Особенности построения сетевой модели

Особенности построения сетевой модели данных

Реализация групповых отношений в сетевой модели осуществляется с использованием указателей (адресов связи или ссылок), которые устанавливают связь между владельцем и членом группового отношения. Запись может состоять в отношениях разных типов (1:1, 1:N, M:N). Заметим, что если один из вариантов установления связи 1:1 очевиден (в запись – владелец отношения, поля которой соответствуют атрибутам сущности, включается дополнительное поле – указатель на запись – член отношения), то возможность представления связей 1:N и M:N таким же образом весьма проблематична. Поэтому наиболее распространенным способом организации связей в сетевых СУБД является введение дополнительного типа записей, полями которых являются указатели.

Использования сетевой модели

Сетевые модели также создавались для мало ресурсных ЭВМ. Это достаточно сложные структуры, состоящие из «наборов» – поименованных двухуровневых деревьев. «Наборы» соединяются с помощью «записей-связок», образуя цепочки и т.д. При разработке сетевых моделей было выдумано множество «маленьких хитростей», позволяющих увеличить производительность СУБД, но существенно усложнивших последние. Прикладной программист должен знать массу терминов, изучить несколько внутренних языков СУБД, детально представлять логическую структуру базы данных для осуществления навигации среди различных экземпляров, наборов, записей и т.п. Один из разработчиков операционной системы UNIX сказал «Сетевая база – это самый верный способ потерять данные».

СУБД, поддерживающие сетевую модель, широко использовались на вычислительных системах серии IBM 360/370 (ЕС ЭВМ). В качестве примеров таких систем можно указать IDMS, UNIBAD (БАНК), аналоги СЕДАН, СЕТОР. На персональных компьютерах сетевые СУБД не получили широкого распространения. Примером сетевой СУБД для персонального компьютера является db_VISTA III. Отметим, что система db_VISTA реализована на языке С и поэтому является переносимой. Система может эксплуатироваться на ПЭВМ типа IBM PC, SUN, Macintosh.

Пример сетевой базы данных

На рисунке показан простой пример схемы сетевой БД.

На этом рисунке показаны три типа записи: Отдел, Служащие и Руководитель и три типа связи: Состоит из служащих, Имеет руководителя и Является служащим.

В типе связи Состоит из служащих типом записи-предком является Отдел, а типом записи-потомком – Служащие (экземпляр этого типа связи связывает экземпляр типа записи Отдел со многими экземплярами типа записи Служащие, соответствующими всем служащим данного отдела).

В типе связи Имеет руководителя типом записи-предком является Отдел, а типом записи-потомком – Руководитель (экземпляр этого типа связи связывает экземпляр типа записи Отдел с одним экземпляром типа записи Руководитель, соответствующим руководителю данного отдела).

Наконец, в типе связи Является служащим типом записи-предком является Руководитель, а типом записи-потомком – Служащие (экземпляр этого типа связи связывает экземпляр типа записи Руководитель с одним экземпляром типа записи Служащие, соответствующим тому служащему, которым является данный руководитель).

Преимущества

1. Стандартизация. Появление стандарта CODASYL, который определил базовые понятия модели и формальный язык описания.
2. Быстродействие. Быстродействие сетевых баз данных сравнимо с быстродействием иерархических баз данных.
3. Гибкость. Множественные отношения предок/потомок позволяют сетевой базе данных хранить данные, структура которых была сложнее простой иерархии.
4. Универсальность. Выразительные возможности сетевой модели данных являются наиболее обширными в сравнении с остальными моделями.
5. Возможность доступа к данным через значения нескольких отношений (например, через любые основные отношения).

1. Жесткость. Наборы отношений и структуру записей необходимо задавать наперёд. Изменение структуры базы данных ведет за собой перестройку всей базы данных.. Связи закреплены в записях в виде указателей. При появлении новых аспектов использования этих же данных может возникнуть необходимость установления новых связей между ними. Это требует введения в записи новых указателей, т.е. изменения структуры БД, и, соответственно, переформирования всей базы данных.
2. Сложность. Сложная структура памяти.

Реляционная модель

Реляционная модель данных – логическая модель данных. Впервые была предложена британским учёным сотрудником компании IBM Эдгаром Франком Коддом (E. F. Codd) в 1970 году в статье «A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks» (русский перевод статьи, в которой она впервые описана, опубликован в журнале «СУБД» N 1 за 1995 г.). В настоящее время эта модель является фактическим стандартом, на который ориентируются практически все современные коммерческие СУБД.

В реляционной модели достигается гораздо более высокий уровень абстракции данных, чем в иерархической или сетевой. В упомянутой статье Е.Ф. Кодда утверждается, что «реляционная модель предоставляет средства описания данных на основе только их естественной структуры, т.е. без потребности введения какой-либо дополнительной структуры для целей машинного представления». Другими словами, представление данных не зависит от способа их физической организации. Это обеспечивается за счет использования математической теории отношений (само название «реляционная» происходит от английского relation – «отношение»).

В состав реляционной модели данных обычно включают теорию нормализации.

Источник

10.2. Правила построения сетевой модели

В связи с тем, что сетевые модели базируются на теории графов и легко формализуются при правильном их построении, составление моделей должно соответствовать ряду требований (правил).

Основные правила построения сетевых моделей следующие:

1. Направление стрелок в сетевой модели (СМ) следует принимать слева направо.
2. Форма СМ должна быть простой, без лишних пересечений с преимущественным расположением работ по горизонтали.
3. Между двумя событиями должна быть только одна работа.
4. Каждое событие с большим порядковым номером изображается правее события с меньшим порядковым номером.
5. При выполнении параллельных работ, то есть, если одно событие служит началом двух работ или более, заканчивающихся другим событием, вводится зависимость и дополнительное событие (рис.4. 25), иначе разные работы будут иметь одинаковый код.

Рис.4. 25. Изображение параллельных работа ) неправильное; б) правильное

1. В СМ не должно быть «тупиков», «хвостов» и «замкнутых циклов». «Тупик» — событие (кроме завершающего), из которого не выходит ни одна работа. «Хвост» – событие (кроме исходного), в которое не входит ни одна работа. «Замкнутый цикл» — представляет собой контур, в котором работы возвращаются к тому событию, из которого они вышли, например, пути 1-4-3-1 и 7-9-10-7 (рис.4.26).

Р ис.4. 26. Примеры неправильного построения сети с «тупиками», «хвостами», «циклами» 7. В сетевой модели должно быть одно исходное событие и одно завершающее. 8. При поточном производстве работ особое внимание необходимо уделять взаимосвязям работ. Например, часто на практике сетевую модель строят неправильно, изображая зависимости так, как показано на рис.4.27а. На первый взгляд все верно, логично. Работы разбиты на четыре захватки. Последовательно выполняются одноименные работы по захваткам. Разноименные параллельно. Однако, при внимательном анализе видно, что выполнение работ 7-9 никак не зависит от производства земляных работ на 3-й захватке, как показано на рисунке. То же самое можно сказать о работах 9-10 и 5-8. Правильно изображены те же работы на рис.4.27б, где ошибочные взаимосвязи устранены с помощью введения дополнительных событий и фиктивных работ. Сказанное подтверждают и аналитические расчеты, если указанным видам работ придать какие-либо численные значения и просчитать общую продолжительность работ 1-11 (рис. 27а) и 1-14 (рис.27б) с помощью формулы (4.3’) и правил расчета сетевой модели. Р ис.4. 27. Изображение поточного производства работа) – неправильное; б) – правильное

1. При необходимости изображения каких-либо внешних работ или мероприятий
2. (например, поставок сырья, материалов, оборудования, открытие финансиро

1. П ри необходимости изображения каких-либо внешних работ или мероприятий
2. (например, поставок сырья, материалов, оборудования, открытие финансирования и т.п.), т.е. решаемых на другом уровне производства, но организационно связанных с выполнением данного вида работ, их графически выделяют отличными символами (треугольниками, квадратами, ромбами и так далее с утолщенной стрелкой и наименованием действий (рис.4.28)).

Рис.4. 28. Изображение внешних работ в СМ В ходе построения сети последовательность и взаимосвязь работ можно выявить с помощью таких вопросов:

• Какие работы необходимо выполнить и какие условия обеспечить, чтобы можно было начать данную работу?
• Какие работы можно и целесообразно выполнить параллельно с данной работой?
• Какие работы можно начать только после окончания данной работы.

Первоначально СМ строят без учета продолжительности составляющих ее работ. Длина стрелок безмасштабна и зависит только от необходимости обеспечения простоты и ясности структуры сети, а также от записи наименований каждой работы. В процессе построения первого варианта уделяется основное внимание технологической взаимосвязи работ, а не внешнему виду сетевой модели (рис.4.29а). Рис. 4.29. Последовательность упорядочения сетевой модели:а – первоначальный (черновой) вариант;б – упорядоченный (окончательный) вариант. После того, как составлен черновой вариант сети, проверяют правильность построения СМ, просматривая ее от исходного события к завершающему и обратно, устанавливая, все ли предшествующие работы учтены для начала последующих. После проверки всех взаимосвязей производится упорядочение сетевой модели, которое заключается в следующем:

• ликвидируются все излишние зависимости и события;
• уменьшается количество взаимопересекающихся работ;
• работы располагаются строго во временной последовательности (выдерживая п.4 Правил);
• повышается обозримость сети (рис.4.29б).

Уровень детализации СМ зависит от сложности объекта моделирования, группировки и количества используемых ресурсов, объемов работ и планового периода (стратегического, тактического, оперативного) или стадии (ПОС, ППР). Продолжительность каждого вида работ определяется по технологическим картам, ЕНиР, выработке, имеющейся трудоемкости или применительно к существующим нормам предприятия. Длительность ведения работ, сменность и число исполнителей могут проставляться в любой период построения СМ, так как эти данные на топологию сети (взаиморасположение работ и событий) влияния не оказывают. Они необходимы лишь для расчета, то есть процесса превращения СМ в сетевой график (СГ).

Источник