Antes de sabermos sobre um conceito comomodelos de dados, estudaremos seus tipos, classificações, e também consideraremos uma descrição detalhada, há a necessidade de se compreender o próprio significado da informática, que inclui esses conceitos, e todas as áreas por ela estudadas. Neste artigo, vamos considerar os termos básicos e pilares desta ciência, em particular, vamos falar sobre os tipos de estruturas de dados, relacionamentos nelas e muito mais.
O que é informação e ciência da computação?
Para prosseguir com o estudo da estrutura do modelo de dados, você precisa entender o que esses dados e informações são, em princípio.
Absolutamente em qualquer momento da existênciada sociedade humana, a informação tem desempenhado um grande papel, isto é, a informação recebida por uma pessoa do vasto e diversificado mundo que nos rodeia. Por exemplo, até mesmo pessoas primitivas nos deixaram informações sobre suas vidas e tradições mais simples com a ajuda de pinturas rupestres.
Desde então, as pessoas realizaram várias atividades científicasdescobertas, informações coletadas sobre seus antecessores e informações acumuladas de notícias do dia a dia, ganhando cada vez mais volumes de informações e conferindo-lhes qualidades como valor e confiabilidade.
Com o tempo, a quantidade de informações tornou-se tãovasto e enorme, que a humanidade não foi capaz de armazená-lo de forma independente em sua memória, envolver-se no processamento manual e executar quaisquer ações nele. É por isso que surgiu a necessidade da ciência fundamental de hoje - a informática, cujo campo de estudo inclui o campo da atividade humana associada a várias transformações da informação. A ciência da computação cobre quase todas as áreas de nossa vida: desde a execução dos cálculos matemáticos mais simples até a engenharia complexa e projeto arquitetônico, bem como a criação de animações e desenhos animados. Ele define objetivos básicos como processamento automatizado, estruturação, armazenamento e transmissão de informações.
No tópico de hoje, vamos abordar especificamenteestruturação de informações, ou seja, vamos falar sobre o modelo de dados. Antes, porém, é necessário esclarecer alguns outros pontos diretamente relacionados ao tema de nossa conversa. A saber: bancos de dados e DBMS.
Bancos de dados e SGBD
O tipo de informação estruturada é banco de dados (BD).
O termo significa um conjunto compartilhadoinformações que estão logicamente relacionadas entre si. Bancos de dados são estruturas usadas ativamente em sites dinâmicos com grande quantidade de informações. Por exemplo, são recursos de várias lojas online, portais de mídia ou outras fontes corporativas.
Sistemas de gerenciamento de banco de dados (DBMS)é denominado um conjunto de vários softwares projetados para criar bancos de dados, mantê-los em forma adequada e organizar uma busca rápida das informações necessárias neles. Um exemplo de SGBD amplamente utilizado é o Microsoft Access, produzido em uma única linha do Microsoft Office. Uma característica distintiva deste SGBD é que, devido à presença da linguagem VBA nele, prevê-se a criação de aplicações no próprio Access, funcionando a partir de bases de dados.
Os bancos de dados podem ser classificados de acordo com vários critérios diferentes:
- Pelo tipo de modelo (eles serão discutidos).
- Por local de armazenamento (disco rígido, RAM, discos ópticos).
- Por tipo de uso (local, isto é, acesso aum usuário tem; médio, ou seja, os dados do banco de dados podem ser visualizados por várias pessoas; geral - tais bases de dados estão localizadas em vários servidores e computadores pessoais, ou seja, um grande número de pessoas tem o direito de ver as informações neles).
- Pelo conteúdo das informações (científicas, históricas, lexicográficas e outras).
- Pelo grau de certeza da base (centralizada e distribuída).
- Por homogeneidade (heterogênea e homogênea, respectivamente).
E também em muitos outros sinais menos significativos.
A parte principal desse banco de dados são os modelos de dados.Representam um conjunto de estruturas e operações de informação para o seu processamento, simplificando e agilizando o processo de organização da procura da informação necessária.
Modelos de Sistema de Dados: Classificação
Existem vários bancos de dados, mas todoseles são baseados em modelos mais comuns e fundamentais. A classificação dos modelos de dados de informação também é subdividida em muitos tipos diferentes. Aqui estão as categorias mais comumente usadas:
- modelo hierárquico;
- diagrama de rede;
- modelo relacional;
- esquemas orientados a objetos.
Todos esses tipos de modelos de dados diferem na natureza da apresentação e armazenamento de informações neles.
Critérios para escolher o modelo certo
O usuário pode criar um banco de dados com qualquer um dos tipos acima. No entanto, deve-se observar que a escolha do modelo de dados determina a dependência de alguns fatores.
O critério mais importante éSe o DBMS usado pelo cliente oferece suporte a um modelo específico. A maioria dos SGBDs é construída de forma que o usuário seja apresentado a um modelo de dados que deve ser usado; no entanto, alguns deles suportam vários análogos diferentes ao mesmo tempo. Vamos dar uma olhada em seus recursos separadamente.
Modelo hierárquico
É um dos tipos de modelos de apresentação de dados, organizando-os na forma de um conjunto de elementos, que se organizam do geral ao específico.
A estrutura é uma árvore de cabeça para baixo. Existe um caminho para acessar um arquivo específico.
Um modelo hierárquico deve satisfazer três condições básicas:
- Cada nó de nível inferior só pode ser associado a um nó de nível superior.
- Existe apenas um nó raiz principal na hierarquia, que não é subordinado a nenhum outro nó e está no nível mais alto.
- Existe apenas um caminho do nó raiz para qualquer nó na hierarquia.
O tipo de relacionamento é um para muitos.
Modelo de rede
Ele depende muito da estrutura hierárquica, comtem muito em comum. A principal diferença entre eles é o tipo de relacionamento, o que implica um relacionamento muitos-para-muitos, ou seja, podem existir relacionamentos entre nós diferentes.
A vantagem do modelo de rede é que ele consome menos recursos do PC em termos de memória e tempo de operação do que outros modelos.
A desvantagem deste esquema é quese você precisar alterar a estrutura dos dados armazenados, terá que alterar todos os aplicativos baseados neste modelo de rede, uma vez que tal estrutura não é independente.
Modelo relacional
É o mais comum hojedia. Os objetos e relacionamentos entre eles em tal modelo de dados são representados por tabelas e os relacionamentos neles são tratados como objetos. As colunas dessa tabela são chamadas de campos e as linhas são chamadas de registros. Cada tabela do modelo relacional deve satisfazer as seguintes propriedades:
- Absolutamente todas as suas colunas são homogêneas, ou seja, todos os elementos localizados em uma mesma coluna devem ter o mesmo tipo e tamanho máximo.
- Cada coluna tem seu próprio nome exclusivo.
- Não deve haver linhas idênticas na tabela.
- A ordem em que as linhas e colunas aparecem na tabela pode ser arbitrária.
O modelo relacional também leva em consideração os tipos de relacionamentos entre essas tabelas, incluindo relacionamentos um para um, um para muitos e muitos para muitos.
Os bancos de dados criados com base em um modelo relacional tabular são flexíveis, adaptáveis e altamente escaláveis. Cada objeto de dados é dividido nos pedaços menores e mais úteis.
Modelo Orientado a Objetos
Em um modelo de construção orientado a objetosos dados do banco de dados são definidos por uma coleção de elementos de software reutilizáveis com funções associadas. Existem vários bancos de dados orientados a objetos diferentes:
- Banco de dados multimídia.
- Banco de dados de hipertexto.
O primeiro inclui dados de mídia. Ele pode conter várias imagens que, por exemplo, não podem ser armazenadas em um modelo relacional.
Banco de dados de hipertexto permite que qualquer pessoaobjeto base a ser associado a qualquer outro objeto. Isso é bastante conveniente para organizar a comunicação em um conjunto de dados díspares, mas esse modelo está longe de ser ideal ao conduzir análises numéricas.
Talvez orientado a objetos seja o maismodelo popular e usado, pois pode conter informações em forma de tabelas, como relacional, mas, ao contrário, não se limita a um registro de tabela.
Algumas informações adicionais
Pela primeira vez na ciência da computação, o modelo hierárquico foi utilizado na década de 60 do século passado pela IBM, mas hoje sua popularidade diminuiu devido à sua baixa eficiência.
O modelo de dados de rede é popular desde a década de 1970, depois que foi formalmente definido pela Conferência sobre Linguagens de Sistemas de Banco de Dados.
Os bancos de dados relacionais são geralmente escritos em Structured Query Language (SQL). Este modelo foi publicado em 1970.
Conclusões
Assim, podemos resumir as questões que consideramos hoje com as seguintes breves conclusões:
- Os dados em computadores pessoais (PCs) podem ser armazenados estruturalmente na forma de bancos de dados especiais.
- O núcleo de qualquer banco de dados é seu modelo.
- Existem quatro tipos principais de modelos de dados: hierárquico, de rede, relacional e orientado a objetos.
- Em um modelo hierárquico, a estrutura é externamente uma árvore invertida.
- No modelo de rede, existem conexões entre nós diferentes.
- No modelo relacional, os relacionamentos entre objetos são representados na forma de tabelas.
- No modelo orientado a objetos, os relacionamentos entre os elementos podem ser representados por tabelas, mas não estão limitados a eles.
Neste último caso, por exemplo, pode haver texto e imagens.
