Ограничения целостности для сетевой модели

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

7. Сетевая модель

Сети — естественный способ представления реальных отношений между объектами. Сетевая модель также опирается на теорию графов.

Появились в 70-х годах XX века. Типичными представителями являются СУБД Integrated Database Management System (IDMS) компании Cullinet Software, Inc. и Integrated Data Store (IDS) фирмы General Electric.

Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического. В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка; в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков.

7.1. Структурная часть

Основными элементами сетевой базы данных являются элемент данных, агрегат данных, запись, набор.

Элемент данных — наименьшая неделимая поименованная информационная единица, доступная пользователю. Элемент данных может иметь свой тип. Агрегат данных — поименованная совокупность элементов данных внутри записи (дата — день, месяц, год).

Запись — поименованная структура, содержащая элементы данных (запись в реляционной таблице).

Тип записей — это совокупность логически связанных экземпляров записей, моделирует некоторый класс объектов реального мира.

Набор — это поименованная двухуровневая иерархическая структура, которая выражает связи между двумя типами записей (один к одному, один ко многим).

На формирование типов связи не накладываются особые ограничения; возможны, например, следующие ситуации:

— Данный тип записи может быть предком для любого числа связей.

— Данный тип записи может быть потомком в любом числе связей.

— Может существовать любое число связей с одним и тем же типом записи предка и одним и тем же типом записи потомка.

— Типы записи X и Y могут быть предком и потомком в одной связи и потомком и предком — в другой.

— Предок и потомок могут быть одного типа записи.

— Между двумя типами записей может быть любое количество наборов (преподаватель может не только преподавать, и быть куратором этой группы).

Простой пример сетевой схемы БД:

Таким образом, сетевая база данных — поименованная совокупность записей различного типа и наборов, содержащих связи между ними.

7.2. Ограничения целостности

Достоинством сетевой модели данных является возможность эффективной реализации по показателям затрат памяти и оперативности. В сравнении с иерархической моделью сетевая модель предоставляет большие возможности по созданию и моделированию различных связей между сущностями реального мира (предметной области). Недостатком сетевой модели является высокая сложность и жесткость схемы данных, сложность для понимания и выполнения обработки информации обычным пользователем.

Источник

17.Сетевая модель данных. Ограничения целостности сетевой модели. Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического подхода.

В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка; в сетевой структуре данных у потомка может иметься любое число предков.

Сетевая БД состоит из набора записей и набора связей между этими записями, а если говорить более точно, из набора экземпляров каждого типа из заданного в схеме БД набора типов записи и набора экземпляров каждого типа из заданного набора типов связи.

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.

На формирование типов связи не накладываются особые ограничения; возможны, например, следующие ситуации:

• тип записи потомка в одном типе связи L1 может быть типом записи предка в другом типе связи L2 (как в иерархии);

• данный тип записи P может быть типом записи предка в любом числе типов связи;

• данный тип записи P может быть типом записи потомка в любом числе типов связи;

• может существовать любое число типов связи с одним и тем же типом записи предка и одним и тем же типом записи потомка; и если L1 и L2 — два типа связи с одним и тем же типом записи предка P и одним и тем же типом записи потомка C, то правила, по которым образуется родство, в разных связях могут различаться;

• типы записи X и Y могут быть предком и потомком в одной связи и потомком и предком – в другой;

• предок и потомок могут быть одного типа записи.

Имеется (необязательная) возможность потребовать для конкретного типа связи отсутствие потомков, не участвующих ни в одном экземпляре этого типа связи (как в иерархической модели).

19.Пользователи БнД. Основные функции группы администратора бд

На каждом этапе своего существования с банком данных связаны разные категории пользователей

Определим основные категории пользователей и их роль в функционировании банка данных:

Конечные пользователи. Это основная категория пользователей, в интересах которой и создается банк данных. В зависимости от особенностей создаваемого банка данных круг его конечных пользователей может существенно различаться. Это могут быть случайные пользователи, обращающиеся к БД время от времени к базе данных за получением некоторой информации, а могут быть регулярные пользователи. В качестве случайных пользователей могут рассматриваться, например, возможные клиенты вашей фирмы, просматривающие каталог вашей продукции или услуг с обобщенным или подробным описанием того и другого.

Основные функции группы администратора БД

1. Анализ предметной области: описание предметной области, выявление ограничений целостности, определение статуса (доступности, секретности) информации, определение потребностей пользователей, определение соответствия «данные-пользователь», определение объемно-временных характеристик обработки данных.

2. Проектирование структуры БД: определение состава и структуры файлов БД и связей между ними, выбор методов упорядочения данных и методов доступа к информации, описание БД на языке описания данных (ЯОД).

3. Задание ограничений целостности при описании структуры БД и процедур обработки БД:

4. Первоначальная загрузка и ведение БД:

6. Обеспечение восстановления БД:

7. Анализ обращений пользователей БД: сбор статистики по характеру запросов, по времени их выполнения, по требуемым выходным документам

8. Анализ эффективности функционирования БнД:

10. Подготовка и поддержание системных средств:

11. Организационно-методическая работа по проектированию БнД:

Источник