Объектно-ориентированные модели данных обеспечивают возможность многостороннего и комплексного описания реального мира и создания структуры данных, которую пользователи смогут легко понять. Здесь объекты являются моделями, очень близкими по своим свойствам и характеристикам объектам реального мира. В упрощенном виде разницу между реляционной и объектно-ориентированной моделями можно представить так: в последней объект хранит информацию о себе (все свои атрибуты) внутри себя, а не во множестве взаимосвязанных таблиц.
Например, в объектной модели речной сети будут использоваться линии, изображающие участок реки или приток, и каждый сегмент реки будет демонстрировать поведение, моделирующее его поведение в реальном мире: скорость течения, средняя глубина, объем потока, объем переносимого осадочного материала и т.д.
Реляционная модель
В современных информационных системах и базах данных наиболее широко представлены реляционные модели (РМ).
Сущности, атрибуты и связи хранятся в таблицах как данные определенной структуры. Структура данных обусловливается используемыми моделями данных.
Таблица состоит из строк и столбцов и имеет имя, уникальное внутри базы данных, Таблица отражает тип объекта реального мира (сущность), а каждая ее строка — конкретный объект.
Основным средством структурирования данных в реляционной модели является отношение (relation). Понятия отношения в реляционной модели и математике близки, хотя и не совпадают. Можно определить отношение как декартово произведение доменов.
Реляционная модель является табличной моделью, некоторые типы связей между отношениями могут представляться в схеме неявно. В этих моделях не предусматривается поддержание логической упорядоченности, однако, кортежи помещаются в физическую память в соответствии с некоторым порядком. Физическая упорядоченность используется для выборки.
Помимо таблиц в ГИС могут храниться и другие объекты, такие, как экранные формы, отчеты (reports), представления (views) и даже прикладные программы, работающие с информацией, размещенной в реляционной модели.
Данные информационной системы должны быть однозначными и непротиворечивыми. В таком случае говорят, что реляционная модель удовлетворяет условию целостности (integrity), При этом на реляционную модель накладываются некоторые ограничения, которые называют ограничениями целостности (data integrity constraints).
Модель "сущность-связь"
Модель данных "сущность-связь" или ER-модель (Entity Relationship Model) дает представление о предметной области в виде объектов, называемых сущностями, между которыми фиксируются связи.
Для каждой связи определено число связываемых ею объектов. На схеме сущности изображаются прямоугольниками, связи — ромбами. Число связываемых объектов указывается цифрой на линии соединения объекта и связи.
Появление моделей данных типа "сущность-связь" было обусловлено практическими потребностями проектирования баз данных для коммерческих СУБД. Такие модели имеют много общего с иерархическими и сетевыми моделями данных.
В основе модели Чена лежит представление о том, что предметная область состоит из отдельных объектов, находящихся друг с другом в определенных связях. Объекты описываются различными параметрами или атрибутами; однотипные объекты описываются одним и тем же набором параметров и объединяются во множества или классы (сущности). Конкретные объекты, составляющие класс, называют экземплярами соответствующей сущности. Между сущностями идентифицируются взаимосвязи различного вида: один к одному, один ко многим и др.
При построении ER-моделей важно учитывать разновидность объектов. Прежде всего, это простые и сложные объекты, Объект модели рассматривается как простой, если он имеет свойства атомарного объекта или модели.
Сложными называют объекты, которые могут быть представлены в виде совокупности более простых объектов. На схеме это соответствует тому, что блок, отображающий такой объект, может быть заменен несколькими взаимосвязанными подблоками, определяющими другие объекты или наборы данных.
Такое разделение условно, так как в одних случаях объект может считаться простым, в других — сложным.
Сложные объекты подразделяют на составные, обобщенные и агрегированные.
Составной объект структурирован на основе связей "целое-часть". Он строится аналогично классификации.
Обобщенный объект построен на основе обобщения, т.е. на основе связей "тип-тип", "род-вид" и т.д.
Выделение родовых - видовых связей позволяет осуществлять классификацию, т.е. выделение классов и подклассов, с использованием признаков и свойств объектов.
Агрегированным объектом, строго говоря, следует считать объект, спроектированный (смоделированный) на основе агрегации. Однако в разных приложениях допускают введение дополнительных условий. В частности, агрегированными обозначают объекты, участвующие в каком-либо процессе. Это соответствует описанию динамических свойств, и такие агрегированные объекты называют "отглагольными существительными", например, поставлять — "поставка", производить — "производство" и т.п.
Большинство ограничений в ER-моделях относится к классу явных. Однако в них существует ограничение для случая, когда сущность может быть идентифицирована по связям, а не по значениям своих атрибутов. Такое ограничение называется зависимостью по идентификации, обозначается как ID-зависимость.