Иерархическая МД. Операции над данными в иерархической базе данных. Достоинства и недостатки иерархической МД

Классификация М данных.

МД – это совокупность взаимосвязанных структур данных и операций над этими структурами.

МД делятся на 3 группы:

1. инфологические;

2. даталогические;

3. физические.

1. Инфологические М отражают на естественном языке описание предметной области, т.е. объекты, их связи и атрибуты. Т.к. инфологические М определяют только основные объекты предметной области и их отношения, то такие М принято называть концептуальными моделями. Т.к. они отражают смысловое содержание предметной области, то их называют семантическими. Наиболее часто из инфологических М используются диаграммы сущность-связь и информационно-логическая модель. Разработка инфологической М является первым этапом – инфологическое проектирование. Инфологические М не ориентированы на какие-либо СУБД.

2. Даталогические М позволяют создавать структуры для обработки данных и ориентированы либо на конкретную СУБД, либо на другие программные средства, обеспечивающие обработку данных.

В зависимости от степени структурирования данных даталогические М подразделяются на:

1) докальные М;

2) фактографические М.

1) Докальные М соответствуют представлению о слабо структурированной информации, объединённой в какой-либо док. К докальным моделям относятся:

a) М, ориентированные на формат дока;

b) дескрипторные М;

c) тезаурусные М.

а) М, ориентированные на формат док связаны прежде всего с языком разметки доков, которые устанавливают допустимые наборы ссылок (тегов), их атрибуты и внутреннюю структуру дока (SGML→HTML→XML).

b) в дескрипторных моделях каждому доку ставится в соответствие его дескриптор, содержащий ключевые слова, встречающиеся в этом доке. При поиске необходимого дока сначала просматриваются дескрипторы, выбираются те из них, что содержат заданные слова и в результате формируется список доков.

c) тезаурус (в переводе с древнегреческого «сокровищница», «богатства»), богатством каждого языка является множество слов, поэтому в состав тезаурусных М входит прежде всего словарный запас языка. Кроме того, тезаурусные М включают конструкций грамматик языков и связи между этими конструкциями. Эти М лежат в основе систем переводчиков.

2) Фактографические М делятся на 3 категории:

1) теоретико-графовые;

2) теоретико-множественные;

3) объектно-ориентированные.

а) к графовым относятся: иерархическая и сетевая МД;

b) к множественным: реляционная модель, модель на двоичных списках (бинарных отношений;

с) объектно-ориентированные ориентирована на множество данных.

3.Физические М представляют собой структуры, предназначенные для хранения данных во внешней памяти. Они бывают 2 видов в соответствии с физической организацией информации на дисках:

1) файловые М;

2) МД, основанные на сегментно-страничной организации.

Отличие М данных, основанных на сегментно-страничной организации от файловых М связано с тем, что при работе с файлами поиск информации ведется непосредственно по файлам и их записям. При сегментно-структурной организации поиск ведется в рамках сегмента или страницы по соответствующему сегментно-логическому адресу.

Иерархическая МД является наиболее простой среди всех даталогических М.

Типами структуры данных в иерархической М являются элементы данных, записи, БД, агрегаты данных.

Элемент данных - наименьшая единица структуры данных, являющаяся аналогом поля в файловой М. Каждому элементу присваивается уникальное имя, по которому обеспечивается доступ к нему.

Агрегат данных – это поименованное подмножество элементов данных или др.агрегатов.

Запись- это составной агрегат, который не входит в состав др.агрегата.

Структура записей имеет иерархический характер. Всё множество экземпляров записей образуют тип записей. Запись конкретного типа является объектом в иерархической МД. Как правило, при графическом изображении иерархической М элемент данных выражают в виде окружности, агрегат данных в виде прямоугольника, запись в виде прямоуг-ка, но его размер больше чем у агрегата данных. Примерами элементов данных могут служить (улица,№дома,индекс), (ИНН,расчёт.счёт), (число,месяц,год).

МД может включать несколько типов записей, т.е. несколько объектов. Между объектами МД установлены связи: совокупность взаимосвяз-х конкретных М для некоторой конкретной области образуют базу данных.

Связи между двумя типами записей (объектами М) определяются групповыми отношениями между их экземплярами. Групповое отношение- это строго иерархическое отношение между записями двух типов: главной записью набора и подчинённой записью набора.

В групповом отношении выделяют: владельца, подчиненные записи. Иерархическая МД характеризуется тем, что любой объект подчинён строго только одному объекту вышестоящего уровня. При этом для доступа к данным в записи вводится ключ, но непосредственный доступ к ключу возможен только в области самого высокого уровня,кот. не подчиняется ни какому другому объекту. Переход от выбранного объекта к подчинённым осуществляется по линиям связи.

Операции над данными:

1. добавить новую запись. Если добавить корневую запись, то для нее должен быть сформирован уникальный ключ, для добавления подчинённой записи ключ не формируется. При этом для подчинённой записи обязательно должна существовать запись вышестоящего уровня;

2. изменить значение данных предварительно извлеченной записи. Ключевые данные не должны подвергаться изменениям.

3. удалить некоторую запись и все подчиненные ей записи.

4. извлечь - извлечь корневую запись по ключевому значению, допускается также последовательный просмотр корневых записей. Извлечь следующую запись (следующая запись извлекается в порядке левостороннего обхода дерева). В операции ИЗВЛЕЧЬ допускается задание условий выборки (например, извлечь сотрудников с окладом более 1 тысячи руб.)

Как видим, все операции изменения применяются только к одной "текущей" записи (которая предварительно извлечена из БД). Такой подход к манипулированию данных получил название "навигационного".

Достоинства: простота построения М связана с тем, что значительная часть эк.объектов подчинена иерархическому принципу построения. Минимальный размер памяти, т.к. кол-во элементов и связей между ними минимально, то и размер памяти для хранения БД будет минимальным.

Недостатки: неуниверсальность (дублирование), доступ к данным производится только через корневую запись; доступ к данным осуществляется. только на основе навигационного принципа.

Дата добавления: 2015-05-09