Сетевая МД. Операции над данными в сетевой базе данных. Достоинства и недостатки сетевой МД

Определен в 1975 году стандарт сетевой М впервые был организацией CODASYL (Conference of Data System Languages), которая определила базовые понятия М и формальный язык описания.

Структурные элементы:

Элемент данных - то же, что и в иерархической М, то есть минимальная информационная единица, доступная пользователю с использованием СУБД. Элементу присваивается уникальное имя, по которому обеспечивается доступ к нему.

Агрегат данных – именованная совокупность элементов или других агрегатов (студент).

Агрегат данных имеет имя, и в системе допустимо обращение к агрегату по имени.

Агрегат типа вектор соответствует линейному набору элементов данных.

Записью называется совокупность агрегатов или элементов данных, Мрующая некоторый класс объектов реального мира (аналогично сегменты в иерархической М).

Набором называется двухуровневый граф, связывающий отношением «один-ко-многим» два типа записи.

Набор фактически отражает иерархическую связь между двумя типами записей.

Родительский тип записи в данном наборе называется владельцем набора, а дочерний тип записи — членом того же набора. Для любых типов записей может быть задано любое количество наборов, которые их связывают. Фактически наличие подобных возможностей позволяет промоделировать отношение «многие-ко-многим» между двумя объектами реального мира, что выгодно отличает сетевую модель от иерархической. В рамках набора возможен последовательный просмотр экземпляров членов набора, связанных с одним экземпляром владельца набора. Среди всех наборов выделяют специальный тип набора, называемый «Сингулярным набором», владельцем которого формально определена вся система. В общем случае сетевая БД представляет совокупность взаимосвязанных наборов, которые образуют на концептуальном уровне некоторый граф.

Каждый экземпляр групповых отношений сетевой М характеризуется следующими признаками:

1. способ упорядочивания подчиненных записей. Если запись подчинена многим групповым отношениям, то каждое групповое отношение может ее упорядочить.

2. режим включения подчиненных записей: автомат. И ручной. При автоматическом – запись не может быть занесена в БД без привязки к владельцу какого-либо отношения, при ручном – запись может быть занесена в БД, но добраться до нее будет сложно, т.к. она не входит в состав никакого другого отношения.

3. Режим исключения записей. Определяется классом членства подчиненных записей в групповом отношении.

Фиксированное членство – подчиненные записи жестко связаны с владельцем, и ее можно исключить из групп. отношения только удаляя.

Обязательное членство – допускает переключение подчиненной записи на другого владельца, но существование ее без какого-либо владельца невозможно. При удалении записи владельца необходимо, чтобы она не имела подчиненной записи обязательного членства.

Необязательное членство – запись исключается из группового отношений, но сохраняется в БД неприкрепленной ни к какому владельцу. При удалении записей владельцев при групповом отношении необязательные члены из БД удаляются.

Операции над данными:

1. внести запись в БД –в зависимости от типа включения запись включается или нет в какое-либо групповое отношение;

2. включение в групповое отн ошение, т.е. существование записи с каким-либо владельцем групповых отношений;

3. переключить – связать существующую в БД запись с записью-владельцем в том же групповом отношении, т.е. добавить связь с объектом другого (верхнего) уровня;

4. извлечь запись последовательно. Находится значение корневой записи по заданному ключу и осуществляется переход (навигационным методом) к подчиненной записи;

5. изменить значение элемента записи – для этого запись должна быть предварительно извлечена;

6. исключить из группового отношения, т.е. разорвать связь между владельцем и записью-членом группового отношения;

7. удаление – если удалить запись владельца, то автоматически удаляются записи с фиксированным членством. Записи с обязательным членством должны быть исключены, а записи с необязательным членством останутся в БД.

Достоинства:

1.универсальность, т.е. любая предметная область может иметь любую сетевую МД.

2.Возможность доступа к данным через несколько групп. отношений (стараются выбрать такое групповое отношение, путь записи к которому будет наиболее коротким).

3.Стандартизация. Появление стандарта CODASYL.

Недостатки:

1.сложность, т.е. обилие вариантов взаимосвязей между элементами и особенности реализации;

2.допустимость только навигационного принципа доступа к данным обеспечивается только поддержание целостности по ссылкам (владелец отношения - член отношения).

3. Жесткость структуры, изменение структуры обозначало полную перестройку базы.

4 Длительная реализация пользовательских запросов.

5. Реляционная МД. Её свойства.

Реляционная МД является совокупностью простейших двумерных таблиц-отношений (объектов).

Таблицы-отношения являются универсальным объектом реляционной МД, это позволяет унифицировать обработку данных в различных СУБД, поддерживающих реляционную модель.

Элементами данных в реляционной М являются - атрибут, кортеж, домен, отношение.

Атрибут – единица информации не разбиваемая на другие информационные совокупности и характеризующая отдельные свойства объекта.

Схема отношений – совокупность имен атрибутов, входящих в состав отношения.

Домен – это столбец таблицы с множеством значений составного атрибута.

Кортеж – это строка таблицы, содержащая значения всех атрибутов таблицы.

Отношения – двумерная таблица, содержащая данные кортежа некоторого объекта предметной области.

Каждый столбец таблицы содержит значения какого-либо атрибута. В таблице не могут быть определены множественные элементы. Каждый столбец таблицы должен иметь имя соответствующего атрибута.

Каждое отношение должно отвечать следующим требованиям:

1. все строки таблицы должны быть уникальными. Один или несколько атрибутов таблицы образуют первичный ключ значений, номер однозначно определяет значения остальных описательных атрибутов;

2. в таблице не должно быть строк с повторяющимися именами;

3. все строки одной таблицы должны иметь одну структуру, соответствовать именам столбцов (атрибутов) и типам их данных;

4.значения всех атрибутов должны быть простыми, то есть не допустима группировка значений в одном столбце, одной строке;

5. порядок размещения строк в таблице может быть произвольным - он определяется упорядочиванием значений первичных ключей, очередь ввода информации об экземпляре объекта.

Каждый кортеж (отдельная запись) соответствует одному экземпляру объекта, который характеризуется своим набором значений атрибутов, при этом каждый кортеж отличается от всех остальных. Каждый кортеж должен иметь уникальный идентификационный признак внутри таблицы - первичный ключ. Этот ключ может состоять из одного атрибута (простой) или нескольких (составной). Кроме первичного ключа могут быть вторичные ключи, значения которых могут повторяться в различных строках (кортежах). Вторичный ключ служит для организации связи между разными таблицами-отношениями. Такие ключи носят название ключ связи или внешний ключ. Внешний ключ в одной таблице - отношении может быть вторичным, но обязательно должна иметься таблице - отношение, в которой это ключ будет первичным.

К числу достоинств реляционного подхода можно отнести:

1.наличие небольшого набора абстракций, которые позволяют сравнительно просто Мровать большую часть распространенных предметных областей и допускают точные формальные определения, оставаясь интуитивно понятными;

2.наличие простого и в то же время мощного математического аппарата, опирающегося главным образом на теорию множеств и математическую логику и обеспечивающего теоретический базис реляционного подхода к организации БД;

3.Возможность ненавигационного манипулирования данными без необходимости знания конкретной физической организации БД во внешней памяти.

Несмотря на всю свою привлекательность и “привычность”, классические реляционные системы управления базами данных являются ограниченными. Они идеально походят для таких традиционных прил, как системы резервирования билетов или мест в гостиницах, а также банковских систем, но их применение в системах автоматизации проектирования, интеллектуальных производственных системах и других системах, основанных на знаниях, часто является затруднительным. Это, прежде всего, связано с примитивностью структур данных, лежащих в основе реляционной МД. Плоские нормализованные отношения универсальны и теоретически достаточны для представления данных любой предметной области. Однако в нетрадиционных прилх в базе данных появляются сотни, если не тысячи таблиц, над которыми постоянно выполняются дорогостоящие операции соединения, необходимые для воссоздания сложных структур данных, присущих предметной области.

Другим серьезным ограничением реляционных систем являются их относительно слабые возможности по части представления семантики прил. Самое большее, что обеспечивают реляционные СУБД – это возможность формулирования и поддержки ограничений целостности данных. Осознавая эти ограничения и недостатки реляционных систем, исследователи в области БД выполняют многочисленные проекты, основанные на идеях, выходящих за пределы реляционной МД.

В качестве других недостатков реляционных СУБД отмечаются следующие:

1.негибкость структуры для развивающихся БД,

2.затруднения в построении концептуальной М для объектов с многочисленными связями “многие – ко – многим”,

3.неестественность табличного представления для разреженных массивов данных.

Дата добавления: 2015-05-09