نماذج من بنية قاعدة البيانات: نماذج هرمية ، وشبكة ، وعلائقية

بعض نماذج لوحة بنية قاعدة البيانات كما يلي:

وتعرف عملية تحديد التصميم النظري لعناصر البيانات وعلاقاتها البينية باسم نمذجة البيانات. بنى نهج التطبيقات التقليدية لتنظيم البيانات نماذج مختلفة لكل ملف بيانات.

الصورة مجاملة: ysma.gr/static/images/6_4_DBinput.jpg

هذا التنوع في الطرق التي يتم بها ربط عناصر البيانات المختلفة وتخزينها في ملفات البيانات يجعل هذه الملفات مناسبة فقط للتطبيقات التي تم إنشاؤها أصلاً من أجلها. في الواقع ، يجب توثيق التفاصيل المتعلقة بالمكان المحدد لعناصر البيانات المختلفة في ملف بعناية شديدة.

ينتج عن أي تغيير في الترتيب الذي يتم وضع عناصر البيانات المختلفة به تغييرات في برامج التطبيق باستخدام ملف البيانات. يستخدم نهج قاعدة البيانات نموذج بيانات مشترك لقاعدة البيانات بأكملها ولا يهتم برنامج المستخدم بموضع عنصر بيانات معين. يعمل نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) كواجهة بين قاعدة البيانات وبرامج المستخدم.

يجلب نظام DBMS البيانات من قاعدة البيانات ويجعلها متاحة لبرنامج المستخدم. هذه الميزة توفر ميزة استقلال البيانات في نهج قاعدة البيانات.

من الناحية المفاهيمية ، هناك ثلاثة خيارات واسعة فيما يتعلق بنماذج قواعد البيانات. هؤلاء هم:

ا. نموذج هرمي

ب. نموذج الشبكة

ج. نموذج علائقي

(أ) النموذج الهرمي:

يقدم هذا النموذج البيانات للمستخدمين في التسلسل الهرمي لعناصر البيانات التي يمكن تمثيلها في نوع من الشجرة المقلوبة. في نظام معالجة أوامر المبيعات ، قد يكون للعميل العديد من الفواتير المرفوعة له وقد تحتوي كل فاتورة على عناصر بيانات مختلفة. وبالتالي ، فإن مستوى الجذر للبيانات هو العميل ، والمستوى الثاني هو الفاتورة والمستوى الأخير هو البنود مثل رقم الفاتورة ، التاريخ ، المنتج ، الكمية ، إلخ.

هذه البنية طبيعية تمامًا عند رؤيتها من وجهة نظر الحدث. ومع ذلك ، فإن المستويات الدنيا مملوكة لعناصر بيانات مستوى أعلى ، والعناصر في نفس المستوى لا تحتوي على أي ارتباط على الإطلاق. ونتيجة لذلك ، فإن الاستعلام مثل المنتجات التي يتم شراؤها من قبل العميل ، في المثال أعلاه ، سيكون من الصعب تنفيذها في الهيكل الهرمي.

الاستعلام عن العميل الذي قام بشراء المنتج المناسب. وبالتالي ، عندما تكون هناك علاقات متعددة بين كيانين ، لن يكون هذا النموذج مناسبًا. يوضح الشكل 9.4 النموذج الهرمي للبيانات لتطبيق معالجة أمر المبيعات.

(ب) نموذج الشبكة:

في نموذج شبكة قاعدة البيانات ، لا توجد مستويات ويمكن أن يكون للسجل أي عدد من المالكين ويمكن أيضًا امتلاك العديد من السجلات. وبالتالي ، لن تنشأ المشكلة التي أثيرت أعلاه في معالجة أمر المبيعات في نموذج الشبكة.

وبما أنه لا يوجد مسار محدد محدد لاسترجاع البيانات ، فإن عدد الوصلات كبير للغاية وبالتالي فإن قواعد بيانات الشبكات معقدة وبطيئة ويصعب تنفيذها. في ضوء صعوبة التنفيذ ، يتم استخدام نموذج الشبكة فقط عندما يتم إغلاق جميع الخيارات الأخرى.

قد يكون المثال النموذجي لقاعدة بيانات الشبكة هو الموظف والقسم الذي عمل / عملت معه في المستقبل. يوضح الشكل 9.5 نموذج شبكة البيانات لنظام معلومات الموظف.

(ج) النموذج العلائقى:

النموذج الأكثر حداثة وشعبية من تصميم قاعدة البيانات هو نموذج قاعدة البيانات العلائقية. وقد تم تطوير هذا النموذج للتغلب على مشاكل التعقيد وعدم المرونة في النموذجين السابقين في التعامل مع قواعد البيانات مع العلاقات بين عدة أطراف بين الكيانات.

هذه النماذج ليست بسيطة ولكنها قوية. في قاعدة البيانات العلائقية ، ينظر إلى كل ملف كملف ثابت (جدول ثنائي الأبعاد) يتألف من العديد من الأسطر (السجلات) ، وكل سجل يحتوي على بند (عناصر) البيانات الرئيسية وغير الرئيسية. العنصر (العناصر) الأساسي هو عنصر (عناصر) البيانات الذي يعرّف السجل. يعرض الشكل 9.6 الملفات والحقول التي يجب أن يحتوي عليها كل سجل في نظام الفواتير الخاص بالعميل.

في هذه الملفات ، عناصر البيانات الرئيسية هي معرف العميل ، ورقم الفاتورة ، ورمز المنتج. يمكن استخدام كل ملف بشكل منفصل لإنشاء التقارير. ومع ذلك ، يمكن الحصول على البيانات أيضًا من أي مجموعة من الملفات حيث أن كل هذه الملفات مرتبطة ببعضها البعض بمساعدة عناصر البيانات الرئيسية المحددة أعلاه.

هذه هي الميزة الأساسية للنموذج العلائقي لقاعدة البيانات إلى جانب بساطتها وقوتها.

يعتمد النموذج العلائقي بشكل كبير على عمل EF Codd الذي يحدد ميزات قاعدة بيانات علائقية جيدة على النحو التالي:

أ) يتم تمثيل جميع المعلومات بشكل منطقي كجداول ويمكن الوصول إلى البيانات من خلال أسماء الحقول. وبالتالي ، لا يمثل ترتيب الأوامر أو المواقع أو الملفات مصدر قلق للمستخدمين.

ب) يحتوي قاموس البيانات على معلومات تتعلق بهيكل قاعدة البيانات بما في ذلك نوع البيانات ؛ حجم ، وما إلى ذلك ، والتعاريف ، والعلاقات وأذونات الوصول. يمكن للمستخدمين المعتمدين التعرف على بيئة قاعدة البيانات وتغيير البيئة باستخدام لغة وصف البيانات (DDL).

ج) تتوفر لغة التلاعب بالبيانات (DML) للمستخدمين بما في ذلك المبرمجين لإنشاء أي جزء من قاعدة البيانات وإدخاله وتعديله واسترجاعه وتنظيمه وحذفه. هذه التلاعبات ممكنة على مستوى السجل وكذلك للملف بأكمله ، مما يمنح المرونة في تحديد أذونات الوصول لمختلف فئات المستخدمين.

د) أي تعديل في بنية قاعدة البيانات من حيث تقسيم الجدول أفقياً أو رأسياً يجب ألا يكون له أي تأثير على منطق البرنامج باستخدام قاعدة البيانات. استقلال البيانات هذا هو الميزة الأساسية للنموذج العلائقى لقاعدة البيانات.

ه) يعتبر الاستقلالية الموزعة للبيانات ميزة أخرى لقاعدة بيانات علائقية جيدة. لا تتطلب برامج المستخدم أي تغيير عند توزيع البيانات أو توزيعها لأول مرة. لا يهم الموقع الفعلي الفعلي للبيانات للمستخدم طالما يظهر هذا الحقل في قاموس البيانات على أنه محلي.

وكما يمكن ملاحظته في الشكل 9.6 ، لا يعد أي حقل من الحقول شائعًا في أي ملفين باستثناء العنصر الرئيسي. لذلك ، يمكن تجنب تكرار البيانات في هذا النموذج. لهذا الغرض ، يتم إجراء عملية تطبيع البيانات أثناء تصميم بنية قاعدة البيانات.