Datenmodelle: Relational, Hierarchisch und Netzwerk

Datenmodelle

1. Konzeptionelle Modelle

Das konzeptionelle Schema in der ANSI/X3/SPARC Architektur dient dazu, die Daten und die Beziehungen zwischen ihnen zu definieren, die in einem bestimmten Unternehmen verwendet werden. Diese werden anschließend in das kanonische Schema übersetzt. Das Hauptproblem besteht darin, die Menge der Entitäten zu spezifizieren, die in der Datenbank gespeichert werden sollen. Dies hängt allein vom Datenbankadministrator ab. Es gibt drei konzeptionelle Modelle, die als semantische Modelle bezeichnet werden:

• Entity-Relationship-Modell (ERM)
• Binäres Modell
• Semantisches Modell (RMT)

Nach der Konzeption geht es zum logischen Entwurf oder zur Definition des kanonischen Schemas. Dieser Übersetzungsprozess erfolgt mit Hilfe von logischen Modellen, auch Datenmodelle genannt, die wie folgt verwendet werden:

• Relationales Modell
• Hierarchisches Modell
• Netzwerkmodell

Im Folgenden werden die Eigenschaften dieser drei Modelle und die Daten als Beispiel dargestellt.

2. Relationales Modell

In diesem Modell werden Informationen in Form von Tabellen dargestellt, die standardisierte Informationen enthalten. Diese Tabellen repräsentieren Entitäten und die Beziehungen zwischen ihnen. Die Zeilen werden als Tupel bezeichnet. Jedes Tupel ist eindeutig in einer Tabelle, daher kann es keine zwei identischen Tupel in einer Tabelle geben. Die Spalten werden als Attribute bezeichnet. Die Attribute haben eine Domäne, die die Menge der möglichen Attributwerte definiert. Zum Beispiel könnte in der Domäne der Personen in Granada, Guadix einer der Werte der Domäne sein. Der Schlüssel ist ein Attribut oder eine Gruppe von Attributen, die jedes Tupel in der Tabelle eindeutig identifizieren. Ein Schlüssel kann niemals NULL-Werte enthalten. Das Wichtigste an diesem Modell ist, dass die Tabellen über ihre Schlüssel miteinander kommunizieren.

3. Hierarchisches Modell

In diesem Modell werden Informationen anhand von Datensätzen oder Knoten mit einer Baumstruktur dargestellt. Es gibt einen ersten Knoten, die Wurzel, und die Zweige des Baums werden mit Zeigern zwischen den Datensätzen implementiert. Dieses Modell ist komplexer als das vorherige aufgrund der folgenden Punkte:

1. Es gibt eine 1:n-Beziehung zwischen den Knoten.
2. Knoten können keine Kinder ohne Vater haben, was das Löschen und Einfügen erschwert.
3. Aktualisierungen müssen in allen Bereichen vorgenommen werden, in denen der betreffende Knoten enthalten ist, was den Prozess schwerfällig und langwierig macht.
4. Es kann keine m:n-Beziehungen darstellen, da jedes Kind nur einen Vater hat.

4. Netzwerkmodell

In diesem Modell werden Informationen anhand von Datensätzen und Verknüpfungen zwischen ihnen dargestellt. Ein Datensatz kann eine beliebige Anzahl von Eltern und eine beliebige Anzahl von Kindern haben, sodass m:n-Beziehungen möglich sind. Die Beziehungen zwischen Datensätzen werden durch andere spezielle Datensätze hergestellt, die als Konnektoren bezeichnet werden und Attribute haben können, wie im Beispiel auf Seite 6 zu sehen ist. Dort gibt es einige Konnektoren mit dem Attribut "Datum der Reparatur". Die Struktur dieses Modells ist homogener als die des hierarchischen Modells, aber die Operationen sind immer noch komplizierter als im relationalen Modell. Allerdings sind Löschungen problemlos möglich, da nur die entsprechenden Verweise aktualisiert werden müssen.