Modèles d'architecture de base de données: modèles hiérarchiques, réseau et relationnels

Certains des modèles de conseil d'architecture de base de données sont les suivants:

Le processus de définition de la conception conceptuelle des éléments de données et de leurs relations est appelé modélisation des données. L'approche traditionnelle des organisations en matière d'organisation des données a construit différents modèles pour chaque fichier de données.

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Une telle diversité de façons dont différents éléments de données sont liés et stockés dans des fichiers de données fait que ces fichiers ne conviennent que pour les applications pour lesquelles ils ont été créés à l'origine. En fait, les détails concernant le placement exact de différents éléments de données dans un fichier doivent être documentés très soigneusement.

Toute modification de l'ordre dans lequel divers éléments de données sont placés entraîne des modifications dans les programmes d'application utilisant le fichier de données. L'approche de la base de données utilise un modèle de données commun pour l'ensemble de la base de données et le programme utilisateur n'est pas concerné par le placement d'un élément de données particulier. Le système de gestion de base de données (SGBD) sert d'interface entre la base de données et les programmes utilisateur.

Le SGBD extrait les données de la base de données et les met à la disposition du programme utilisateur. Cette fonctionnalité offre l'avantage de l'indépendance des données dans l'approche de la base de données.

Conceptuellement, il existe trois grandes options concernant les modèles de base de données. Ceux-ci sont:

une. Modèle hiérarchique

b. Modèle de réseau

c. Modèle relationnel

a) Modèle hiérarchique:

Ce modèle présente les données aux utilisateurs dans une hiérarchie d'éléments de données pouvant être représentés dans une sorte d'arborescence inversée. Dans un système de traitement de commande client, un client peut avoir plusieurs factures qui lui sont générées et chaque facture peut avoir des éléments de données différents. Ainsi, le niveau racine des données est le client, le deuxième niveau est la facture et le dernier niveau correspond aux éléments de ligne tels que le numéro de facture, la date, le produit, la quantité, etc.

Cette structure est assez naturelle du point de vue de l'événement. Cependant, les éléments inférieurs de données appartiennent aux éléments de données supérieurs, et les éléments de même niveau n'ont aucun lien. En conséquence, la requête telle que les produits achetés par quel client, dans l'exemple ci-dessus, sera difficile à exécuter dans la structure hiérarchique.

La question de savoir quel client a acheté quel produit conviendrait. Ainsi, lorsqu'il existe plusieurs relations entre plusieurs entités, ce modèle ne serait pas approprié. La figure 9.4 illustre le modèle hiérarchique des données pour une application de traitement des commandes clients.

b) Modèle de réseau:

Dans le modèle réseau de base de données, il n'y a pas de niveaux et un enregistrement peut avoir un nombre quelconque de propriétaires et peut également être propriétaire de plusieurs enregistrements. Ainsi, le problème soulevé ci-dessus dans le traitement de la commande client ne se posera pas dans le modèle de réseau.

Comme il n’existe pas de chemin défini pour la récupération des données, le nombre de liens est très important et les bases de données réseau sont donc complexes, lentes et difficiles à mettre en œuvre. Compte tenu de la difficulté de mise en œuvre, le modèle de réseau est utilisé uniquement lorsque toutes les autres options sont fermées.

L'exemple typique d'une base de données réseau peut être l'employé et le service avec lequel il a travaillé ou peut travailler à l'avenir. La figure 9.5 illustre le modèle de réseau de données d'un système d'information employé.

c) Modèle relationnel:

Le modèle de conception de base de données le plus récent et le plus populaire est le modèle de base de données relationnelle. Ce modèle a été développé pour surmonter les problèmes de complexité et de rigidité des deux modèles précédents dans la gestion de bases de données avec des relations multiples entre entités.

Ces modèles sont non seulement simples mais aussi puissants. Dans la base de données relationnelle, chaque fichier est perçu comme un fichier plat (un tableau à deux dimensions) composé de plusieurs lignes (enregistrements), chaque enregistrement comportant des éléments de données clés et non essentiels. L'élément clé est le ou les éléments de données qui identifient l'enregistrement. La figure 9.6 montre les fichiers et les champs que chaque enregistrement doit avoir dans un système de facturation client.

Dans ces fichiers, les éléments de données clés sont l’ID client, le numéro de facture et le code produit. Chacun des fichiers peut être utilisé séparément pour générer des rapports. Cependant, les données peuvent également être obtenues à partir de n'importe quelle combinaison de fichiers car tous ces fichiers sont liés les uns aux autres à l'aide des éléments de données clés spécifiés ci-dessus.

C'est l'avantage fondamental du modèle relationnel de base de données, sa simplicité et sa robustesse.

Le modèle relationnel s’appuie largement sur le travail d’EF Codd, qui identifie les caractéristiques d’une bonne base de données relationnelle comme suit:

a) Toutes les informations sont logiquement représentées sous forme de tableaux et l'accès aux données est possible grâce aux noms de champs. Ainsi, le couplage ordre, position ou fichier n’est pas une préoccupation pour les utilisateurs.

b) le dictionnaire de données contient des informations sur la structure de la base de données, y compris le type de données; taille, etc., définitions, relations et autorisations d’accès. Les utilisateurs autorisés peuvent en savoir plus sur l'environnement de la base de données et modifier l'environnement à l'aide du langage de description de données (DDL).

c) Un langage de manipulation de données (DML) est disponible pour les utilisateurs, y compris les programmeurs, pour la création, l'insertion, la modification, la récupération, l'organisation et la suppression de toute partie de la base de données. Ces manipulations sont possibles au niveau de l'enregistrement ainsi que pour l'ensemble du fichier, ce qui permet de définir avec souplesse les autorisations d'accès pour différentes catégories d'utilisateurs.

d) Toute modification de la structure de la base de données consistant à scinder le tableau horizontalement ou verticalement ne devrait avoir aucune incidence sur la logique du programme utilisant la base de données. Cette indépendance des données constitue le principal avantage du modèle relationnel de base de données.

e) L'indépendance distribuée des données est une autre caractéristique d'une bonne base de données relationnelle. Les programmes utilisateur ne nécessitent aucune modification lorsque les données sont distribuées ou redistribuées pour la première fois. L'emplacement physique réel des données n'a pas d'importance pour l'utilisateur tant que ce champ apparaît dans le dictionnaire de données en tant que local.

Comme on peut le constater sur la figure 9.6, aucun des champs n'est commun à deux fichiers, à l'exception de l'élément clé. La redondance des données peut donc être évitée dans ce modèle. À cette fin, un processus de normalisation des données est entrepris lors de la conception de la structure d'une base de données.