Модели особенности субд сетевая модель

4.3.4. Особенности обработки данных в субд с сетевой моделью организации данных

Основные принципы и способы обработки данных, рас­смотренные для реляционных СУБД, также характерны и для немногих сохранившихся, и продолжающих развиваться СУБД с сетевой моделью организации данных.

В сетевых СУБД подобным же образом, как и в реляцион­ных СУБД, реализуются операции поиска, фильтрации и сор­тировки данных. Распространенность и популярность языка SQLреляционных СУБД привели к тому, чтоподобные языки для реализации запросов к базам данных были разработаны или просто«внедрены» в сетевые СУБД.При этом так же, как и реляционные СУБД, современные сетевые СУБД предоставля­ют пользователю и специальные диалогово-наглядные средства формирования запросов. Также в сетевые СУБД встраиваются специальные макроязыки для формирования сложных после­довательностей взаимосвязанных запросов (аналог процедур), хранящихся вместе с базой данных.

Вместе с тем обработка данных в СУБД с сетевой моделью организации данных, как уже отмечалось, характеризуется уже упоминавшейся принципиальной особенностью, которой нет в реляционных СУБД. Это непосредственная «навигация»по свя­занным данным (по связанным записям) в разных информаци­онных объектах (аналоги таблиц в реляционных СУБД). Как уже отмечалось, возможность непосредственной навигации обусловлена тем, что в сетевых СУБД ссылки-связи между за­писями различного типа (различных таблиц) задаются не через внешние ключи, а через специальные указатели на физические адреса расположения связанных записей.

Просматривая, к примеру, в сетевой СУБД записи объекта «Лицо» и выбрав запись «Иванов» (т. е. поместив табличный курсор на соответствующую запись), можно через активизацию поля «Работает» вызвать на экран поля связанной записи в объекте «Организация» и просмотреть соответствующие данные, а да­лее, при необходимости, через активизацию поля «Адрес» в за­писи по объекту «Организация» вызвать и просмотреть данные по дислокации места работы сотрудника «Иванов» и т. д. (см. рис. 4.27).

Рис. 4.27. Навигация по связанным записям в сетевых СУБД

В реляционных СУБД для реализации такого просмотра по­надобилось бы создать и выполнить запрос на выборку данных из трех таблиц на основе внутреннего (INNER JOIN)соединения при условии отбора соответствующей фамилии сотрудника:

SELECT Лицо.*, Организация.*, Адрес.*

FROM(ЛицоINNERJOIN(АдресINNERJOINОрганизацияONАдрес.№№=Организация.Адрес)

ON(((Лицо.Работает = Организация.Наименование)

WHERE(((Лицo.Фaмилия)=»Ивaнoв»));

При этом, если пользователю необходимо посмотреть те же данные, но для другого сотрудника, то необходимо изме­нить условия отбора по фамилии и заново выполнить запрос. В сетевых же СУБД для этого достаточно лишь «вернуться» в ис­ходный объект «Лицо», переместить курсор на другую запись и повторить навигацию.

Данный пример показывает, что навигационные возможно­сти сетевых СУБДпозволяют пользователю реализовывать своиинформационные потребности(«беседовать» с базой данных) болееестественным интерактивным способом,шаг за шагом уточняя свои потребности, и тем самым более глубоко и нагляд­но анализировать (изучать) данные.

Навигационный подход к анализу и просмотру данных, ес­тественный уже для ранних сетевых СУБД, впоследствии (в конце 80-х годов) был реализован в технике гипертекста, и в созданной на его основе новой разновидности документальных информа­ционных систем — гипертекстовых информационно-поисковых систем.

Вместе с тем навигация по связанным данным порождает и ряд своих специфических проблем,таких как «потеря ориента­ции» и трудности с визуализацией цепочек «пройденных» ин­формационных объектов(записей). Схемы баз данных, отра­жающих сложные предметные области, могут насчитывать де­сятки различных информационных объектов и еще большее количество связей между ними. В результате такие базы данных представляют сложное многомерное информационное простран­ство из множества разнотипных наборов записей, пронизанных и опутанных порой несметным количеством связей. «Путеше­ствуя» в таком клубке, легко «сбиться с пути», потерять общую картину состояния данных.* При этом следует иметь в виду, что особенности человеческого мышления таковы, что человек спо­собен удержать в представлении с полным отслеживанием всех связей и нюансов не более 3-4 сложных объектов.**

* То есть оказаться в ситуации, которая образно выражается известной поговор­кой «За деревьями леса не видно».

** Этим, кстати, еще из древности определяется троичная система организации структуры воинских подразделений для эффективного управления ситуацией на поле боя.

Иногда объектом анализа являются не конкретные реквизи­ты связанных записей, а сама схема связанных записей,т. е. визуализированная цепочка имен связанных от исходного информа­ционного объекта записей. Использованиемножественного типа значений в поляхинформационных объектов сетевых СУБД позволяет реализовывать все типы связей, что приводит к «пучковости» исходящих или входящих связей типа «один-ко-многим», «многие-ко-многим». Визуализация таких цепочек на дву­мерном экране компьютера может представлять существенные графические сложности.

На рис. 4.28 для примера приведен вариант изображения це­почки связанных записей с корневой записью «Иванов» объекта «Лицо». Такая визуализация позволяет быстро составить общее представление о полученном образовании, трудовой деятельно­сти и проживании данного лица. При этом длина цепочки огра­ничена тремя последовательно связанными записями, но, как вид­но из рисунка, и в этом, в общем-то простом для многих жизненных ситуаций случае, достаточно сложно отобразить общую схе­му связей, не «запутывая» ее восприятие.

Рис. 4.28. Пример визуализации цепочки связанных записей

Навигация по связанным записям в реляционных СУБД от­крывает новые возможности анализа данных на основе иных, нежели реляционные, семантических принципах. В частности, становится возможным реализация процедур поиска и постро­ения смысловых окрестностей какой-либо записи по ее связям в базе данных, применение различных процедур информаци­онного анализа на основе алгоритмов поиска на графах и т. п.

Одним из направлений развития современной теории и тех­ники СУБД является линия объектно-ориентированных СУБД, которые на витке наработанных в конце 70-х и в 80-х годах ре­шений по реляционным СУБД, обеспечивают новые возмож­ности по обработке данных на основе методов навигации и ви­зуализации, впервые представленных в сетевых СУБД.

Источник

9. Понятие модели данных. Сетевые модели бд: особенности, преимущества, недостатки.

Модель данных — это абстрактное, самодостаточное, логическое определение объектов, операторов и прочих элементов, в совокупности составляющих абстрактную машину доступа к данным, с которой взаимодействует пользователь. Эти объекты позволяют моделировать структуру данных, а операторы — поведение данных.

Включает в себя три аспекта:

• Аспект культуры (методы описания типов и логических структур данных в базе данных)
• Аспект манипуляции (методы манипулирования данными)
• Аспект целостности (методы описания и поддержки целостности базы данных)

Сетевая модель данных позволяет отображать разнообразные взаимосвязи элементов данных в виде произвольного графа, обобщая тем самым иерархическую модель данных. Сетевая БД состоит из набора записей и набора соответствующих связей. На формирование связи особых ограничений не накладывается. Если в иерархических структурах запись-потомок могла иметь только одну запись-предка, то в сетевой модели данных запись-потомок может иметь произвольное число записей-предков. Преимущества:

• СМД является наиболее полной с точки зрения реализации различных типов связей и ограничений целостности.

Недостатки:

• Является достаточно сложной для проектирования и поддержки.
• Не обеспечивается физическая независимость данных, т.к. наборы организованы с помощью физических ссылок.
• Не обеспечивается независимость данных от программ.

10. Реляционные модели данных: особенности, преимущества, недостатки.

• Структурный аспект — данные в базе данных представляют собой набор отношений.
• Аспект целостности — отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных.
• Аспект обработки (манипулирования) — РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).

• Отношение – двухмерная таблица, не содержащая строк-дубликатов
• Сущность есть объект любой природы, данные о котором хранятся в базе данных. Данные о сущности хранятся в отношении
• Запись – строка (ряд, запись, row, кортеж) таблицы
• Отношение – множество кортежей
• Атрибут (столбец). Атрибуты представляют собой свойства, характеризующие сущность. В структуре таблицы каждый атрибут именуется и ему соответствует заголовок некоторого столбца таблицы
• Домен – множество значений атрибута

• Отображает информацию в наиболее простой для пользователя форме
• Отсутствует дублирование информации
• Позволяет создавать языки манипулирования данными не процедурного типа
• Возможно изменение данных

• Медленный доступ к данным
• Трудоемкость разработки

11. Постреляционные модели данных: особенности, преимущества, недостатки.

Классическая реляционная модель предполагает неделимость данных, хранящихся в полях записей таблиц. Это означает, что информация в таблице представляется в первой нормальной форме. Существует ряд случаев, когда это ограничение мешает эффективной реализации приложений. Постреляционная модель данных представляет собой расширенную реляционную модель, снимающую ограничение неделимости данных, хранящихся в записях таблиц. Постреляционная модель данных допускает многозначные поля – поля, значения которых состоят из подзначений. Набор значений многозначных полей считается самостоятельной таблицей, встроенной в основную таблицу. При обработке данных в постреляционной модели не требуется выполнять операцию соединения данных из двух таблиц. SELECT Номер накладной, Номер покупателя, Название товара, Количество товара FROM НАКЛАДНЫЕ; Особенности.

• обеспечивает возможность вложенности полей
• поддерживает ассоциированные многозначные поля (ассоциации)
• На длину полей и количество полей в записях таблицы не накладывается требование постоянства.
• Допускает хранение в таблицах ненормализованных данных.

Достоинством постреляционной модели является возможность представления совокупности связанных реляционных таблиц одной постреляционной таблицей. Это обеспечивает высокую наглядность представления информации и повышение эффективности ее обработки. Недостатком постреляционной модели является сложность решения проблемы обеспечения целостности и непротиворечивости хранимых данных.

Источник