Evoluzione e Caratteristiche dei Modelli di Database: E/R, Relazionale e Object-Oriented

Relazioni tra entità: Il Modello E/R

Caratteristiche

Il modello è stato proposto da Peter P. Chen e può essere utilizzato come base per una vista unificata dei dati, adottando l'approccio naturale nel mondo reale, che consiste di entità e relazioni.

• Il modello E/R, come suggerisce il nome, si concentra su due concetti fondamentali: l'entità e la relazione.
• Nei modelli E/R è possibile distinguere elementi chiave come entità, attributi e relazioni, oltre all'insieme di valori, analogo al concetto di dominio.

Vantaggi

1. Semplicità concettuale: data questa struttura, la relazione tra i livelli è logicamente semplice.
2. Sicurezza del database: il database (BD) è previsto e attuato dal DBMS in modo che la sicurezza sia eseguita in modo uniforme in tutto il sistema.
3. Indipendenza dei dati: il DBMS crea un ambiente in cui l'indipendenza dei dati consente di ridurre considerevolmente lo sforzo di programmazione e manutenzione.
4. Integrità della Base di Dati: data la "relazione" padre/figlio, c'è sempre un legame tra il segmento madre e i suoi segmenti figli.
5. Efficienza: il modello di database gerarchico è molto efficiente quando un database contiene una grande quantità di dati correlati.

Svantaggi

1. Esecuzione complessa: sebbene il modello gerarchico DBMS liberi il progettista e lo sviluppatore dai problemi di dipendenza dei dati, richiede comunque una conoscenza dettagliata delle caratteristiche fisiche di memorizzazione; pertanto, attuare un progetto di BD potrebbe diventare molto complicato.
2. Difficile da gestire: qualsiasi cambiamento nella struttura del BD, come il trasferimento di segmenti, richiede un cambiamento in tutti i programmi applicativi che hanno accesso al database.
3. Mancanza di indipendenza strutturale: l'indipendenza strutturale esiste quando i cambiamenti nella struttura del BD non pregiudicano la possibilità di accedere ai dati tramite il DBMS.
4. Complessità nell'uso di applicazioni di programmazione: a causa della struttura di navigazione del BD, gli sviluppatori e gli utenti finali devono sapere esattamente come i dati sono fisicamente distribuiti nel BD per l'accesso.
5. Vincoli di attuazione: molte relazioni non sono conformi allo standard comune 1:M richiesto dal modello gerarchico.
6. Mancanza di standard: sebbene il modello gerarchico di base sia costruito per tutti i software di BD gerarchici.

Modello Relazionale (Entity-Relational)

Caratteristiche

Il modello relazionale è stato sviluppato da E.F. Codd di IBM nel 1970 e rappresenta una rivoluzione sia per gli utenti che per gli sponsor. Il modello relazionale è stato un database a "cambio automatico" che ha sostituito i database a "trasmissione standard" che lo avevano preceduto.

Il modello relazionale è percepito dall'utente come un insieme di tabelle che memorizzano i dati.

Vantaggi

1. Indipendenza strutturale: poiché il modello di sistema di database relazionale non utilizza l'accesso ai dati di navigazione, le vie di accesso alle informazioni non sono rilevanti per il designer, i programmatori e gli utenti finali di questi BD.
2. Migliorata semplicità concettuale: sebbene i modelli network e gerarchici fossero concettualmente più semplici rispetto ai sistemi di archivi che hanno sostituito, il modello di database relazionale è ancora più semplice concettualmente.
3. Progettazione, realizzazione, uso e gestione più semplice delle BD: il modello relazionale raggiunge contemporaneamente l'indipendenza dei dati e l'indipendenza strutturale.
4. Capacità di query ad hoc: uno dei motivi per cui il modello relazionale ha una posizione dominante sul mercato è la sua potente e flessibile capacità di interrogazione.
5. Un potente sistema di gestione BD: un buon software RDBMS è molto più complesso del DBMS utilizzato nelle reti e nei BD gerarchici.

Svantaggi

1. Costi indiretti sostanziali (Software e Hardware): l'RDBMS stesso, nascondendo la maggior parte della complessità del sistema, causa spese consistenti per il sistema operativo e l'hardware.
2. Progettazione e realizzazione talvolta carenti: in qualche modo, la facilità d'uso del contesto relazionale può portare a una minore attenzione nella progettazione.
3. Promozione delle "isole di informazioni": poiché il modello relazionale è così facile da usare, molte persone trovano semplice creare i propri sottoinsiemi e applicazioni di BD indipendenti.

Modello di Database Object-Oriented (OODM)

Caratteristiche

Le fondamenta dei database orientati agli oggetti sono state create per contribuire a soddisfare le esigenze di nuove applicazioni. L'orientamento agli oggetti offre la flessibilità per gestire requisiti complessi e non è limitata dai tipi di dati e dai sistemi di linguaggi di interrogazione dei database tradizionali.

• Una caratteristica fondamentale è il potere fornito all'oggetto, che consente al progettista di specificare sia la struttura di oggetti complessi, sia le operazioni che possono essere applicate a tali oggetti.
• Un altro motivo alla base dei database orientati agli oggetti è il crescente impiego di linguaggi object-oriented per sviluppare applicazioni.
• Questi database sono progettati per integrarsi direttamente con le applicazioni sviluppate con linguaggi object-oriented, adottandone molti concetti.

Vantaggi

1. Aggiunta di contenuto semantico: l'aggiunta di contenuto semantico al modello di dati conferisce un significato maggiore.
2. Visualizzazione del contenuto semantico: l'OODM include contenuto semantico all'interno della visualizzazione dell'oggetto, il che facilita la gestione di relazioni più complesse all'interno e tra gli oggetti.
3. Integrità di un BD: così come il modello gerarchico, l'OODM utilizza l'ereditarietà per proteggere l'integrità del BD.
4. Indipendenza strutturale dei dati: l'autonomia degli oggetti nell'OODM garantisce l'indipendenza strutturale e dei dati.

Svantaggi

1. Mancanza di standard: non esistono modelli di dati standard orientati agli oggetti. Lo svantaggio principale è la mancanza di un metodo standard di accesso ai dati.
2. Accesso ai dati di navigazione complesso: il metodo di accesso ai dati è simile allo stile di navigazione dei modelli di rete e gerarchici.
3. Curva di apprendimento ripida: data la mancanza di standard e la complessità dello stile di navigazione, la curva di apprendimento per il modello object-oriented tende a essere più pronunciata rispetto al modello relazionale.
4. Elevata complessità del sistema: la complessità tende a essere superiore rispetto al modello relazionale; pertanto, la realizzazione richiede un overhead sostanziale per il software e il sistema operativo.