Модель данных – это совокупность взаимосвязанных по определенному правилу данных.

С помощью модели данных представляются объекты предметной области с существующими между ними связями. Различают три базовые модели данных: иерархическая, сетевая, реляционная.

По способу установления связей между данными различают иерархическую, сетевую и реляционную модели.

Иерархическая модель позволяет строить базы данных с древовидной структурой, где каждый узел содержит свой тип данных (сущность). На верхнем уровне дерева в этой модели имеется один узел - корень, на следующем уровне располагаются узлы, связанные с этим корнем, затем узлы, связанные с узлами предыдущего уровня и т. д. При этом каждый узел может иметь только одного предка (рис. 1).

Рис. 1. Иерархическая древовидная структура модели БД

Поиск данных в иерархической системе всегда начинается с корня. Затем производится спуск с одного уровня дерева на другой, пока не будет достигнут искомый уровень. Перемещения по системе от одной записи к другой осуществляются с помощью ссылок.

Основные достоинства иерархической модели — простота описания иерархических структур реального мира и быстрое выполнение запросов. Однако не всегда удобно каждый раз начинать поиск нужных данных с корня, а другого способа перемещения по базе в иерархических структурах нет.

Указанный недостаток снят в сетевой модели, где (по крайней мере, теоретически) возможны связи всех информационных объектов со всеми.

В примере, приведенном на рис. 2 каждый преподаватель может обучать многих (теоретически всех) студентов и каждый студент может обучаться у многих (теоретически у всех) преподавателей. Поскольку на практике это, естественно, невозможно, при­ходится прибегать к некоторым ограничениям.

Рис. 2. Сетевая структура модели БД

Использование иерархической и сетевой моделей ускоряет доступ к информации в базе данных. Однако, поскольку каждый элемент данных должен содержать ссылки на некоторые другие элементы, требуются значительные ресурсы как дисковой, так и основной памяти ЭВМ. Недостаточность основной памяти, ко­нечно, снижает скорость обработки данных. Кроме того, для та­ких моделей характерна сложность реализации системы управления базами данных.

Реляционная модель (от англ. relation — отношение) была разработана в начале 70-х годов XX в. Эдгаром Коддом.

Реляционная модель опирается на систему понятий реляционной алгебры, важнейшими из которых являются: таблица, строка, столбец, отношение и первичный ключ, а все операции в этом случае сводятся к манипуляциям с таблицами.