В основе конкретной базы данных лежит определенная модель данных. Разные модели данных задают ограничения разного вида на объекты и связи предметной области. Существующие модели данных можно отнести к одному из следующих классов:
¨ иерархические;
¨ сетевые;
¨ реляционные;
¨ многомерные;
¨ объектно-ориентированные
В иерархической модели данных все элементами структуры являются наборы данных, между которыми установлено отношение подчинения. В такой модели каждому набору соответствует уровень, который характеризует его положение в структуре данных. Структура связанных наборов данных в иерархической модели данных называется деревом.
В сетевой модели данных вместо одного типа связи (отношения подчинения) могут использоваться несколько, причем содержание связей может не сводиться к подчинению (например, если связь двух фирм обозначает наличие контракта между фирмами). Структуру предметной области в сетевой базе данных можно представить в виде абстрактного графа сложной конфигурации.
В реляционной модели данных элементами структуры являются таблицы, в которых строки соответствуют объектам предметной области, а столбцы – свойствам объектов (называемых также признаками, атрибутами, полями, реквизитами или параметрами). Связь таблиц означает тождественность пары столбцов двух таблиц.
Элементом многомерной базы данных является массив однородных значений, различаемых несколькими независимыми признаками. Примерами признаков являются годы, месяцы, кварталы, регионы, города, районы, названия предприятий, виды продукции и т.п. Признаки играют роль индексов, совокупности значений которых идентифицируют конкретные ячейки, или роль осей координат в многомерной системе координат. Например, многомерным массивом может считаться стоимость продаж, зависящая от филиала, вида товара и конкретной даты (в этом примере три измерения). Можно привести примеры и с большим числом измерений. Многомерные являются основой так называемых OLAP-приложений. Они используются для проведения аналитических исследований в очень больших массивах данных.
Основное понятие объектной модели – объект, который понимается как сущность, обладающая состоянием и поведением. Состояние и поведение являются характеристикой класса, к которому принадлежит объект. Состояние объекта определяется совокупностью его атрибутов, которые могут принимать значения предписанных типов. Поведение объекта, в свою очередь, определяется совокупностью операций (называемых также методами), специфицированных для этого объекта. Для различения объектов внутри класса каждый объект получает уникальный идентификатор.
Принципиально важно, что в объектной модели различаются интерфейс объекта и его реализация. Интерфейс определяет свойства объекта, видимые пользователю - его свойства и внешние описания операций. Они зависят от класса объекта. Реализация объекта характеризуется конкретными значениями предписанных свойств.
Важнейшим в объектной модели является понятие наследования классов, которое позволяет удобно создавать новые классы объектов на основе старых классов. Новый класс наследует все атрибуты и все методы старого класса. Затем к новому классу можно добавить новые атрибуты и определить новые методы. Возможно также изменить метод, наследованный от старого класса.