Иерархическая и сетевая модели данных

Логическое проектирование

Если на этапе концептуального проектирования объектом исследования является предметная область, то на этапе логического проектирования в качестве объекта исследования выступают уже сами данные, их структура и правила построения.

Все возможные структуры данных подразделяются на несколько классов структур, представляющих собой структурные модели данных. Часто, говоря о логическом проектировании, эти модели называют просто моделями данных.

Классической и наиболее широко используемой в настоящее время моделью данных являются реляционная модель данных. Исторически ей предшествовали иерархическая и сетевая модели. Ряд СУБД иерархического и сетевого типов применяется до сих пор, так как многие корпорации имеют огромные базы данных, реализованные в этих системах.

Первой СУБД, построенной на базе иерархической модели стала система IMS, выпущенная компанией IBM в 1968 г. В этой системе начали утверждаться принципы управления базами данных.

Иерархическая модель построена в виде древовидной структуры с корневым сегментом, имеющим указатели на другие сегменты (рис. 7.21). При поиске данных дерево всегда просматривается сверху вниз.

Основным недостатком иерархической модели данных является ее неуниверсальность. Реальный мир не может быть легко представлен в виде древовидной структуры с одним корневым сегментом.

Иерархическая модель применима, когда она отражает реальные иерархические связи, существующие между объектами предметной области (структура организации, каталог книг и т. д.).

Рис. 7.21. Иерархическая модель

В экономических информационных системах информация, как правило, организована в многосвязные структуры и редко укладывается в иерархическую схему.

Почти одновременно с иерархической моделью была сформирована сетевая модель данных. Сетевой подход является расширением иерархического. В сетевой модели происходит объединение нескольких различных иерархий. В примере на рис. 7.22 объединены две иерархии: Заказ и Покупатель.

Рис. 7.22. Сетевая модель

Сетевая модель универсальна и по сравнению с иерархической имеет гораздо большие возможности по моделированию связей между объектами.

Основным ее недостатком является сложность. В сетевых базах данных сложно проводить изменение структуры, так как приходится перестраивать множество различных связей. Сетевую модель трудно реализовывать, так как программист должен знать все связи между разнородными объектами. Построение приложений является трудоемким процессом.

Сетевая и иерархические модели данных были разработаны в то время, когда главными требованиями являлись эффективность использования внешней памяти и быстрота выполнения поиска и других операций над данными. Для обеспечения этой эффективности записи вершин деревьев в иерархической модели и записи сетевой модели содержат специальные «физические» указатели-атрибуты для перемещения по связям. Таким образом, данные модели являются навигационными, в которых вводится понятие текущего дерева, текущей записи, и перемещение при поиске может осуществляться путем перехода вдоль связи от текущего объекта к следующему.

СУБД, построенные на этих моделях, существенным образом используют физическую реализацию на уровне файлов и записей и не являются в полной мере независимыми от нее.

Дата добавления: 2014-12-29