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Le plus récent de ces trois modèles de base de données surmonte certaines des limites des deux autres modèles. Le modèle relationnel représente toutes les données de la base de données sous la forme d'un simple tableau bidimensionnel appelé relations. Les tableaux ressemblent à des fichiers plats, mais les informations de plusieurs fichiers peuvent facilement être extraites et combinées. Parfois, les tables sont appelées fichiers.
Le principal avantage des modèles de base de données hiérarchique et réseau est l'efficacité du traitement. Par exemple, un modèle hiérarchique est approprié pour les systèmes de traitement des transactions de réservation des compagnies aériennes, qui doivent gérer des millions de demandes de routine structurées le jour de la surveillance des informations de réservation. Les structures hiérarchiques et de réseau présentent plusieurs inconvénients. Tous les chemins d'accès, répertoires et indices doivent être spécifiés à l'avance.
Ils ne sont pas facilement modifiables sans un effort de programmation supplémentaire. Par conséquent, ces conceptions ont une faible flexibilité. Une grande base de données relationnelle peut être conçue pour avoir une certaine redondance des données afin de rendre la récupération des données plus efficace, le même élément de données peut être stocké dans plusieurs tables. La mise à jour des éléments de données redondants n'est pas automatique dans un système de gestion de base de données relationnelle. Les points forts du système de gestion de bases de données relationnelles sont une grande flexibilité en ce qui concerne les requêtes ad hoc, la possibilité de combiner des informations provenant de différentes sources.