Что такое структурная сетевая модель

Сетевая модель

Большое влияние при разработке стандарта сетевой модели оказал американский ученый Ч. Бахман. Разработка основных принципов сетевой модели данных началась в середине 1960-х гг., а ее эталонный вариант в 1971 г. описала CODASYL (COnference on DAta SYstem Languages) – рабочая группа по языкам баз данных.

Сетевую модель данных определяют те же термины, что и иерархическую. Сетевая модель включает множество записей, которые являются владельцами или членами групповых отношений. Владелец и член связаны между собой отношением типа 1:n.

Основным различием иерархической и сетевой модели является то, что в сетевой модели запись может являться членом более одного группового отношения. Каждое групповое отношение в сетевой модели имеет имя и различается его тип и экземпляр. Типом группового отношения определяются свойства, которые являются общими для всех экземпляров данного типа. Экземпляром группового отношения является запись-владелец и множество подчиненных записей, которое может быть пустым. При этом существует ограничение: экземпляр записи не может являться членом 2-х экземпляров групповых отношений одного типа (например, сотрудник не может быть работником двух отделов).

При организации сетевой структуры:

• запись СОТРУДНИК содержится в двух групповых отношениях;
• для отображения связи типа m:n вводят запись СОТРУДНИК_КОНТРАКТ, которая не содержит полей и существует лишь с целью связать записи КОНТРАКТ и СОТРУДНИК (рисунок 1). Следует отметить, что данная запись может хранить и полезную информацию (например, долю сотрудника в общем вознаграждении по заданному контракту).

У каждого экземпляра группового отношения имеются определенные признаки:

1. Способ упорядочивания подчиненных записей:
   • произвольный;
   • сортированный;
   • хронологический (очередь);
   • обратный хронологический (стек).

Если запись является подчиненной и содержится в нескольких групповых отношениях, то в каждом из отношений можно назначить свой способ упорядочивания.

• ручной, при котором подчиненная запись может быть запомнена в БД и не включена немедленно в экземпляр группового отношения. Эту операцию позже инициирует пользователь;
• автоматический, при котором не представляется возможным занесение в БД записи без того, чтобы ее сразу же не закрепили за определенным владельцем.

• Обязательное. Переключение подчиненной записи на другого владельца допускается, но она не может существовать без владельца. Для того, чтобы удалить запись-владелец необходимо, чтобы она не имела подчиненные записи с обязательным членством. Такое отношение существует между записями СОТРУДНИК и ОТДЕЛ. В случае расформирования отдел всех его сотрудников необходимо перевести в другие отделы или уволить.
• Необязательное. Исключение записи из группового отношения возможно при сохранении ее в базе данных без прикрепления к другому владельцу. При удалении записи-владельца происходит сохранение в базе ее подчиненных записей (необязательных членов), которые больше не участвуют в групповом отношении этого типа. Пример необязательного группового отношения: ВЫПОЛНЯЕТ между записями СОТРУДНИКИ и КОНТРАКТ, т.к. на предприятии могут работать сотрудники, которые не выполняют какие-либо договорные обязательства перед заказчиками.
• Фиксированное. Жесткая связь подчиненной записи с записью-владельцем и ее возможно исключить из группового отношения лишь при удалении. При удалении записи-владельца происходит автоматическое удаление всех ее подчиненных записей. Пример фиксированного членства: групповое отношение ЗАКЛЮЧАЕТ между записями КОНТРАКТ и ЗАКАЗЧИК, т.к. контракт не существует без заказчика.

Операции над данными в сетевой модели

Добавление – внесение записи в базу данных и, в зависимости от режима включения, или включение ее в групповое отношение, где она является подчиненной, или не включение ни в какое групповое отношение.

Включение в групповое отношение – связывание существующей подчиненной записи с записью-владельцем.

Переключение – связывание существующей подчиненной записи с другой записью-владельцем в том же групповом отношении.

Обновление – изменение значения элементов предварительно извлеченной записи.

Извлечение – извлечение записи последовательно по значению ключа и при использовании групповых отношений:– от записи-владельца можно перейти к записям-членам, а от подчиненной записи – к владельцу.

Удаление – удаление записи из базы данных. Если запись – это владелец группового отношения, то происходит анализ класса членства подчиненных записей. Обязательные члены необходимо предварительно исключить из группового отношения, фиксированные – удалить вместе с владельцем, необязательные останутся в базе данных.

Исключение из группового отношения – разрыв связи между записью-владельцем и записью-членом.

Ограничения целостности

Подобно иерархической модели обеспечивается только поддержание целостности по ссылкам (владелец – член).

Источник

1. Сетевая модель и ее основные элементы.

Сетевая модель представляет собой план выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ (операций), заданного в специфической форме сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком. Отличительной особенностью сетевой модели является четкое определение всех временных взаимосвязей предстоящих работ.

Главными элементами сетевой модели являются событиями и работы

Термин работа используется в СПУ в широком смысле.Во-первых, это действительная работа — протяженный во временипроцесс, требующий затрат ресурсов (например, сборка изделия, испытание прибора и т.п.). Каждая действительная работа, должна быть конкретной, четко описанной и иметь ответст­венного исполнителя.

Во-вторых, это ожидание — протяженный во времени процесс,не требующий затрат труда (например, процесс сушки после окраски, старения металла, твердения бетона и т.п.).

В-третьих, это зависимость, или фиктивная работа — логическая связь между двумя или несколькими работами (события), не требующими затрат труда, материальных ресурсов или времени. Она указывает, что возможность одной работы непосредственно зависит от результатов другой. Естественно, что продолжительность фиктивной работы принимается равной нулю.

Событие — это момент завершения какого-либо процесса, отражающий отдельный этап выполнения проекта. Событие может являться частным результатом отдельной работы или суммарным результатом нескольких работ. Событие может свершиться только тогда, когда закончатся все работы, ему предшествующие. Последующие работы могут начаться только тогда, когда событие свершится. Отсюда двойственный характер события: для всех непо­средственно предшествующих ему работ оно является конечным, а для всех непосредст­венно следующих за ним — начальным. При этом предполагается, что событие не имеет продолжительности и свершается как бы мгновенно. Поэтому каждое событие, включаемое в сетевую модель, должно быть полно, точно и всесторонне определено, его формулировка должна включать в себя результат всех непосредственно предшествующих ему работ.

Среди событий сетевой модели выделяют исходное и завершающее события. Исходное собы­тие не имеет предшествующих работ и событий, относящихся к представленному в модели комплексу работ. Завершающее событие не имеет последующих работ и событий.

События на сетевом графике (или, как еще говорят, на графе)изображаются кружками (вершинами графа), а работы — стрелками(ориентированными дугами), показывающими связь между работами. Пример фрагмента сетевого графика представлен на рис 1:

На рис. 2, а приведен сетевой график задачи моделирования и построения оптималь­ного плана некоторого экономического объекта. Чтобы решить эту задачу, необходимо провести следующие работы: А – сформулировать проблему исследования; В5 — матема­тическую модель изучаемого объекта; В — собрать информацию; Г — выбрать метод решения задачи; Д — построить и отладить программу для ЭВМ; Е — рассчитать опти­мальный план; Ж — передать результаты расчета заказчику. Цифрами на графике обозначены номера событий, к которым приводит выполнение соответствующих работ.

Из графика, например, следует, что работы В и Г можно начать выполнять независимо одна от другой только после свершения события 3, т.е. когда выполнены работы А и Б; работу Д — после свершения события 4, когда выполнены работы А, Б и Г; а работу Е можно выполнить только после наступления события 5, т.е. при выполнении всех предшествующих ему работ А, Б, В, Г и Д.

В сетевой модели, представленной на рис. 2 а, нет числовых оценок. Такая сеть называется структурной. Однако на практике чаще всего используются сети, в которых заданы оценки про­должительности работ (указываемые в часах, неделях, декадах, месяцах и т.д. над соответствую­щими стрелками), а также оценки других параметров, например трудоемкости, стоимости и т.п. Именно такие сети мы будем рассматривать в дальнейшем.

Но прежде сделаем следующее замечание. В рассмотренных примерах сетевые графики со­стояли из работ и событий. Однако может быть и иной принцип построения сетей — без событий. В такой сети вершины графа (например, изображенные прямоугольниками) означают определен­ные работы, а стрелки — зависимости между этими работами, определяющие порядок их выполнения. В качестве примера сетевой график «события — работы» задачи моделирования и построе­ния оптимального плана некоторого экономического объекта, приведенный на рис. 2 а, пред­ставлен в виде сети «работы — связи» на рис. 2 б. А сетевой график «события — работы» той же задачи, но с неудачно составленным перечнем работ, представлен на рис. 2 в (см. правило 3 в разд. 3).

Следует отметить, что сетевой график «работы — связи» в отличие от графика «события — ра­боты» обладает известными преимуществами: не содержит фиктивных работ, имеет более про­стую технику построения и перестройки, включает только хорошо знакомое исполнителям понятие работы без менее привычного понятия события. Вместе с тем сети без событий оказываются значительно более громоздкими, так как событий обычно значительно меньше, чем работ (пока­затель сложности сети, равный отношению числа работ к числу событий, как правило, существенно больше единицы). Поэтому эти сети менее эффективны с точки зрения управления ком­плексом. Этим и объясняется тот факт, что (при отсутствии в целом принципиальных различий между двумя формами пред­ставления сети) в настоящее время наибольшее распространение получили сетевые графики «со­бытия — работы».

Источник