Особенности иерархической сетевой и реляционной моделей данных

17. Сравнение моделей данных. Достоинства и недостатки реляционной, сетевой и иерархической моделей данных.

Семантические модели данных представляют собой средство описания структуры предметной области.

Семантические модели должны отвечать следующим требованиям:

• обеспечить интегрированное представление о предметной области;
• понятийный аппарат модели должен быть понятен как специалисту предметной области, так и администратору БД;
• модель должна содержать информацию, достаточную для дальнейшего проектирования ЭИС.

При сравнении моделей данных трудно отделить факторы, характеризующие принципиальные особенности моделей, от факторов связанных с реализацией этих моделей данных средствами конкретных СУБД.

Преимущества реляционного подхода:

2. Теоретическое обоснования.

3. Независимость данных когда необходимо изменить структуру реляционной БД.

Недостатки реляционной модели данных:

1. Низкая скорость при выполнении операции соединения

2. Большой расход памяти для предоставления реляционной БД.

Достоинства иерархической моделей данных:

2. Минимальный расход памяти.

Недостатки иерархической модели:

2. Допустимость только навигационного принципа доступна к данным.

Преимущества сетевой модели данных:

2. Возможность доступа к данным через значения нескольких отношений.

Недостатки сетевой модели данных можно назвать:

1. Обилие понятий вариантов их взаимосвязей и особенностей реализации.

2. Допустимость только навигационного принципа доступа к данным.

При анализе моделей данных не затрагивалась проблема упорядоченности значений в отношениях БД. Для реляционных модели данных это упорядоченность с теоретической точки зрения необязательно, а в двух других моделях она широко используется для повышения эффективности реализации вопросов.

На окончательный выбор модели данных влияют многие дополнительные факторы, например наличие, хорошо зарекомендовавших себя СУБД квалификация прикладных программистов размер БД и другие.

18. Семантические модели данных. Модель «сущность-связь».

Семантические модели данных представляют собой средство описания структуры предметной области.

Семантические модели должны отвечать следующим требованиям:

• обеспечить интегрированное представление о предметной области;
• понятийный аппарат модели должен быть понятен как специалисту предметной области, так и администратору БД;
• модель должна содержать информацию, достаточную для дальнейшего проектирования ЭИС.

Базовыми элементами в модели «сущность-связь» служат типы сущностей, обозначаемые далее прямоугольниками, и типы связей, обозначаемые двойными прямоугольниками. Многие сущности, рассматриваемые в этой модели, соответствуют физическим объектам предметной области.

В структуре связей объектов допускаются следующие типы связей:

• N-арные связи, приводится пример тернарной связи;

Источник

Модель данных

В иерархическоймодели база данных представляется в виде иерархически упорядоченных структур – деревьев (диаграммы Бахмана). Каждая вершина дерева означает объект данных, каждая дуга означает связь между объектами. Все вершины графа – дерева распределены по уровням. Каждая вершина низшего уровня связана только с одной вершиной из верхнего уровня. Связей внутри уровня и через уровень не существует. На самом верхнем уровне существует только одна вершина — корень дерева. корень 2-й уровень Пример, описание ННГУ в иерархической модели выглядит так 2 уровень. Корень дерева Вуз Уровень 1. Университет вершины Уровень 2. Финансовый ф-т Мехмат связи Уровень 3. Группа 1311 Уровень 4. Иванов И.И. Рис. 4.3. Иерархическая модель Ниже перечислены преимущества иерархической модели.

• Простота модели. Иерархия базы данных напоминает структуру компании или генеалогическое дерево.
• Использование отношений предок/потомок. СУБД позволяет легко представлять отношения подчиненности, например: «А является частью В» или «А владеет В».
• Быстродействие. В СУБД отношения предок/потомок реализованы в виде физических указателей из одной записи на другую, вследствие чего перемещение по базе данных происходило быстро.

Групповое отношение— иерархическое отношение между записями двух типов. Родительская запись называется исходной записью, а дочерние записи – подчиненными. Для групповых отношений в иерархической модели обеспечивается автоматический режим включения ификсированное членство. Это означает, что для запоминания любой некорневой записи в БД должна существовать ее родительская запись. При удалении родительской записи автоматически удаляются все подчиненные. Недостатки иерархических БД:

• Каждый объект данных может участвовать только в одной иерархии объектов. Поэтому, если объект должен присутствовать в нескольких иерархиях, то его приходится дублировать.

Например, данные о сотруднике должны участвовать в иерархии подчиненности отделам и в подчиненности контрактам в качестве исполнителей (такие записи называют парными). В иерархической модели не предусмотрена поддержка соответствия между парными записями.

• . Иерархическая модель реализует отношение между исходной и дочерней записью по схеме l:N, то есть одной родительской записи может соответствовать любое число дочерних. Допустим теперь, что исполнитель может принимать участие более чем в одном контракте (т.е. возникает связь типа M:N). В этом случае в базу данных необходимо ввести еще одно групповое отношение, в которомИсполнитель будет являться исходной записью, а контракт – дочерней. Таким образом, мы опять вынуждены дублировать информацию.
• Изменение структуры данных требует перестройки всей системы указателей на записи.

Чтобы получить доступ к данным, содержащимся в базе данных, СУБД может:

• найти конкретный объект (Финансовый факультет) по его номеру;
• перейти «вниз» к первому потомку (Группа 13101);
• перейти «вверх» к предку (Университет);
• перейти «в сторону» к другому потомку (Мехмат).

Таким образом, для чтения данных из иерархической базы данных требуется перемещаться по записям, за один раз переходя на одну запись вверх, вниз или в сторону. Поддерживается только целостность связей между владельцами и членами группового отношения (никакой потомок не может существовать без предка). Типичным представителем иерархической модели является СУБД Information Management System (IМS) фирмы IBM. Первая версия появилась в 1968 г. В сетевоймодели БД изображается в виде графа произвольной структуры (рис 11.4.). А В С Д Е Рис. 11.4. Основные различия двух моделей состоят в том, что в сетевой модели запись может быть членом более чем одного группового отношения. Согласно сетевой модели каждое групповое отношение именуется и проводится различие между его типом и экземпляром. Тип группового отношения задается его именем и определяет свойства, общие для всех экземпляров данного типа. Экземпляр группового отношения представляется записью-владельцем и множеством (возможно пустым) подчиненных записей. При этом имеется следующее ограничение: экземпляр записи не может быть членом двух экземпляров групповых отношений одного типа (т.е. сотрудник, например, не может работать в двух отделах). Каждый экземпляр группового отношения характеризуется следующими признаками:

1. способ упорядочения подчиненных записей:

• произвольный,
• хронологический /очередь/,
• обратный хронологический /стек/,
• сортированный.

Если запись объявлена подчиненной в нескольких групповых отношениях, то в каждом из них может быть назначен свой способ упорядочивания.

1. режим включения подчиненных записей:

• автоматический — невозможно занести в БД запись без владельца;
• ручной — позволяет запомнить в БД подчиненную запись и не включать ее немедленно в экземпляр группового отношения. Эта операция позже инициируется пользователем.

режимисключения Принято выделять три класса членства подчиненных записей в групповых отношениях: 1. Фиксированное. Подчиненная запись жестко связана с записью владельцем и ее можно исключить из группового отношения, только удалив. При удалении записи-владельца все подчиненные записи автоматически тоже удаляются. 2. Обязательное. Допускается переключение подчиненной записи на другого владельца, но невозможно ее существование без владельца. Для удаления записи-владельца необходимо, чтобы она не имела подчиненных записей с обязательным членством. Таким отношением связаны записи «СОТРУДНИК» и «ОТДЕЛ». Если отдел расформировывается, все его сотрудники должны быть либо переведены в другие отделы, либо уволены. 3. Необязательное. Можно исключить запись из группового отношения, но сохранить ее в базе данных, не прикрепляя к другому владельцу. При удалении записи-владельца ее подчиненные записи — необязательные члены сохраняются в базе, не участвуя более в групповом отношении такого типа. Примером такого группового отношения может служить «ВЫПОЛНЯEТ» между «СОТРУДНИКИ» и «КОНТРАКТ», поскольку в организации могут существовать работники, чья деятельность не связана с выполнением каких-либо договорных обязательств перед заказчиками. Как и в иерархической модели обеспечивается только поддержание целостности по ссылкам (владелец отношения — член отношения). Сетевые базы данных обладали рядом преимуществ:

• Гибкость. Множественные отношения предок/потомок позволяли хранить данные, структура которых была сложнее простой иерархии.
• Стандартизация. Появление стандарта CODASYL обеспечили популярность сетевой модели.
• Быстродействие. Вопреки своей большой сложности, сетевые базы данных достигли быстродействия, сравнимого с быстродействием иерархических баз данных. Множества были представлены указателями на физические записи данных.

Читайте также:  Построение сетевых моделей кратко

Конечно, у сетевых баз данных были недостатки. Как и иерархические базы данных, сетевые базы данных были очень жесткими. Наборы отношений и структуру записей приходилось задавать наперед. Изменение структуры базы данных обычно означало перестройку всей базы данных. Как иерархическая, так и сетевая база данных были инструментами программистов. Чтобы получить ответ на вопрос типа: «Какой товар наиболее часто заказывает компания Паровые машины?», программисту приходилось писать программу для навигации по базе данных. Реализация пользовательских запросов часто затягивалась на недели и месяцы, и к моменту появления программы информация, которую она предоставляла, часто оказывалась бесполезной. Типичным представителем является Integrated Database Management System (IDMS) компании Cиllinet Software, Inc. Практически все существующие СУБД в наше время используют реляционную модель данных.

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

Источник