Преимущество сетевой модели данных

7. Сетевая модель данных: понятие, достоинства, недостатки.

Сетевая модель – это структура, у которой любой элемент может быть связан с любым другим элементом. Сетевая база данных состоит из наборов записей, которые связаны между собой так, что записи могут содержать явные ссылки на другие наборы записей. Тем самым наборы записей образуют сеть. Связи между записями могут быть произвольными, и эти связи явно присутствуют и хранятся в базе данных. Над данными в сетевой базе могут выполняться следующие операции: -Добавить – внести запись в базу данных. -Извлечь – извлечь запись из базы данных. -Обновить – изменить значение элементов предварительно извлеченной записи. -Удалить – убрать запись из базы данных. -Включить в групповое отношение – связать существующую подчиненную запись с записью-владельцем. -Исключить из группового отношения – разорвать связь между записью-владельцем и записью-членом. -Переключить – связать существующую подчиненную запись с другой записью-владельцем в том же групповом отношении. Первоначально сетевая модель замышлялась как инструмент для программистов. В качестве базового языка программирования был выбран Cobol. Одна из первых сетевых моделей данных, разработанная группой CODASYL, была предложена в 1969 г. и развивалась до 80-х годов. К известным сетевым системам управления базами данных относятся: DBMS, IDMS, TOTAL, VISTA, СЕТЬ, СЕТОР, КОМПАС и др. Основное достоинство сетевой модели – это высокая эффективность затрат памяти и оперативность. Недостаток – сложность и жесткость схемы базы, а также сложность понимания. Кроме того, в этой модели ослаблен контроль целостности, так как в ней допускается устанавливать произвольные связи между записями.

8. Реляционная модель данных: понятие, достоинства, недостатки.

Реляционная модель представляет собой совокупность данных, состоящую из набора двумерных таблиц. Реляционная модель является удобной и наиболее привычной формой представления данных. Реляционная модель данных представляет собой комплекс взаимосвязанных простейших двумер-ных таблиц-отношений. Отношение – реляционная таблица. Столбцы отношений – домены, а строки – кортежи. Ключ – один или несколько полей, однозначно определяющих записи. Ключ главного называется первичным, а подчиненного – вторичным. Целостность отношений (таблиц) – накладывает ограничения на значения первичного ключа (они должны быть уникальны и не пусты). Ссылочная целостность – каждое значение внешнего ключа должно совпадать с одним из значений первичного ключа. Достоинства реляционной модели: простота для понимания и наглядна; имеет строгое математическое обоснование. Недостатки: не допускает представления объектов со сложной структурой, поскольку в ее рамках возможно моделирование лишь с помо-щью двумерных таблиц; данные об объектах содержатся, как правило, во многих таблицах. Из-влечение информации об объекте требует выполнения многих операций соединения с помощью первичных и внешних ключей, что значительно замедляет обработку данных. Достоинства реляционных баз данных можно сформулировать так: -Упрощенная схема представления данных – в виде таблицы. -Простота инструментальных средств поддержки реляционной модели. -Оптимизация доступа к базе данных, поскольку системы сами выбирают наиболее эффективную последовательность действий. -Улучшение целостности и защиты, поскольку реляционная модель позволяет улучшить выражение требований целостности путем использования языка высокого уровня. -Возможности различных применений, в том числе и рассчитанных на не специалистов в области программирования. -Обеспечение пользователя языками высокого уровня при работе с базой данных. -Обеспечение методологического подхода, поскольку главной целью модели базы данных является возможность описания реального мира, что проще всего осуществляется в реляционной модели. Недостаток реляционной модели – в жесткости структуры данных, например, невозможно задать строку таблицы произвольной длины, а также сложность описания иерархических и сетевых связей.

В настоящее время многие известные системы управления базами данных используют именно реляционную модель представления данных.

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

Особенности построения сетевой модели данных

База данных может состоять из произвольного количества записей и наборов различных типов. Связь между двумя записями может выражаться произвольным количеством наборов. В любом наборе может быть только один владелец. Тип записи может быть владельцем в одних типах наборов и членом в других типах наборов. Тип записи может не входить ни в какой тип наборов. Допускается добавление новой записи в качестве экземпляра владельца, если экземпляр-член отсутствует. При удалении записи-владельца удаляются соответствующие указатели на экземпляры-члены, но сами записи-члены не уничтожаются (сингулярный набор).

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.

Преимущества

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

Недостатки

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. Сложность. Сложная структура памяти.

Операции над данными сетевой модели

Операция ЗАПОМНИТЬ позволяет занести в БД новую запись и автоматически включить эту запись в групповые отношения, где она объявлена подчиненной с соответствующим режимом включения. Операция ВКЛЮЧИТЬ В ГРУППОВОЕ ОТНОШЕНИЕ позволяет существующю запись связать с с записью-владельцем. Операция ПЕРЕКЛЮЧИТЬ дает возможность подчиненную запись связать с записью-владельцем в том же групповом отношении. Операция ОБНОВИТЬ изменять значения элементов записей, существующих в БД. Перед выполнением этого оператора соответствующая запись предварительно должна быть извлечена. Операция ИЗВЛЕЧЬ позволяет последовательно (т.е. перебирая) извлечь запись. Запись можно извлечь по значению первичного ключа или используя групповые отношения, в которых они участвуют. Так, от владельца можно перейти к записям – членам, а от записи-члена перейти к владельцу группового отношения. Операция УДАЛИТЬ дает возможность убрать из БД ненужную запись. Если удаляемая запись объявлена владельцем в групповом отношении , то анализируется класс членства подчиненных записей. Обязательные члены должны быть предварительно откреплены от этого владельца, т.е. удалены из группового отношения, фиксированные будут удалены вместе с ним, а необязательные останутся в БД. Операция ИСКЛЮЧИТЬ ИЗ ГРУППОВОГО ОТНОШЕНИЯ позволяет разорвать связь между записью-владельцем и записью-членом группового отношения, сохранив обе в БД.

Источник