Индустрия СУБД прошла довольно длинный путь, прежде чем появилась реляционная модель. Первые СУБД реализовывали так называемые теоретико-графовые модели.
Графомв математике называют конечную совокупность точек (вершин), некоторые из которых соединены друг с другом линиями (ребрами). Изучением графов специальный раздел дискретной математики – теория графов. С помощью графов решаются многие оптимизационные задачи; графы очень часто применяются для организации информации: например, логическая структура файловой системы представлена в виде дерева каталогов (папок) и файлов. Дерево – это один из типов графов, позволяющих смоделировать иерархические отношения. Дерево характеризуется тем, что в нем нет циклов, т.е. замкнутых цепочек вершин. Такие графы называют ациклическими. Графы, в которых есть циклы, называют циклическими.
В мире многие связи соответствуют некоторой иерархии, когда один объект выступает как родительский, а с ним может быть связано множество подчиненных (или дочерних) объектов. Иерархия является естественным способом отображения связей между классами объектов.
Иерархическая модель является самой простой среди всех логических моделей БД, и исторически она появилась первой: именно эту модель использовала первая из промышленных СУБД IMS компании IBM.
В рамках иерархической модели выделяют язык описания структуры данных – DDL (Data Definition Language), а также язык манипулирования данными – DML (Data Manipulation Language). На сегодняшний день иерархические БД почти не используются.
Еще одна модель БД – сетевая, основанная на обобщенном представлении графа, в котором возможны циклы. Стандарт сетевой модели с описанием ее базовых понятий и формального языка описания был определен в 1975 году организацией CODASYL (Conference of Data System Languages). Сетевая модель гибче иерархической (например, в отличие от иерархической модели, она позволяет моделировать связи “многие-ко-многим”), но отличается более сложным процессом разработки модели.
Тем не менее, все в мире стремится к простоте – в ответ на настоятельную потребность в переходе от работы с элементами данных, как это делается в графовых моделях, к работе с некоторыми макрообъектами появился реляционный подход. Несмотря на свою простоту и наглядность для пользователей, не ориентирующихся в дискретной математике, он позволяет моделировать как связи типа “многие-ко-многим”, так и иерархические (для этого достаточно связать сущность с самой собой связью типа “один-ко-многим”). Кроме того, развитие формального аппарата представление я манипулирования данными в рамках реляционной модели сделали ее наиболее перспективной для использования в системах представления знаний.
В последнее время все чаще при построении БД используется объектно-реляционный подход, при котором в БД могут храниться не только атрибуты экземпляров сущностей, но и описания действий, которые могут над ними производиться, а также привязывать эти последовательности операций над данными к различным событиям, что позволяет более эффективно поддерживать целостность данных – соответствие информационной модели (включающей структуру данных и сами данные), хранимой в БД, объектам реального мира и их взаимосвязям в любой момент времени.
