Дані, що зберігаються в БД, мають певну логічну структуру, тобто описується деякою моделлю представлення даних, яка підтримується СУБД.
Основні моделі даних: мережеві, ієрархічні і реляційні. Крім того, останнім часом стали використовуватися такі моделі: постреляціонних, багатовимірна і об'єктно-реляційна. Розробляються також всілякі системи, засновані на інших моделях даних, що розширюють відомі моделі. До їх числа можна віднести семантичні, концептуальні. для інтеграції бази знань, БД і ЯП. У деяких СУБД підтримуються одночасно кілька моделей даних.
В ієрархічній моделі даних зв'язку між даними можна описати за допомогою упорядкованого графа або дерева. Кожен з «типів» дерева складається з кореневого "типу" і упорядкованого набору підлеглих «типів».
Кореневої «тип» - тип, який має підлеглі типи і сам не є підтипом.
Підлеглий тип - нащадок кореневого типу, який виступає в ролі свого предка.
- зручно для роботи з впорядкованою інформацією;
- ефективне використання пам'яті в ЕОМ і непогані показники часу виконання основних операцій над даними.
- моделі досить громіздкі для обробки інформації з досить великою логічним зв'язком;
- складна для розуміння звичайного користувача.
Мережева модель даних дозволяє відображати різноманітні зв'язку елементів даних у вигляді довільного графа, узагальнюючи тим самим ієрархічну модель.
Мережева складається із записів і набору зв'язків. Якщо в ієрархічній структурі запис нащадка могла мати тільки один запис предка, то в мережевій структурі може мати будь-яке число (вільне володіння батько).
Переваги. надають великі можливості в сенсі організації довільних зв'язків.
Недоліки: висока складність і жорсткість схеми БД, складність в розумінні та виконанні обробки інформації.
Реляційна модель поставлено перед ним, в 1980 році Едгаром екодома і грунтується на понятті відносини - безліч елементів, які називаються кортежами. Наочною формою подання відносин є двовимірна таблиця.
Таблиця має рядки - записи. Кожен рядок має однакову структуру і складається з полів. Рядках відповідають кортежі, а стовпці - атрибути відносин.
Для того, щоб описати більш складну логічну структуру застосовують зв'язування таблиць.
Переваги: простота, зручність фізичної реалізації, зрозумілість, легко доповнювати простими відносинами.
Недоліки: стандартних засобів ідентифікації окремих записів, складність опису ієрархічних і мережевих зв'язків.
Реляційна модель даних в деякій предметній області являє собою набір відносин змінюються в часі. При створенні ІС сукупність відносин дозволяє зберігати дані про об'єкти предметної області та моделювати зв'язку між ними.
Ставлення - найважливіше поняття і являє собою двовимірну таблицю, яка містить деякі дані.
Сутність - є об'єкт будь-якої природи, дані про який зберігаються в відношенні.
Атрибут - властивість, що характеризує сутність.
У структурі таблиці кожен атрибут іменується і йому у відповідність ставиться заголовок стовпчика.
Домен - безліч всіх можливих значень атрибута відносин.
Схема відносини - список імен атрибутів.
Ключ відносини - атрибут відносини, однозначно ідентифікує кожен з його кортежів. Він може бути складовим, тобто складатися з декількох атрибутів. Якщо обраний ключ складається з мінімально необхідного набору атрибутів, то говорять, що він є не надмірною. Ключі використовуються для:
1. Винятки дублювання значення ключових атрибутів.
2. Упорядкування кортежів.
3. Прискорення роботи з кортежами відносини.
4. Організації зв'язування таблиці.
Нехай щодо RI є ключовою атрибут A, значення якого є значенням ключового атрибута B іншого ставлення RII. Тоді кажуть, що атрибут A відносини RI - зовнішній ключ. За допомогою зовнішніх ключів встановлюються зв'язки між відносинами.