Цели проектирования. 
Система учета заявлений граждан в Каховском районном суде

На сегодняшний день наиболее часто используются три модели данных: иерархическая, сетевая и реляционная. Кроме них существуют и другие модели, например модель данных, основанная на инвертированных списках или объектно-ориентированная, однако они не имеют широкого распространения, так как базы на инвертированных списках использовались на заре развития СУБД, а объектно-ориентированные базы данных ещё не до конца изучены. Таким образом, выбор сокращается до трёх вышеназванных моделей данных.

Рассмотрим более подробно преимущества и недостатки каждой модели представления данных.

Иерархическая модель данных. Организация данных в СУБД иерархического типа определяется в терминах: элемент, агрегат, запись (группа), групповое отношение, база данных.

Атрибут (элемент данных) — наименьшая единица структуры данных. Обычно каждому элементу при описании базы данных присваивается уникальное имя. По этому имени к нему обращаются при обработке. Элемент данных также часто называют полем.

Запись — это именованная совокупность атрибутов. Использование записей позволяет за одно обращение к базе получить некоторую логически связанную совокупность данных. Именно записи изменяются, добавляются и удаляются. Тип записи определяется составом ее атрибутов. Экземпляр записи — конкретная запись с конкретным значением элементов.

Групповое отношение — иерархическое отношение между записями двух типов. Родительская запись (владелец группового отношения) называется исходной записью, а дочерние записи (члены группового отношения) — подчиненными. Иерархическая база данных может хранить только такие древовидные структуры.

Корневая запись каждого дерева обязательно должна содержать ключ с уникальным значением. Ключи некорневых записей должны иметь уникальное значение только в рамках группового отношения. Каждая запись идентифицируется полным сцепленным ключом, под которым понимается совокупность ключей всех записей от корневой по иерархическому пути.

Для групповых отношений в иерархической модели обеспечивается автоматический режим включения и фиксированное членство. Это означает, что для запоминания любой некорневой записи в БД должна существовать ее родительская запись. При удалении родительской записи автоматически удаляются все подчиненные.

Недостатки иерархических БД:

• — частично дублируется информация между записями, причем в иерархической модели данных не предусмотрена поддержка соответствия между парными записями;
• — иерархическая модель реализует отношение между исходной и дочерней записью по схеме 1: N, то есть одной родительской записи может соответствовать любое число дочерних.

Операции над данными, определенные в иерархической модели:

— добавить в базу данных новую запись. Для корневой записи обязательно формирование значения ключа;

• — изменить значение данных предварительно извлеченной записи. Ключевые данные не должны подвергаться изменениям;
• — удалить некоторую запись и все подчиненные ей записи;
• — извлечь корневую запись по ключевому значению, извлечь следующую запись (следующая запись извлекается в порядке левостороннего обхода дерева).

В иерархической модели поддерживается только целостность связей между владельцами и членами группового отношения (никакой потомок не может существовать без предка). Как уже отмечалось, не обеспечивается автоматическое поддержание соответствия парных записей, входящих в различные иерархии.

Сетевая модель данных. Основные принципы сетевой модели данных были разработаны в середине 60-х годов. Сетевая модель данных определяется в тех же терминах, что и иерархическая Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического подхода. В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка; в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков.

Сетевая БД состоит из набора записей и набора связей между ними, а если говорить более точно: из набора экземпляров каждого типа из заданного в схеме БД набора типов записи и набора экземпляров каждого типа из заданного набора типов связи.

Тип связи определяется для двух типов записи: предка и потомка. Экземпляр типа связи состоит из одного экземпляра типа записи предка и упорядоченного набора экземпляров типа записи потомка. Для данного типа связи L с типом записи предка P и типом записи потомка C должны выполняться два условия:

• — Каждое экземпляр типа P является предком только в одном экземпляре L;
• — Каждый экземпляр C является потомком не более чем в одном экземпляре L.

На формирование типов связи не накладываются особые ограничения; возможны, например, ситуации:

• — тип записи потомка в одном типе связи L1 может быть типом записи предка в другом типе связи L2 (как в иерархии).
• — данный тип записи P может быть типом записи предка в любом числе типов связи.
• — данный тип записи P может быть типом записи потомка в любом числе типов связи.
• — может существовать любое число типов связи с одним и тем же типом записи предка и одним и тем же типом записи потомка; и если L1 и L2 — два типа связи с одним и тем же типом записи предка P и одним и тем же типом записи потомка C, то правила, по которым образуется родство, в разных связях могут различаться.
• — типы записи X и Y могут быть предком и потомком в одной связи и потомком и предком — в другой.
• — предок и потомок могут быть одного типа записи.

Примерный набор операций может быть таковым:

• — найти конкретную запись в наборе однотипных записей;
• — перейти от предка к первому потомку по некоторой связи;
• — перейти к следующему потомку в некоторой связи;
• — перейти от потомка к предку по некоторой связи;
• — создать новую запись;
• — уничтожить запись;
• — модифицировать запись;
• — включить в связь;
• — исключить из связи;
• — переставить в другую связь и т. д.

К достоинствам сетевой СУБД можно отнести возможность экономии памяти за счет разделения подобъектов. Как и в иерархической модели обеспечивается только поддержание целостности по ссылкам (владелец отношения — член отношения).

Реляционная модель данных. Реляционная база данных — это совокупность отношений, содержащих всю информацию, которая должна храниться в БД. Однако пользователи могут воспринимать такую базу данных как совокупность таблиц.

Преимущества реляционной модели данных:

• — каждая таблица состоит из однотипных строк и имеет уникальное имя;
• — строки имеют фиксированное число полей (столбцов) и значений (множественные поля и повторяющиеся группы недопустимы). Иначе говоря, в каждой позиции таблицы на пересечении строки и столбца всегда имеется в точности одно значение или ничего;
• — строки таблицы обязательно отличаются друг от друга хотя бы единственным значением, что позволяет однозначно идентифицировать любую строку такой таблицы;
• — столбцам таблицы однозначно присваиваются имена, и в каждом из них размещаются однородные значения данных (даты, фамилии, целые числа или денежные суммы);
• — полное информационное содержание базы данных представляется в виде явных значений данных и такой метод представления является единственным. В частности, не существует каких-либо специальных «связей» или указателей, соединяющих одну таблицу с другой.

При выполнении операций с таблицей ее строки и столбцы можно обрабатывать в любом порядке безотносительно к их информационному содержанию. Этому способствует наличие имен таблиц и их столбцов, а также возможность выделения любой их строки или любого набора строк с указанными признаками.

К числу достоинств реляционного подхода можно отнести:

• — наличие небольшого набора абстракций, которые позволяют сравнительно просто моделировать большую часть распространенных предметных областей и допускают точные формальные определения, оставаясь интуитивно понятными;
• — наличие простого и в то же время мощного математического аппарата, опирающегося главным образом на теорию множеств и математическую логику и обеспечивающего теоретический базис реляционного подхода к организации баз данных;
• — возможность ненавигационного манипулирования данными без необходимости знания конкретной физической организации баз данных во внешней памяти.

Относительная простота и эффективность РСУБД, а также наличие солидной теоретической базы сделало эту модель данных наиболее распространённой на сегодняшний день. Абсолютное большинство систем управления базами данных, присутствующих на рынке программного обеспечения основываются именно на реляционной модели.

Исходя из вышесказанного, логично сделать вывод о том, что наиболее целесообразно использовать реляционную модель данных.