Недостатки иерархической и сетевой моделей данных

7. Понятие модели данных. Иерархическая модель, ее достоинства и 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. Упомянутые объекты позволяют моделировать структуру данных, а операторы — поведение данных.

Реализация (implementation) заданной модели данных — это физическое воплоще-

ние на реальной машине компонентов абстрактной машины, которые в совокупности составляют эту модель.Короче говоря, модель — это то, о чем пользователи должны знать, а реализация -это то, чего пользователи не должны знать.

Иерархическая модель данных — логическая модель данных в виде древовидной структуры. Иерархическая модель данных представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих перевернутое дерево (граф). Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи. Принцип работы модели таков, что несколько узлов более низкого уровня соединяется при помощи связи с одним узлом более высокого уровня. Узел — информационная модель элемента, находящегося на данном уровне иерархии.

К достоинствам иерархической модели данных относятся эффективное использование памяти ЭВМ и неплохие показатели времени выполнения основных операций над данными. Иерархическая модель данных удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией. Недостатком иерархической модели является ее громоздкость для обработки информации с достаточно сложными логическими связями, а также сложность понимания для обычного пользователя.

Автоматически поддерживается целостность ссылок между предками и потомками. Основное правило: никакой потомок не может существовать без своего родителя. Заметим, что аналогичное поддержание целостности по ссылкам между записями, не входящими в одну иерархию, не поддерживается.

8. Сетевая модель, ее достоинства и недостатки.

Сетевая модель данных позволяет отображать разнообразные взаимосвязи элементов данных в виде произвольного графа, обобщая тем самым иерархическую модель данных. Разница между иерархической моделью данных и сетевой состоит в том, что в иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка, а в сетевой структуре данных у потомка может иметься любое число предков. Сетевая БД состоит из набора экземпляров определенного типа записи и набора экземпляров определенного типа связей между этими записями. Тип связи определяется для двух типов записи: предка и потомка. Экземпляр типа связи состоит из одного экземпляра типа записи предка и упорядоченного набора экземпляров типа записи потомка. Для данного типа связи L с типом записи предка P и типом записи потомка C должны выполняться следующие два условия:

• каждый экземпляр типа записи P является предком только в одном экземпляре типа связи L;
• каждый экземпляр типа записи C является потомком не более чем в одном экземпляре типа связи L.

Источник

Базы данных. Модели данных (иерархическая, сетевая, реляционная), их преимущества и недостатки

База данных — совокупность данных, хранимых в соответствии со схемой данных, манипулирование которыми выполняют в соответствии с правилами средств моделирования данных.

К достоинствам иерархической модели данных относятся эффективное использование памяти ЭВМ и неплохие показатели времени выполнения основных операций над данными. Иерархическая модель данных удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией.

Недостатком иерархической модели является ее громоздкость для обработки информации с достаточно сложными логическими связями, а также сложность понимания для обычного пользователя.

Преимущества: доступ к информации может быть организован с любого узла.

Недостаток: Доступ только в соответствие со связями проектирования, из-за этого тяжело реорганизовать структуру; необходимость уже на физическом уровне четко сформировать схему связей. Также много ссылок на узлы –значит большие объемы памяти.

Преимущества: удобное представление данных для пользователя, можно создавать манипулировать данными на уровне БД.

Недостатки: Трудоемкость разработки, медленный доступ к данным.

Каждый объект, информация о котором хранится в ООБД, считается принадлежащим какому-либо классу, а связи между классами устанавливаются при помощи свойств и методов классов. Также есть подклассы и унаследованные свойства. Выше уровень абстракции и важна не схема данных, а наличие методов.

Преимущества: Объектно-ориентированные базы данных позволяют представлять сложные объекты более непосредственным образом, нежели реляционные системы.

НЕ надо поддерживать модель данных отдельно.

Недостатки: понятийная сложность, медленное выполнение запросов.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

Иерархическая модель данных, ее достоинства и недостатки

Иерархическая модель данных — эта модель графически представляется совокупностью элементов (вершин) и связей (рёбер), образующих структуру типа дерева.

Каждая вершина связана с одной вершиной предыдущего, более высокого уровня и с любым (в том числе нулевым) числом вершин следующего более низкого уровня. Исключение является вершина самого высокого уровня, которая связана только с вершинами более низкого уровня. Эта вершина – корень дерева и расположена на нулевом уровне.

Вершины, не имеющие подчиненных, называются концевыми.

В этой модели каждому элементу данных соответствует единственный путь, ведущий к нему из корневой вершины. Данные чаще всего представляются концевыми вершинами, но это необязательно.

Важнейшими операциями для работы с иерархическими структурами являются операции перемещения по иерархическим указателям, позволяющее переходить вверх и вниз по ребрам дерева.

• Структура каталогов(поток) с файлами на жестком диске компьютера;
• Системный регистр Windows;
• Пространство доменных имен в интернете.

Достоинства данной модели:

если данные плохо поддается иерархической организации, то модель чрезмерно усложняется и соответственно снижается производительность при технической реализации.

Сетевая модель данных, ее достоинства и недостатки

В ее основе лежат те же понятия, что и в иерархической модели, т.е. вершина – уровень связь но существенным отличием является то, что любая вершина может быть связана с любой другой вершиной, независимо от уровня иерархии последней.

Если использовать язык теории графов, то иерархическая структура отображается графом типа дерево, в сетевая – произвольным графом, т.е. графом допускающим существование контуров.

Примером сетевой модели данных может служить модель, отображающая распределение учебных дисциплин по группам студентов. Каждая группа изучает ряд предметов, а каждый предмет изучается в каких то группах.

Достоинства сетевой модели данных

• Высокая скорость поиска нужных данных
• Возможность адекватно представить данные для решения задач в самых различных предметных областях

• При реализации сетевой модели данных образующих сложность структуры данных с многочисленными связями

Общим недостатком сетевой и иерархической модели данных (перечень):

• Конфигурация структуры данных (вершин и связи между ними ) задается на этапе моделируется и после перехода к практической реализации уже не может быть изменена, т.е. независимость по данным в этих моделях не сопровождается структурной независимостью.
• Достоинства: предоставляет большие возможности в смысле допустимости образования произвольных связей.
• Недостатки: высокая сложность и жесткость схемы БД, сложность понимания и выполнения обработки информации.

Одним из самых естественных способов в представлении данных является представление их в виде 2-мерных таблиц.

Если имеется несколько таблиц, то связи между данными в разных таблицах также можно представлять в табличной форме, например, 2 таблицы можно связывать между собой с помощью дополнительных связующей таблицы.

Существенное отличие реляционной модели от графовых ( иерархич. Сетевая) является переход от работы с элементарными данными к работе с макрообъектами табличного типа, при этом реляционные операции применяются сразу ко всему множеству строк таблицы, а не к отдельной строке, и т.о. операндами и результатами являются наборы данных, содержащими множество строк, поэтому главная отличительная характеристика реляционной системы – возможность обработки множества строк.

Независимость по данным здесь сопровождается их структурной независимостью, т.е. нет никаких указателей, связывающих таблицы друг с другом и соответственно отсутствует навигация схемы доступа к данным.

Было установлено, что любая сетевая структура данных может быть представлена с некоторой избыточной совокупностью древовидных структур, а те в свою очередь тоже с некоторой избыточностью – в виде взаимосвязей 2 мерных таблиц, поэтому тот факт, что любую структуру дынных при желании можно представить в виде взаимосвязей 2 мерных таблиц и привел к созданию реляционной модели данных.

Эта модель была предложена в 1970 сотрудником IBM Эдгаром Коддам и вскоре получила самое широкое распространение из за простоты наглядности модели для пользователей – непрофессионалов и серьезного теоретического обоснования лежащего в основе модели.

Достоинства реляционной модели данных:

1. Наглядность, простота, гибкость структуры данных.
2. Относительная простота практической реализации.

1. Некоторая ограниченность и предопределенность набора атрибутов и доменов, что можно устранить при переходе к объектно-реляционной модели.

Иерархическая модель — это структура данных, организованная в виде древовидной модели с использованием отношений родитель-потомок, а сетевая модель — это модель базы данных, которая позволяет нескольким записям связываться с одним файлом владельца. С другой стороны, реляционная модель — это модель базы данных для управления данными в виде кортежей, сгруппированных в отношения (таблицы).

Иерархическая модель упорядочивает данные в древовидной структуре, в то время как сетевая модель упорядочивает данные в виде графа. Напротив, реляционная модель упорядочивает данные в таблицах. Следовательно, в этом главное отличие иерархической сети от модели реляционной базы данных.

Кроме того, важное различие между моделью иерархической сети и реляционной базы данных состоит в том, что, хотя иерархическая модель представляет отношение «один ко многим», модель сети представляет отношение «многие ко многим». Кроме того, реляционная модель может представлять как отношения «один ко многим», так и «многие ко многим».

Хотя доступ к данным в иерархической модели затруднен, доступ к данным в сетевой модели и реляционной модели проще.

Кроме того, еще одно отличие между иерархической сетью и моделью реляционных баз данных заключается в их гибкости. Иерархическая модель менее гибкая, но сетевая модель и реляционная модель являются гибкими.

Модели баз данных помогают упорядочить данные в базах данных СУБД. Основное различие между моделью иерархической сети и реляционной базы данных состоит в том, что иерархическая модель организует данные в древовидную структуру, а модель сети упорядочивает данные в виде графа, а модель реляционной базы данных — в таблицы.

Источник