Prije nego što naučimo o konceptu kao što su modeli podataka, proučimo njihove vrste, klasifikacije, te razmotrimo detaljan opis, potrebno je razumjeti samo značenje računalne znanosti, koje uključuje ove koncepte i sva područja, proučavalo se. U ovom članku razmotrit ćemo osnovne pojmove i stupove ove znanosti, a posebno ćemo govoriti o vrstama struktura podataka, odnosima u njima i još mnogo toga.
Što je informacija i informatika?
Da biste prešli na proučavanje strukture modela podataka, morate razumjeti što su ti podaci i informacije u načelu.
Apsolutno u svakom trenutku postojanja ljudskog društva, informacije su imale ogromnu ulogu, odnosno informacije koje je primila osoba iz ogromnog i raznolikog svijeta oko nas. Primjerice, čak su nam primitivni ljudi ostavljali informacije o svom jednostavnom načinu života i tradicijama uz pomoć kamenih slika.
Otada su ljudi napravili brojna znanstvena otkrića, prikupili podatke o svojim prethodnicima i akumulirali informacije iz svakodnevnogvijesti, čime se dobiva sve više i više informacija i daju im se kvalitete kao što su vrijednost i pouzdanost.
S vremenom je količina informacija postala toliko ogromna i ogromna da čovječanstvo nije bilo u stanju samostalno ih pohraniti u svoju memoriju, ručno ih obraditi i izvršiti bilo kakve radnje na njima. Zato se javila potreba za današnjom temeljnom znanošću – informatikom, u čiji djelokrug spada i područje ljudske djelatnosti povezano s raznim transformacijama informacija. Informatika pokriva gotovo svako područje našeg života: od jednostavnih matematičkih proračuna do složenog inženjerskog i arhitektonskog dizajna, kao i stvaranja animiranih i animiranih filmova. Postavlja sebi osnovne ciljeve kao što su automatizirana obrada, strukturiranje, pohrana i prijenos informacija.
U današnjoj temi posebno ćemo se dotaknuti strukturiranja informacija, naime govorit ćemo o modelu podataka. No, prije toga treba razjasniti neke druge točke izravno povezane s temom našeg razgovora. Naime: baze podataka i DBMS.
Baze podataka i DBMS
Baze podataka (DB) su vrsta strukturiranih informacija.
Izraz se odnosi na zajednički skup informacija koji je logički povezan. Baze podataka su strukture koje se aktivno koriste na dinamičkim stranicama s ogromnim količinama informacija. Na primjer, to su resursi raznih internetskih trgovina, portala sredstavamediji ili drugi korporativni izvori.
Sustavi za upravljanje bazama podataka (DBMS) je skup različitih softvera dizajniranih za stvaranje baza podataka, njihovo održavanje u ispravnom obliku i organiziranje brzog traženja potrebnih informacija u njima. Primjer široko korištenog DBMS-a je Microsoft Access, koji je objavljen u jednoj liniji Microsoft Officea. Posebnost ovog DBMS-a je da je zbog prisutnosti VBA jezika u njemu moguće kreirati aplikacije u samom Accessu koje rade na bazi baza podataka.
Baze podataka mogu se klasificirati prema nekoliko različitih kriterija:
- Prema vrsti modela (o njima će se raspravljati).
- Prema mjestu pohrane (tvrdi disk, RAM, optički diskovi).
- Prema vrsti korištenja (lokalno, odnosno jedan korisnik ima pristup njemu; medij, odnosno podatke u bazi može pregledavati više ljudi; općenito - takve baze podataka nalaze se na nekoliko poslužitelja i osobnih računala, odnosno mogućnost pregleda informacija u njima ima pravo veliki broj ljudi).
- Prema sadržaju informacija (znanstvenih, povijesnih, leksikografskih i drugih).
- Prema stupnju sigurnosti baze (centralizirano i distribuirano).
- Po homogenosti (heterogeno, odnosno homogeno).
A također i za mnoge druge, manje značajne značajke.
Glavni dio takve baze podataka su modeli podataka. Oni predstavljajuskup informacijskih struktura i operacija za njegovu obradu, pojednostavljujući i ubrzavajući proces organiziranja potrage za traženim informacijama.
Modeli podatkovnog sustava: klasifikacija
Postoji širok izbor baza podataka, ali sve se temelje na uobičajenijim i temeljnim modelima. Klasifikacija modela informacijskih podataka također je podijeljena na mnogo različitih tipova. Ovdje su najčešće korištene kategorije:
- hijerarhijski model;
- mrežni dijagram;
- relacijski model;
- objektno orijentirane sheme.
Sve ove vrste modela podataka međusobno se razlikuju po prirodi prezentacije i pohranjivanja informacija u njima.
Kriteriji za odabir pravog modela
Korisnik može stvoriti bazu podataka s bilo kojom od gore navedenih vrsta. Međutim, treba napomenuti da izbor modela podataka određuje ovisnost o nekim čimbenicima.
Najvažniji kriterij je podržava li DBMS koji klijent koristi određeni model. Većina DBMS-ova izgrađena je na način da se korisniku prezentira model podataka koji će se koristiti, no neki od njih podržavaju nekoliko različitih analoga odjednom. Pogledajmo njihove značajke jednu po jednu.
Hijerarhijski model
To je jedna od vrsta modela prezentacije podataka, koja ih organizira kao zbirku elemenata koji su raspoređeni od općeg do posebnog.
Struktura je obrnuto stablo. Za pristup jednoj određenoj datotecipostoji jedan način.
Hijerarhijski model mora zadovoljiti tri osnovna uvjeta:
- Svaki čvor niže razine može biti spojen samo na jedan čvor više razine.
- Postoji samo jedan glavni korijenski čvor u hijerarhiji, koji nije podređen ni jednom drugom čvoru i nalazi se na najvišoj razini.
- Postoji samo jedan put do bilo kojeg čvora u hijerarhiji od korijenskog čvora.
Tip odnosa je jedan prema više.
mrežni model
Umnogome se oslanja na hijerarhijski, s njim ima dosta zajedničkog. Glavna razlika između njih dvoje je vrsta veze, koja implicira odnos više prema mnogo, što znači da veze mogu postojati između različitih čvorova.
Prednost mrežnog modela je što troši manje PC resursa u smislu memorije i brzine od ostalih modela.
Nedostatak ove sheme je što ako trebate promijeniti strukturu pohranjenih podataka, morat ćete promijeniti sve aplikacije koje rade na temelju ovog mrežnog modela, budući da takva struktura nije neovisna.
Relacijski model
Danas je najčešći. Objekti i odnosi među njima u ovom modelu podataka predstavljeni su tablicama, a odnosi u njima se smatraju objektima. Stupci u takvoj tablici nazivaju se polja, a redovi zapisi. Svaka tablica relacijskog modela mora zadovoljitisljedeća svojstva:
- Apsolutno svi njegovi stupci su homogeni, odnosno svi elementi koji se nalaze u jednom stupcu moraju imati istu vrstu i najveću dopuštenu veličinu.
- Svaki stupac ima svoj jedinstveni naziv.
- U tablici ne bi trebalo biti identičnih redaka.
- Red u kojem se redovi i stupci pojavljuju u tablici može biti proizvoljan.
Relacijski model također uzima u obzir vrste odnosa između ovih tablica, uključujući odnose jedan-na-jedan, jedan-prema-više i mnogo-prema-više.
Baze podataka izgrađene na tabličnom relacijskom modelu su fleksibilne, prilagodljive i vrlo skalabilne. Svaki podatkovni objekt raščlanjen je na najmanje i najkorisnije fragmente.
Objektno orijentirani model
U objektno orijentiranom modelu konstrukcije podataka, baze podataka su definirane skupom višekratnih softverskih elemenata sa srodnim funkcijama. Postoji nekoliko različitih objektno orijentiranih baza podataka:
- Multimedijska baza podataka.
- Hypertext baza podataka.
Prva uključuje medijske podatke. Može sadržavati različite slike koje se, na primjer, ne mogu pohraniti u relacijski model.
Hipertekstualna baza podataka omogućuje povezivanje bilo kojeg objekta baze podataka s bilo kojim drugim objektom. To je prilično prikladno za organiziranje komunikacije u skupu različitih podataka, međutim, takav model je daleko od idealnog kada se provodinumeričke analize.
Možda je objektno orijentirani model najpopularniji i korišteni model, budući da može sadržavati informacije u obliku tablica, poput relacijskih, ali, za razliku od njega, nije ograničen na tabelarne zapise.
Malo više informacija
Hijerarhijski model je prvi put korišten u informatici 60-ih godina prošlog stoljeća od strane IBM-a, ali danas je njegova popularnost splasnula zbog niske učinkovitosti.
Mrežni podatkovni model već je bio popularan 70-ih godina, nakon što ga je službeno definirala Konferencija o jezicima sustava baze podataka.
Relacijske baze podataka obično su napisane u jeziku strukturiranih upita (SQL). Ovaj model je objavljen 1970.
Zaključci
Dakle, možemo sažeti pitanja koja smo danas razmatrali sa sljedećim kratkim zaključcima:
- Podaci na osobnim računalima (PC) mogu se strukturno pohraniti u obliku posebnih baza podataka.
- Jezgra svake baze podataka je njen model.
- Postoje četiri glavne vrste modela podataka: hijerarhijski, mrežni, relacijski, objektno orijentirani.
- U hijerarhijskom modelu struktura izgleda kao obrnuto stablo.
- U modelu mreže postoje veze između različitih čvorova.
- U relacijskom modelu, odnosi između objekata predstavljeni su kao tablice.
- U objektno orijentiranom modelu, odnosi između elemenata mogu biti predstavljeni tablicama, ali nisu ograničeni na njih.
U potonjem slučaju, na primjer, može postojatitekst i slike.
