeho stĺpce sú homogénne, to znamená, že všetky prvky umiestnené v jednom stĺpci musia mať rovnaký typ a maximálnu povolenú veľkosť.
- Každý stĺpec má svoj vlastný jedinečný názov.
- V tabuľke by nemali byť rovnaké riadky.
- Poradie, v akom sa riadky a stĺpce zobrazia v tabuľke, môže byť ľubovoľné.
Relačný model zohľadňuje aj typy vzťahov medzi týmito tabuľkami vrátane vzťahov jedna k jednej, jedna k mnohým a mnoho k mnohým.
Databázy postavené na tabuľkovom relačnom modeli sú flexibilné, prispôsobiteľné a vysoko škálovateľné. Každý dátový objekt je rozdelený na najmenšie a najužitočnejšie fragmenty.
Objektovo orientovaný model
V objektovo orientovanom modeli konštrukcie údajov sú databázy definované súborom opätovne použiteľných softvérových prvkov so súvisiacimi funkciami. Existuje niekoľko rôznych objektovo orientovaných databáz:
- Multimediálna databáza.
- Hypertextová databáza.
Prvá obsahuje mediálne dáta. Môže obsahovať rôzne obrázky, ktoré sa napríklad nedajú uložiť do relačného modelu.
Hypertextová databáza umožňuje prepojenie akéhokoľvek databázového objektu s akýmkoľvek iným objektom. To je celkom vhodné na organizovanie komunikácie v súbore nesúrodých údajov, takýto model však nie je ani zďaleka ideálny pri vedenínumerické analýzy.
Možno, že objektovo orientovaný model je najobľúbenejší a najpoužívanejší model, pretože môže obsahovať informácie vo forme tabuliek, napríklad relačných, ale na rozdiel od nich nie je obmedzený na tabuľkové záznamy.
Trochu viac informácií
Hierarchický model bol prvýkrát použitý v informatike v 60. rokoch minulého storočia spoločnosťou IBM, ale dnes jeho popularita upadla pre nízku efektivitu.
Sieťový dátový model bol populárny už v 70. rokoch, potom, čo bol oficiálne definovaný Konferenciou o jazykoch databázového systému.
Relačné databázy sú zvyčajne napísané v štruktúrovanom jazyku SQL (Structured Query Language). Tento model bol uvedený na trh v roku 1970.
Závery
Problémy, ktorými sme sa dnes zaoberali, teda môžeme zhrnúť do nasledujúcich stručných záverov:
- Údaje o osobných počítačoch (PC) môžu byť uložené štrukturálne vo forme špeciálnych databáz.
- Jadrom každej databázy je jej model.
- Existujú štyri hlavné typy dátových modelov: hierarchické, sieťové, relačné, objektovo orientované.
- V hierarchickom modeli štruktúra vyzerá ako obrátený strom.
- V modeli siete existujú prepojenia medzi rôznymi uzlami.
- V relatívnom modeli sú vzťahy medzi objektmi reprezentované ako tabuľky.
- V objektovo orientovanom modeli môžu byť vzťahy medzi prvkami reprezentované tabuľkami, ale nie sú obmedzené na ne.
V druhom prípade to môže byť napríkladtext a obrázky.
