Mối quan hệ giữa các phần tử dữ liệu lưu trữ trong các CSDL đều dựa trên một hay nhiều cấu trúc dữ liệu logic. Các hệ quản trị CSDL được thiết kế sử dụng một cấu trúc dữ liệu cụ thể giúp người sử dụng truy cập nhanh chóng và dễ dàng đến thông tn được lưu trữ trong các CSDL. Có năm loại cấu trúc dữ liệu căn bản là: cấu trúc phân cấp, cấu trúc mạng, cấu trúc quan hệ, cấu trúc hướng đối tượng và cấu trúc đa chiều. Sau đây là mô tả tóm tắt về các kiểu cấu trúc dữ liệu này.
a, Cấu trúc dữ liệu phân cấp
Trong cấu trúc dữ liệu phân cấp (Hierarchical Structure), mối quan hệ giữa các bản ghi hình thành một cấu trúc hình cây. Trong mô hình phân cấp truyền thống, tất cả các bản ghi đều phụ thuộc và được tổ chức ở dạng đa mức, bao gồm một bản ghi gốc và một số lượng tùy ý các bản ghi con ở mức tiếp theo. Tất cả các mối quan hệ giữa các bản ghi đều là quan hệ kiểu một - nhiều, vì mỗi mục dữ liệu có liên quan đến một và chi một bản ghi ở mức trên (hình 2.21).
Hình 2.21: Cấu trúc dữ liệu kiểu phân cấp
b, Cấu trúc dữ liệu mạng
Cấu trúc dữ liệu kiểu mạng (Network structure) có thể biểu diễn được các mối quan hệ logic phức tạp và hiện vẫn còn được sử dụng trong một số hệ quản trị CSDL trên các máy tính cỡ lớn. Mô hình loại này cho phép các mối quan hệ Nhiều - Nhiều giữa các bản ghi, ví dụ các bản ghi KHACHHANG có thể liên quan đến một hoặc nhiều hơn một bản ghi DONHANG và một bản ghi DONHANG có thể liên quan đến một hoặc nhiều hơn một bản ghi HANGHOA (hình 2.22).
Hình 2.22: Cấu trúc dữ liệu kiểu mạng c, Cấu trúc dữ liệu quan hệ
Cấu trúc dữ liệu quan hệ (Relational Structure) là cấu trúc được sử dụng rộng rãi nhất trong số ba cấu trúc: phân cấp, mạng và quan hệ. cấu trúc này được sử dụng trong phần lớn các gói quản trị CSDL dành cho máy vi tính cũng như các máy tính cỡ vừa và cỡ lớn. Trong mô hình này, hệ quản trị CSDL xem xét và thể hiện các thực thể như một bảng hai chiều với các hàng biểu diễn các bản ghi và các cột thể hiện các trường.
Hình 2.23 mô tả hai bảng dữ liệu với quan hệ 1 - Nhiều giữa các bản ghi của bảng KHACHHANG và bảng DONHANG, theo đó mỗi khách hàng có thể đặt nhiều đơn hàng khác nhau. Ngược lại, mỗi đơn hàng chỉ do một và chỉ một khách hàng đặt.
Hệ quản trị CSDL dựa trên mô hình quan hệ có thể liên kết được dữ liệu từ các bảng dữ liệu khác nhau nhằm tạo ra thông tin hữu ích cho người sử dụng. Việc liệt kê các đon hàng với đầy đủ thông tin về HOTEN, DIACHI, SODT của các khách hàng có thể dễ dàng thực hiện dựa trên mối liên hệ giữa hai bảng KHACHHANG và DONHANG, dựa trên trường kết nối MAKH.
– Bảng KHACHHANG
– Bảng DONHANG
Hình 2.23: Cấu trúc dữ liệu kiểu quan hệ
d, Cấu trúc dữ liệu đa chiều
Cấu trúc dữ liệu đa chiều (Multidimensional Structure) là một biến thể của cấu trúc CSDL quan hệ, có sử dụng các cấu trúc nhiều chiều để tổ chức dữ liệu và mô tả mối quan hệ giữa các dữ liệu, cấu trúc này cho phép quan sát trực quan các cấu trúc đa chiều dạng các khối lục diện, mô tả dữ liệu và các khối lục diện chứa trong các khối lục diện dữ liệu. Mỗi mặt của khối lục diện được coi như là một chiều của dữ liệu. Các chiều thường được quan tâm khi tích hợp dữ liệu có thể là: khách hàng, hàng hóa, vùng miền, kênh phân phối, hay thời gian (hình 2.24).
Mỗi ô trong cấu trúc CSDL đa chiều mô tả dữ liệu tích hợp liên quan đến các phần từ của mỗi chiều trong số các chiều của cấu trúc, ví dụ Tổng doanh thu của một sản phẩm, tại một vùng, trong một kênh phân phối, ờ một tháng xác định. Lợi ích lớn nhất của cấu trúc đa chiều là ở chỗ, nó cho phép biểu diễn một cách đầy đủ và dễ hiểu các phần tử dữ liệu có mối quan hệ với nhau, cấu trúc CSDL đa chiều đã trở thành cấu trúc phổ biến nhất dùng cho các CSDL phân tích, những CSDL hỗ trợ quá trình phân tích trực tuyến (OLAP - Online Analytical Processing).
Hình 2.24: Ví dụ về các chiều khác nhau của một CSDL đa chiều
e, Cấu trúc dữ liệu hướng đối tượng
Cấu trúc dữ liệu hướng đối tượng (Object-Oriented Structure) đang trở thành một trong những công nghệ căn bản của các ứng dụng Web. Một đối tượng bao gồm các giá trị mô tả các thuộc tính của một thực thể cùng với các phép xử lý trên các dữ liệu đó. Tính năng “đóng gói” này cho phép mô hình dữ liệu hướng đối tượng xử lý các kiểu dữ liệu phức tạp dễ dàng hơn (biểu đồ, ảnh, âm thanh hay văn bản).
Mô hình dữ liệu hướng đối tượng cũng hỗ trợ tính năng “kế thừa” các đối tượng mới có thể được tự động tạo ra bằng cách kế thừa lại một số hoặc tất cả các đặc điểm của một hay nhiều đối tượng cha-mẹ. Ví dụ, công nghệ hướng đối tượng cho phép các nhà thiết kế phát triển các thiết kế sản phẩm trên hệ thống CAD, lưu các thiết kế này trong CSDL hướng đối tượng phục vụ nhu cầu tái sử dụng, tùy biến để tạo ra các thiết kế sản phẩm mới. Công nghệ hướng đối tượng cũng được ứng dụng nhiều trong các ứng dụng Web đa phương tiện trên mạng Internet, các mạng intranets và extranets. So với mô hình dữ liệu kiểu quan hệ, sử dụng mô hình hướng đối tượng để quản trị các kiểu dữ liệu phức tạp như ảnh, đồ họa hay video clips hay các trang Web sẽ hiệu quả hơn.