Modeli i të dhënave

[parapamje| Përmbledhje e përgjithshme e një konteksti të modelimit të të dhënave: Modeli i të dhënave fokusohet në të dhënat, marrëdhëniet e të dhënave, semantiken e të dhënave dhe kufizimin e tyre. Një model i të dhënave ofron detaje të [informacionit që do të ruhet dhe është i përdorimit primar, kur produkti final është gjenerimi i kodit të softuerit kompjuterik për një program ose krijimi i një specifikimi funksional për të ndihmuar vendimin për marrjen ose blerjen e një softueri kompjuterik . Figura paraqet një shembull të ndërveprimit mes modeleve të procesit dhe të dhënave. ]]
Një **model i të dhënave** paraqet një model abstrakt që rëndit komponentët e të dhënave dhe standardizon formën se si ato ndërlidhen me njëra-tjetren dhe me karakteristikat e entiteteve të botës reale. Marrim shembull, një model i të dhënave ka mundësi të specifikojë që komponenti i të dhënave që përfaqëson një makinë të përbëhet nga një sasi e caktuar komponentesh të tjerë të cilët, nga këndvshtrimi tjetër, demonstrojnë ngjyrën dhe përmasat e makinës dhe caktojnë pronarin e saj.

Aktiviteti përkatës profesional quhet kryesisht *modelimi i të dhënave* ose, më saktësisht, *dizajnimi i bazës së të dhënave*. Modelet e të dhënave kryesisht përcaktohen nga një specilist i të dhënave, ekspert i të dhënave, shkencëtar i të dhënave, bibliotekar i të dhënave ose një studiues i të dhënave. Një gjuhë e modelimit të të dhënave dhe shkrimet, në shumicën e rasteve paraqiten në menyrë grafike si diagrame.

Një model të dhënash në disa raste ka mundësi të referohet si një strukturë e të dhënave, sidomos në kuadër të gjuhëve programuese. Modelet e të dhënave mjaft herë përmbushen me modele funksioni, në veçanëri në përmbajtjen e modeleve të ndërmarrjeve.

Një model i të dhënave në mënyrë të veçantë specifikon në formë eksplicite *strukturën e të dhënave* ; përkundrazi, **të dhënat e strukturuara** janë informacione të rënditura me anë të një modeli të kuptueshem të të dhënave ose strukturës së të dhënave. Të dhënat e strukturuara qëndrojnë në kontrast me *të dhënat e pastrukturuara* dhe *të dhënat gjysmë të strukturuara*.

## Vështrim i përgjithshëm 
Koncepti ***model i të dhënave*** ka mundësi t'i referohet dy prespektivave të ndryshme nga njëra-tjetra, por të integrura ngushtë. Nganjëherë i referohet një definimi abstrakt të objekteve dhe raportet që gjenden në një sferë të veçantë aplikimi: për ilustrim përdoruesit, produktet dhe urdhërat që gjenden në një organizatë prodhuese. Në situata të tjera ai i referohet grupit të koncepteve të parimeve në caktimin e definimeve të tilla: marrim shembull nocione të tilla si entitete, atribute, marrëdhënie ose tabela. Domethënë, "modeli i të dhënave" i një aplikacioni bankar mund të përcaktohet duke shfrytëzuar "modelin e të dhënave" entitet-marrëdhënie. Artikulli e përdor termin në dy kuptime.

Administrimi i numrit të madh të të dhënave të strukturuara dhe të pastrukturuara paraqet një funksion primar të sistemeve të informacionit . Modelet e të informacioneve shpjegojnë skemën, menaxhimin dhe elementet e sigurisë të të dhënave të mbajtura në sistemet e organizimit të të dhënave siç janë regjistrat e të dhënave relacionale. Ata gjithashtu kan mundësi të interpretojnë të dhëna me një formë më të lirshme, të tilla si dokumentet e përpunimit të tekstit, mesazhet e postës elektronike, fotografitë, audio dixhitale dhe video: XDM, si shembull, na ofron qasje në një model të dhënash për dokumentet XML.

### Roli i modeleve të të dhënave 
parapamje|320x320px| Si arrijnë të sjellin përfitime modelet e të dhënave
Synimi themelor i strukturave të të dhënave është të asistojnë formimin e sistemeve të informacionit duke ofruar definicionin dhe tipin e të dhënave. Sipas West dhe Fowler (1999) "nëse kjo bëhet në mënyrë të qëndrueshme nëpër sisteme, atëherë mund të realizohet përpshtatja e të dhënave. Nëse të njëjtat struktura të dhënash shfrytëzohen për të ruajtur dhe aksesuar të dhënat, atëherë aplikacione të ndryshme mund të shpërndajnë të dhëna. Konkluzionet e kësaj janë cekur më lart. Megjithëse, sistemet dhe ndërfaqet shpesh kushtojnë më shumë seç është e nevojshme, për të krijuar, funksionuar dhe mirëmbajtur ato poashtu mund të kufizojnë biznesin sesa ta mbështesin atë ndërfaqet janë të dobëta".

* "Normat e biznesit, të veçanta për mënyrën se si zbatohen gjërat në një zonë të caktuar, zakonisht fiksohen në formën e një modeli të dhënash. Kjo nënkupton se dallimet e vogla në mënyrën se si drejtohet biznesi rezulton në ndryshime të mëdha në sistemet kompjuterike dhe ndërfaqet".
* "Llojet e subjekteve zakonisht nuk përcaktohen, ose identifikohen gabimisht. Kjo mund të rezultojë në përsëritjen e të dhënave, strukturës së të dhënave dhe kapacitetit, së bashku me shpenzimet shoqëruese të atij dyfishimi në zhvillim dhe mirëmbajtje".
* "Modelet e të dhënave për sisteme të ndryshme,mund të jenë në formë arbitrare të ndryshme. Përfundimi i kësaj është se lidhje të  ndërlikuara kërkohen midis sistemeve që ndajnë të dhëna. Këto ndërfaqe mund të përbëjnë midis 25-70% të kostos së sistemeve aktuale".

Në vitet 1960, strukturimi i të dhënave fitoi më shumë rëndësi me inicimin e konceptit të sistemit të informacionit të menaxhimit (MIS). Sipas Leondes (2002), "gjatë asaj kohe, sistemi i informacionit ofronte siguri ndaj të dhënave dhe informacionit për synime administrative. Sistemi i bazës së të dhënave të gjeneratës së parë, i quajtur Integrated Data Store (IDS), u projektua nga amerikani Charles Bachman në General Electric. Dy koleksione të organizuara të  të dhënave që kishin fituar mjaft popullaritet Modelet, modeli i të dhënave të rrjetit dhe modeli i të dhënave hierarkike, u sugjeruan gjatë këtij intervali kohor”.  Nga fundi i viteve 1960, Edgar F. Codd përpunoi hipotezat e tij të rregullimit të të dhënave dhe modifikoi modelin relacional i cili shërbente për menaxhimin e bazës së të informacioneve duke u bazuar në logjikën e kallëzuesit të rendit të parë.

Në vitet 1970, modelimi entitet-marrëdhënie u zbulua si një formëe re e modelimit konceptual të të dhënave, i konfirmuar së pari në 1976 nga Peter Chen . Modelet entitet-marrëdhënie u shfrytëzuan në fazën e parësore të dizajnimit të sistemit të informacionit gjatë analizës së kërkesave për të përshkruar kërkesat informative ose llojin e informacionit që do të ruhej në një bazë të dhënash . Kjo metodë mund të shpjegojë çdo ontologji, p.sh., një përmbledhje dhe kategorizm të parimeve dhe raporteve të tyre, për një fushë të caktuar interesi.

Në vitet 1970, GM Nijssen zhvilloi metodën "Natural Language Information Analysis Method" (NIAM) dhe e zhvilloi këtë përgjatë vitetve të '80 në kolaborim me Terry Halpin në Modelimin e Rolit të Objekteve (ORM). Megjithatë, ishte deklarata e doktoraturës e Terry Halpin e vitit 1989 ajo që formoi bazen formale mbi të cilin fokusohet Modelimi Objekt-Role.

Bill Kent, në librin e tij të vitit 1978 *Të dhënat dhe realiteti,*  krahasoi një model të dhënash me një hartë të një territori, duke veçuar se në botën reale, "autostradat nuk janë të pikturuara me ngjyrë të kuqe, lumenjtë nuk kanë linja rrethore të cilat shkojnë në mes., dhe nuk ka mundësi të shohësh linja kufitare në një mal”. Ndryshe nga studiues të tjerë që tentuan të formonin modele që ishin matematikisht të sakta dhe estetikisht të bukura, Kent veçoi kaosin thelbësore të botës reale dhe punën e modeluesit të të dhënave për të krijuar radhë nga kaosi pa e shtrembëruar tepër të vërtetën.

Në vitet 1980, sipas Jan L. Harrington (2000), "zhvillimi i paradigmës së orientuar nga objekti solli një transformimin themelor në mënyrën se si i shohim të dhënat dhe proceset që veprojnë mbi të dhënat. Në mënyrë konvencionale, të dhënat dhe proceset kanë qenë të ruajtura në formë të veçuar: të dhënat dhe raporti i tyre në një bazë të dhënash, procedurat në një program aplikimi, mirëpo, kombinuan procedurën e një entiteti me të dhënat që i përkasin atij.

Gjatë viteve të hershme të 1990, tre matematikanë të cilët ishin  holandezë Guido Bakema, Harm van der Lek dhe JanPieter Zwart, vijuan zhvillimin e punës së GM Nijssen. Ata u përqendruan  më shumë në porcionin e komunikimit të domethënies. Në vitin 1997 ata arritën të regjistrojnë teknikën e Modelimit të Informacionit të Orientuar plotësisht në Komunikim FCO-IM.

## Llojet 
### Modeli i bazës së të dhënave 
Një model i bazës së të dhënave paraqet një specifikim që shpjegon se si formohet dhe shfrytezohet një bazë të dhënash.

Janë propozuar një numër modelesh të tilla. Modelet e zakonshme përmbajnë:

; Modeli i sheshtë
: Ky mund të mos kualifikohet rreptësisht si një model i të dhënave. Modeli i sheshtë (ose i tabelës) përbëhet prej një grupi të vetëm, dy-dimensional i komponentëve të të dhënave, ku të gjithë pjesëmarrësit e një kolone të caktuar priten të jenë vlera të ngjashme dhe të gjithë pjesëmarrësit e një rreshti supozohet se janë të ndërlidhur me njëri-tjetrin.
; Modeli hierarkik
: Modeli hierarkik është i ngjashëm me modelin e rrjetit, përveç se lidhjet në modelin hierarkik krijojnë një skemë peme, përkundrazi modeli i rrjetit lejon grafikun arbitrar.
; Modeli i rrjetit
: Ky model planifikon të dhënat duke shfrytëzuar dy konstruksione thelbësore, të cilat janë rekordet dhe grupet. Regjistrimet përfshijnë fusha, dhe grupet përcaktojnë marrëdhënie një-me-shumë ndërmjet rekordeve: një pronar, shumë anëtarë. Modeli i të dhënave të rrjetit është një abstraksion i konceptit të projektimit të përdorur në aplikimin e bazave të të dhënave.
; Modeli relacional
: është një model bazë të dhënash qe bazohet në logjikën e kallëzuesit të rendit të parë. Parimi i saj thelbësore është të përshkruajë një bazë të dhënash si një koleksion kallëzuesish mbi një grup të kufizuar variablash kallëzues, duke shpjeguar kufizimet në vlerat e mundshme dhe kombinimet e vlerave. Fuqia e modelit të të dhënave relacionale qëndron në themelet e tij matematikore dhe në një paradigmë të thjeshtë të nivelit të klientit.
; Modeli objekt-relacion
: Ngjashëm me një model të bazës së të dhënave relacionale, mirëpo objektet, klasat dhe trashëgimia mbështeten në mënyrë direkte në skemat e bazës së të dhënave dhe në gjuhën e pyetjes.
; Modelimi i rolit të objektit
: Një metodë e modelimit të të dhënave që është caktuar si "pa atribute" dhe "e bazuar në fakte". Rezultati paraqet një sistem të saktë ,të verifikueshëm, nga i cili është e mundur të rrjedhin objekte të tjera të zakonshme, si ERD, UML dhe modelet semantike. Lidhjet ndërmjet objekteve të të dhënave përshkruhen gjatë procesit së projektimit të bazës së të dhënave, të tilla që normalizimi është një rezultat përfundimtar i pashmangshëm i procedurës.
; Skema e yjeve
: Tipi më i thjeshtë i skemës së magazinës së të dhënave. Skema e yjeve përmban disa "tabela faktesh" (ndoshta vetëm një, që justifikon emrin) që i referohet çdo numri "tabelash të dimensioneve". Skema e yjeve është i vlerësuar si një rast i rëndësishëm i veçantë i skemës së flokeve të borës.

Skeda:FigFileConvert000a.svg|alt=Flat model| Modeli i sheshtë
Skeda:Hierarchisches Datenbankmodell.svg|alt=Hierarchical model| Modeli hierarkik
Skeda:Network DB model.svg|alt=Network model| Modeli i rrjetit
Skeda:Relational model concepts.png|alt=Relational model| Modeli relacional
Skeda:Company codm.png|alt=Concept-oriented model| Modeli i cili është i orientuar nga parimi
Skeda:Star-schema.png|alt=Star schema| Skema e yjeve

### Diagrami i strukturës së të dhënave 
parapamje|397x397px| Shembull i një diagrami të strukturës së të dhënave
Një diagram i strukturës së të dhënave (DSD) paraqet një diagram dhe model i të dhënave që shfrytëzohet për të përshkruar modelet konceptuale të të dhënave duke siguruar paraqitje grafike të cilat dokumentojnë entitetet dhe marrëdhëniet e tyre, dhe kufizimet që i lidhin ato. Komponentet kryesorë grafike të DSD-ve janë kutitë, që në mënyrë simboleke paraqesin entitetet, dhe shigjetat, që cilat tregojnë raportet. Diagramet e strukturës së të dhënave janë veçanërisht të dobishme për të dokumentuar entitete komplekse të të dhënave.

Diagramet e strukturës së të dhënave janë një zgjerim e modelit të marrëdhënies entitet (modeli ER). Në DSD, atributet përcaktohen brenda kutive të entitetit dhe jo jashtë tyre, përderisa marrëdhëniet parqiten si kuti të përbëra nga atribute të cilat përcaktojnë kufizimet që ndërlidhin entitetet së bashku. DSD-të dallojnë nga modeli ER në atë që modeli ER fokusohet në marrëdhëniet në mes të njësive të ndryshme, ndërsa DSD-të përqendrohen në marrëdhëniet e komponentëve në brendësi të një entiteti dhe u mundësojnë klientëve të shohin plotësisht lidhjet dhe raportet midis secilit entitet.

Ekzistojnë disa qasje për ilustrimin e diagrameve të strukturës së të dhënave, me transformimin e dukshëm në mënyrën e përcaktimit të kardinalitetit . Zgjedhjet ndodhen ndërmjet kokave të shigjetave, kokave të përmbysura të shigjetave ( këmbët e sorrës ) ose paraqitjes  të kardinalitetit në formë numerike.
majtas|parapamje|240x240px| Shembull i diagrameve të një entiteti-lidhje IDEF1X të përdorur për të modeluar vetë IDEF1X

### Modeli i marrëdhënies entitet 
Një model i lidhjeve midis entiteteve (ERM), i quajtur nganjëherë si një diagram i raporteve entitet (ERD), mund të shfrytëzohet për të përfaqësuar një model abstrakt të të dhënave konceptuale (ose model të dhënash semantike ose model të dhënash fizike) të përdorur në inxhinierinë softuerike për të përfaqësuar të dhëna të strukturuara . Ekzistojnë disa shënime të përdorura për ERM-të. Ashtu si DSD-të, atributet përshkruhen në brendësi të kutive të entitetit dhe jo jashtë tyre, ndërsa marrëdhëniet vizatohen si linja, me kufizimet e tyre të shpjeguara përgjatë linjave.Megjithëse Modeli ER është i fuqishëm, mund të bëhet vizualisht i rëndë kur përfaqëson entitete me disa atribute.

Ekzistojnë disa qasje për ilustrimin e diagrameve të strukturës së të dhënave, me një dallim të qartë në mënyrën e shprehjes të kardinalitetit. Opsionet përfshijnë përdorimin e majave të shigjetave, kokave të përmbysura të shigjetave (këmbët e sorrës) ose paraqitjes numerike të kardinalitetit.

### Modeli i të dhënave gjeografike 
Një model i të dhënave në sistemet e informacionit gjeografik është një koncept matematik për demonstrimin e objekteve apo sipërfaqeve gjeografike si të dhëna. Si shembull,

* modeli i të dhënave vektoriale paraqet gjeografinë si pika, vija dhe poligone të ndryshme
* modeli i të dhënave raster paraqet gjeografinë si matrica qelizash që sigurojnë vlerat numerike;
* dhe modeli i të dhënave të rrjetit të parregullt të trekëndëshuar (TIN) përfaqëson gjeografinë si kategori trekëndëshash të lidhur, jo të mbivendosur.

Skeda:Groups relate to the process of making a map.jpg|alt=Groups relate to process of making a map| Grupet lidhen me procesin e krijimit të një harte
Skeda:NGMDB data model application.jpg|alt=NGMDB data model applications| Aplikacionet e modelit të të dhënave NGMDB 
Skeda:NGMDB databases linked together.jpg|alt=NGMDB databases linked together| Bazat e të dhënave NGMDB të lidhura së bashku ]]
Një strukturë semantike në inxhinierinë e programeve kompjuterike përfqëson një qasje për të caktuar kuptimin e informacionit në brendësi të kontekstit të ndërlidhjeve të tyre me të dhëna të tjera. Një model i të dhënave semantike është një abstraksion që përcakton mënyrën se si simbolet e ruajtura lidhen me botën reale. Një model i të dhënave semantike ndonjëherë quhet model konceptual i të dhënave.

Struktura logjike e informacionit të një sistemi të menaxhimit të bazës së të dhënave (DBMS), qoftë hierarkike, rrjetore apo relacionale, nuk arrin të përmbushë plotësisht kërkesat për një definim konceptual të të dhënave, sepse ajo është e kufizuar në hapësirë dhe e njëanshme ndaj qasjeve së aplikimit të përdorur nga DBMS. Për këtë arsye, kërkesa për të përcaktuar të dhënat nga një këndvështrim konceptual ka rezultuar në zhvillimin e teknikave të modelimit të të dhënave semantike. Kjo nënkupton përdorimin e metodave për të definuar kuptimin e informacion brenda kontekstit të marrëdhënieve të tyre me të dhëna të tjera. Siç demonstrohet në figurë, realiteti konkret për sa i përket burimeve, ideve, ngjarjeve, etj., shprehet në mënyrë simbolike brenda dyqaneve fizike të të dhënave. Një model i të dhënave semantike është një abstraksion që përcakton se si simbolet e ruajtura lidhen me botën reale. Kështu, modeli duhet të jetë një përfaqësim i vërtetë i botës reale.  është një model objekti për kontrollin e një teleskopi astronomik.

Në llogaritje, termi *model i objektit* ka një kuptim të dytë të veçanta të karakteristikave të përgjithshme të objekteve në një gjuhë programimi kompjuterik, teknologji, shënim ose metodologji specifike që i shfrytëzon ato. Për shembull, *modeli i objektit Java*, *modeli i objektit COM* ose *modeli i objektit OMT* . Modele të tilla objektesh kryesisht caktohen duke shfrytëzuar ide të tilla si klasa, mesazhi, trashëgimia, polimorfizmi dhe kapsulimi . Ekziston një literaturë e pasur mbi modelet e objekteve të standardizuara si një nëngrup i semantikës formale të gjuhëve të programimit.

### Modelimi i rolit të objektit 
parapamje|320x320px| Shembull i aplikimit të Modelimit Objekt-Role në një "Skemë për Sipërfaqen Gjeologjike", Stephen M. Richard (1999)
Modelimi i Objekt-Rolit (ORM) është një teknikë për modelimin konceptual, dhe mund të përdoret si një paisje për analizën e informacionit dhe rregullave.

Modelimi objekt-roli është një metodë e bazuar nga faktet për realizimin e analizave të sistemeve në shkallën konceptuale. Cilësia e një aplikacioni bazë të dhënash kushtëzohet në mënyrë kritike nga dizajni i tij. Për të ndihmuar në sigurimin e korrektësisë, qartësisë, përshtatshmërisë dhe produktivitetit, sistemet e informacionit specifikohen më së miri fillimisht në nivelin konceptual, duke përdorur terme dhe gjuhë që janë të lehta për përdoruesit të kuptojnë.

Dizajni konceptual mund të përmbajë të dhëna, procese dhe perspektiva të sjelljes, dhe DBMS-ja aktuale e përdorur për aplikimin e dizajnit mund të bazohet në njërën nga modelet e shumta logjike të të dhënave (relacionale, hierarkike, rrjetore, të orientuara nga objekti, etj.).

### Modele të Unifikuara të Gjuhës së Modelimit 
Gjuha e Unifikuar e Modelimit (UML) është një gjuhë modelimi e standardizuar për synime të përgjithshme në sferën e inxhinierisë softuerike . Është një gjuhë grafike që shërben për vizualizimin, specifikimin, konstruktimin dhe dokumentimin e objekteve të një sistemi me softuer intensiv. Gjuha e Unifikuar e Modelimit ofron një mënyrë të standarde për të shënuar planet e një sistemi, duke përfshirë:

* Gjëra konceptuale si proceset e biznesit dhe funksionet e sistemit
* Konkretoni gjëra të tilla si deklaratat e gjuhëve të programimit, strukturat e bazës së të dhënave dhe
* Komponentët e softuerit që mund të ripërdoren përsëri.

UML ofron një kombinim të modeleve funksionale, modeleve të të dhënave dhe modeleve të bazës së të dhënave.

## Shihni gjithashtu 
* Modeli i procesit të biznesit
* Modeli i të dhënave të arkitekturës thelbësore
* Modeli i përbashkët i të dhënave, çdo model i standardizuar i të dhënave
* Sistemi i mbledhjes së të dhënave
* Fjalori i të dhënave
* Gjuha e përshkrimit të formatit të të dhënave (DFDL)
* Baza e të dhënave shpërndarëse-relacionale
* JC3IEDM
* Modeli i procesit

## Referime 
## Lexim të mëtejshëm 
* David C. Hay (1996). *Modelet e modelit të të dhënave: Konventat e mendimit* . Nju Jork: Dorset House Publishers, Inc.
* Len Silverston (2001). *The Data Model Resource Book* Volume 1/2. John Wiley & Sons.
* Len Silverston & Paul Agnew (2008). *Libri i burimeve të modelit të të dhënave: Modele universale për modelimin e të dhënave* Vëllimi 3. John Wiley & Sons.
* Matthew West (2011) *Zhvillimi i Modeleve të të Dhënave me Cilësi të Lartë* Morgan Kaufmann