Trước khi chúng ta tìm hiểu về một khái niệm như mô hình dữ liệu, nghiên cứu các loại, phân loại của chúng và cũng xem xét mô tả chi tiết, chúng ta cần phải hiểu ý nghĩa của khoa học máy tính, bao gồm các khái niệm này và tất cả các lĩnh vực, nó đã nghiên cứu. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ xem xét các thuật ngữ cơ bản và trụ cột của khoa học này, đặc biệt, chúng tôi sẽ nói về các loại cấu trúc dữ liệu, các mối quan hệ trong chúng, và nhiều hơn nữa.
Thông tin và tin học là gì?
Để chuyển sang nghiên cứu cấu trúc của mô hình dữ liệu, bạn cần hiểu dữ liệu và thông tin này về nguyên tắc là gì.
Hoàn toàn ở bất kỳ thời điểm nào của sự tồn tại của xã hội loài người, thông tin đóng một vai trò to lớn, tức là thông tin được một người tiếp nhận từ thế giới rộng lớn và đa dạng xung quanh chúng ta. Ví dụ: ngay cả những người nguyên thủy cũng để lại cho chúng ta thông tin về lối sống và truyền thống đơn giản của họ với sự trợ giúp của những bức tranh đá.
Kể từ đó, con người đã có nhiều khám phá khoa học, thu thập thông tin về các bậc tiền bối và tích lũy thông tin hàng ngàytin tức, do đó thu được ngày càng nhiều khối lượng thông tin và mang lại cho nó những phẩm chất như giá trị và độ tin cậy.
Theo thời gian, lượng thông tin ngày càng nhiều và khổng lồ đến mức nhân loại không thể lưu trữ độc lập vào bộ nhớ của mình, xử lý thủ công và thực hiện bất kỳ hành động nào trên đó. Đó là lý do tại sao cần có khoa học cơ bản ngày nay - tin học, phạm vi của nó bao gồm lĩnh vực hoạt động của con người gắn liền với các biến đổi khác nhau của thông tin. Tin học bao gồm hầu hết mọi lĩnh vực trong cuộc sống của chúng ta: từ các phép tính toán học đơn giản đến kỹ thuật phức tạp và thiết kế kiến trúc, cũng như việc tạo ra các bộ phim hoạt hình và hoạt hình. Nó tự đặt ra các mục tiêu cơ bản như xử lý tự động, cấu trúc, lưu trữ và truyền tải thông tin.
Trong chủ đề hôm nay, chúng ta sẽ đề cập cụ thể đến cấu trúc của thông tin, cụ thể là chúng ta sẽ nói về mô hình dữ liệu. Tuy nhiên, trước đó, một số điểm khác liên quan trực tiếp đến chủ đề cuộc trò chuyện của chúng tôi cần được làm rõ. Cụ thể là: cơ sở dữ liệu và DBMS.
Cơ sở dữ liệu và DBMS
Cơ sở dữ liệu (DB) là một loại thông tin có cấu trúc.
Thuật ngữ đề cập đến một tập hợp thông tin được chia sẻ có liên quan về mặt logic. Cơ sở dữ liệu là cấu trúc được sử dụng tích cực trong các trang web động với lượng thông tin khổng lồ. Ví dụ, đây là các nguồn tài nguyên của các cửa hàng trực tuyến khác nhau, các cổng quỹphương tiện truyền thông hoặc các nguồn khác của công ty.
Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS) là một tập hợp các phần mềm khác nhau được thiết kế để tạo cơ sở dữ liệu, duy trì chúng ở dạng thích hợp và tổ chức tìm kiếm nhanh các thông tin cần thiết trong chúng. Một ví dụ về DBMS được sử dụng rộng rãi là Microsoft Access, được phát hành trong một dòng Microsoft Office. Một tính năng đặc biệt của DBMS này là do sự hiện diện của ngôn ngữ VBA trong đó, có thể tạo các ứng dụng trong chính Access hoạt động trên cơ sở cơ sở dữ liệu.
Cơ sở dữ liệu có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau:
- Theo loại mô hình (chúng sẽ được thảo luận).
- Theo vị trí lưu trữ (ổ cứng, RAM, đĩa quang).
- Theo loại sử dụng (cục bộ, nghĩa là một người dùng có quyền truy cập vào nó; phương tiện, tức là dữ liệu trong cơ sở dữ liệu có thể được xem bởi nhiều người; nói chung - cơ sở dữ liệu như vậy được đặt trên một số máy chủ và máy tính cá nhân nghĩa là khả năng xem thông tin trong họ được nhiều người hưởng).
- Theo nội dung thông tin (khoa học, lịch sử, từ điển học và những thứ khác).
- Theo mức độ chắc chắn của cơ sở (tập trung và phân tán).
- Theo tính đồng nhất (tương ứng là không đồng nhất và đồng nhất).
Và còn nhiều tính năng khác, ít quan trọng hơn.
Phần chính của cơ sở dữ liệu như vậy là các mô hình dữ liệu. Họ đại diệnmột tập hợp các cấu trúc thông tin và hoạt động để xử lý, đơn giản hóa và đẩy nhanh quá trình tổ chức tìm kiếm thông tin được yêu cầu.
Mô hình hệ thống dữ liệu: phân loại
Có rất nhiều cơ sở dữ liệu, nhưng tất cả đều dựa trên các mô hình cơ bản và phổ biến hơn. Việc phân loại mô hình dữ liệu thông tin cũng được chia thành nhiều loại khác nhau. Dưới đây là các danh mục được sử dụng phổ biến nhất:
- mô hình phân cấp;
- sơ đồ mạng;
- mô hình quan hệ;
- lược đồ hướng đối tượng.
Tất cả các loại mô hình dữ liệu này khác nhau về bản chất của việc trình bày và lưu trữ thông tin trong chúng.
Tiêu_chí chọn đúng mẫu
Người dùng có thể tạo cơ sở dữ liệu với bất kỳ kiểu nào ở trên. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc lựa chọn mô hình dữ liệu xác định sự phụ thuộc vào một số yếu tố.
Tiêu chí quan trọng nhất là liệu DBMS được khách hàng sử dụng có hỗ trợ một mô hình cụ thể hay không. Hầu hết các DBMS được xây dựng theo cách mà người dùng được cung cấp một mô hình dữ liệu sẽ được sử dụng, tuy nhiên một số trong số chúng hỗ trợ một số tương tự khác nhau cùng một lúc. Chúng ta hãy xem xét từng đặc điểm của chúng.
Mô hình phân cấp
Đây là một trong những kiểu mô hình trình bày dữ liệu, sắp xếp chúng như một tập hợp các phần tử được sắp xếp theo thứ tự từ chung đến riêng.
trúc là cây ngược. Để truy cập một tệp cụ thểcó một cách.
Một mô hình phân cấp phải thỏa mãn ba điều kiện cơ bản:
- Mỗi nút cấp thấp hơn chỉ có thể được kết nối với một nút cấp cao hơn.
- Chỉ có một nút gốc chính trong hệ thống phân cấp, không phụ thuộc vào bất kỳ nút nào khác và nằm ở cấp cao nhất.
- Chỉ có một đường dẫn đến bất kỳ nút nào trong hệ thống phân cấp từ nút gốc.
Kiểu quan hệ là một-nhiều.
Mô hình mạng
Nó chủ yếu dựa vào thứ bậc, có khá nhiều điểm chung với nó. Sự khác biệt chính giữa hai loại là kiểu liên kết, ngụ ý mối quan hệ nhiều-nhiều, nghĩa là các liên kết có thể tồn tại giữa các nút khác nhau.
Ưu điểm của mô hình mạng là tiêu tốn ít tài nguyên PC hơn về bộ nhớ và tốc độ so với các mô hình khác.
Nhược điểm của sơ đồ này là nếu bạn cần thay đổi cấu trúc của dữ liệu được lưu trữ, bạn sẽ phải thay đổi tất cả các ứng dụng hoạt động trên cơ sở mô hình mạng này, vì cấu trúc như vậy không độc lập.
Mô hình quan hệ
là phổ biến nhất hiện nay. Các đối tượng và mối quan hệ giữa chúng trong mô hình dữ liệu này được biểu diễn bằng các bảng và các mối quan hệ trong chúng được coi là các đối tượng. Các cột trong bảng như vậy được gọi là trường và các hàng được gọi là bản ghi. Mỗi bảng mô hình quan hệ phải thỏa mãncác thuộc tính sau:
- Tuyệt đối tất cả các cột của nó là đồng nhất, nghĩa là tất cả các phần tử nằm trong một cột phải có cùng loại và kích thước tối đa cho phép.
- Mỗi cột có một tên riêng.
- Không được có các hàng giống nhau trong bảng.
- Thứ tự các hàng và cột xuất hiện trong bảng có thể tùy ý.
Mô hình quan hệ cũng tính đến các loại mối quan hệ giữa các bảng này, bao gồm mối quan hệ một-một, một-nhiều và nhiều-nhiều.
Cơ sở dữ liệu được xây dựng trên mô hình quan hệ dạng bảng rất linh hoạt, dễ thích ứng và có khả năng mở rộng cao. Mỗi đối tượng dữ liệu được chia thành các đoạn nhỏ nhất và hữu ích nhất.
Mô hình hướng đối tượng
Trong mô hình xây dựng dữ liệu hướng đối tượng, cơ sở dữ liệu được xác định bởi một tập hợp các phần tử phần mềm có thể tái sử dụng với các chức năng liên quan. Có một số cơ sở dữ liệu hướng đối tượng khác nhau:
- Cơ sở dữ liệu đa phương tiện.
- Cơ sở dữ liệu siêu văn bản.
Đầu tiên bao gồm dữ liệu phương tiện. Nó có thể chứa nhiều hình ảnh khác nhau, chẳng hạn như không thể lưu trữ trong mô hình quan hệ.
Cơ sở dữ liệu siêu văn bản cho phép bất kỳ đối tượng cơ sở dữ liệu nào được liên kết với bất kỳ đối tượng nào khác. Điều này khá thuận tiện cho việc tổ chức giao tiếp trong một tập hợp dữ liệu khác nhau, tuy nhiên, mô hình như vậy không lý tưởng khi tiến hànhphân tích số.
Có lẽ mô hình hướng đối tượng là mô hình phổ biến và được sử dụng nhiều nhất, vì nó có thể chứa thông tin ở dạng bảng, như quan hệ, nhưng không giống như nó, không giới hạn ở các bản ghi dạng bảng.
Thêm một chút thông tin
Mô hình phân cấp lần đầu tiên được IBM sử dụng trong khoa học máy tính vào những năm 60 của thế kỷ trước, nhưng ngày nay sự phổ biến của nó đã giảm xuống do hiệu quả thấp.
Mô hình dữ liệu mạng đã phổ biến vào những năm 70, sau khi nó được Hội nghị về Ngôn ngữ Hệ thống Cơ sở dữ liệu chính thức xác định.
Cơ sở dữ liệu quan hệ thường được viết bằng Ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc (SQL). Mô hình này được phát hành vào năm 1970.
Kết luận
Vì vậy, chúng ta có thể tóm tắt các vấn đề mà chúng ta đã xem xét ngày hôm nay với các kết luận ngắn gọn sau:
- Dữ liệu trên Máy tính Cá nhân (PC) có thể được lưu trữ theo cấu trúc dưới dạng cơ sở dữ liệu đặc biệt.
- Cốt lõi của bất kỳ cơ sở dữ liệu nào là mô hình của nó.
- Có bốn loại mô hình dữ liệu chính: phân cấp, mạng, quan hệ, hướng đối tượng.
- Trong mô hình phân cấp, cấu trúc trông giống như một cây đảo ngược.
- Trong mô hình mạng, có các liên kết giữa các nút khác nhau.
- Trong mô hình quan hệ, mối quan hệ giữa các đối tượng được biểu diễn dưới dạng bảng.
- Trong mô hình hướng đối tượng, mối quan hệ giữa các phần tử có thể được biểu diễn bằng các bảng, nhưng không giới hạn ở chúng.
Trong trường hợp thứ hai, chẳng hạn, có thể cóvăn bản và hình ảnh.
