Сетевая модель данных элементы структуры основные операции над данными и ограничения целостности

Сетевая модель данных элементы структуры основные операции над данными и ограничения целостности

На разработку этого стандарта большое влияние оказал американский ученый Ч.Бахман. Основные принципы сетевой модели данных были разработны в середине 60-х годов, эталонный вариант сетевой модели данных описан в отчетах рабочей группы по языкам баз данных (COnference on DAta SYstem Languages) CODASYL (1971 г.).

Сетевая модель данных определяется в тех же терминах, что и иерархическая. Она состоит из множества записей, которые могут быть владельцами или членами групповых отношений. Связь между между записью-владельцем и записью-членом также имеет вид 1:N .

Основное различие этих моделей состоит в том, что в сетевой модели запись может быть членом более чем одного группового отношения. Согласно этой 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 из примера в п.3.1, например, не может работать в двух отделах).

• древья (a) и (b), показанные на рис. 3.1, заменяются одной сетевой структурой, в которой запись СОТРУДНИК входит в два групповых отношения;
• для отображения типа M:N вводится запись СОТРУДНИК_КОНТРАКТ, которая не имеет полей и служит только для связи записей КОНТРАКТ и СОТРУДНИК, см. рис. 3.2.(Отметим, что в этой записи может храниться и полезная информация, например, доля данного сотрудника в общем вознаграждении по данному контракту.)

• способ упорядочения подчиненных записей :
  • произвольный,
  • хронологический /очередь/,
  • обратный хронологический /стек/,
  • сортированный.

  • автоматический — невозможно занести в БД запись без того, чтобы она была сразу же закреплена за неким владельцем;
  • ручной — позволяет запомнить в БД подчиненную запись и не включать ее немедленно в экземпляр группового отношения. Эта операция позже инициируется пользователем).

  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. В рассмотренном выше примере фиксированное членство предполагает групповое отношение «ЗАКЛЮЧАЕТ» между записями «КОНТРАКТ» и «ЗАКАЗЧИК», поскольку контракт не может существовать без заказчика.
  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 сорудники 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 «ВЫПОЛНЯЕТ» между «СОТРУДНИКИ» и «КОНТРАКТ», поскольку в организации могут существовать работники, чья деятельность не связана с выполненинем каких-либо договорных обязательств перед заказчиками.

  
  

  3.2.2. Операции над данными.

  
  

  • ДОБАВИТЬ — внести запись в БД и, в зависимости от режима включения, либо включить ее в групповое отношение, где она объявлена подчиненной, либо не включать ни в какое групповое отношение.
  • ВКЛЮЧИТЬ В ГРУППОВОЕ ОТНОШЕНИЕ — связать существующую подчиненную запись с записью-владельцем.
  • ПЕРЕКЛЮЧИТЬ — связать существующую подчиненную запись с другой записью-владельцем в том же групповом отношении.
  • ОБНОВИТЬ — изменить значение элементов предварительно извлеченной записи.
  • ИЗВЛЕЧЬ — извлечь записи последовательно по значению ключа, а также используя групповые отношения — от владельца можно перейти к записям — членам, а от подчиненной записи к владельцу набора.
  • УДАЛИТЬ — убрать из БД запись. Если эта запись является владельцем группового отношения, то анализируется класс членства подчиненных записей. Обязательные члены должны быть предварительно исключены из группового отношения, фиксированные удалены вместе с владельцем, необязательные останутся в БД.
    ИСКЛЮЧИТЬ ИЗ ГРУППОВОГО ОТНОШЕНИЯ — разорвать связь между записью-владельцем и записью-членом.

  
  

  3.2.3. Ограничения целостности.

  Как и в иерархической модели обеспечивается только поддержание целостности по ссылкам (владелец отношения — член отношения).
  Литература:

  Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. -М: «Финансы и статистика», 1989.

  Источник

  11. Понятие модели данных. Иерархическая, сетевая, реляционная, объектная модель. Типы структур данных. Операции над данными. Ограничения целостности.

  Модель данных — это математическое средство абстракции, позволяющее отделить факты от их интерпретации и вместе с тем обеспечить развитые возможности представления соотношения данных.

  Структуризация данных базируется на использовании концепций «агрегации» и «обобщения».

  Для каждого элемента данных должен быть определён его тип.

  Агрегат данных — поименованная совокупность элементов данных внутри записи, которую

  можно рассматривать как единое целое. Агрегат может быть простым (включающим только элементы

  данных) и составным (включающим наряду с элементами данных и другие агрегаты).

  База данных — поименованная совокупность экземпляров групп и групповых отношений.

  . Операции над данными

  Модель данных определяет множество действий, которые допустимо производить над некоторой реализацией БД для её перевода из одного состояния в другое. Это множество соотносят с языком манипулирования данными (Оа1а МашриЫюп Ьап§иа§е, ОМЬ).

  По типу производимых действий различают следующие операции:

  • идентификация данных и нахождение их позиции в БД;

  • выборка (чтение) данных из БД;

  • включение (запись) данных в БД;

  • модификация (изменение) данных БД.

  Обработка данных в БД осуществляется с помощью процедур базы данных — транзакций. Транзакция — это последовательность операций над данными, которая является логически неделимой, то есть рассматривается как единая макрооперация. Транзакция либо выполняется полностью, либо не выполняется совсем. Никакая другая процедура или операция не могут обратиться к данным, которые обрабатываются стартовавшей процедурой, до тех пор, пока последняя не закончит свою работу.

  Ограничения целостности

  Ограничения целостности обеспечивают непротиворечивость данных при переводе системы БД из одного состояния в другое и позволяют адекватно отражать ПО данными, хранимыми в БД. Ограничения делятся на явные и неявные. Неявные ограничения определяются самой структурой данных. Например, тот факт, что записи типа СОТРУДНИК являются обязательными членами какого-либо экземпляра набора данных ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ, служит, по существу, ограничением целостности, означающим, что каждый сотрудник организации непременно должен быть в штате некоторого подразделения.

  Явные ограничения задаются в схеме базы данных с помощью средств языка описания данных (ООЬ, Оа1а ОеГтШоп Ьап§иа§е). В качестве явных ограничений чаще всего выступают условия, накладываемые на значения данных. Например, заработная плата не может быть отрицательной, а дата приема сотрудника на работу обязательно будет меньше, чем дата его перевода на другую работу. За выполнением этих ограничений следит СУБД в процессе своего функционирования.

  В настоящее время разработано много различных моделей данных. Основные — это сетевая, иерархическая и реляционная модели.

  Сетевая модель данных (СМД)позволяет организовывать БД, структура которых представляется графом общего вида. Организация данных в сетевой модели соответствует структуризации данных по версии ССЮАЗУЬ. Каждая вершина графа хранит экземпляры сущностей (записи) и сведения о групповых отношениях с сущностями других типов. Каждая запись может хранить произвольное количество значений атрибутов (элементов данных и агрегатов), соответствующих экземпляру сущности.

  Групповые отношения характеризуют следующие признаки:

  1. Способ упорядочения подчинённых записей.

  2. Режим включения подчинённых записей.

  3. Режим исключения подчинённых записей.

  Источник

  Сетевая модель данных и ее характеристики. Понятие набора

  Сетевая модель данных позволяет отображать разнообразные взаимосвязи элементов данных в виде произвольного графа, обобщая тем самым иерархическую модель данных (рис. 2.4). Наиболее полно концепция сетевых БД впервые была изложена в Предложениях группы КОДАСИЛ (KODASYL).

  

  Рис. 2.4. Представление связей в сетевой модели

  Для описания схемы сетевой БД используется две группы типов: «запись» и «связь». Тип «связь» определяется для двух типов «запись»: предка и потомка. Переменные типа «связь» являются экземплярами связей. 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 (сводных родителей). Пример схемы простейшей сетевой БД показан на рис. 2.5. Типы связей здесь обозначены надписями на соединяющих типы записей линиях.

  

  Рис. 2.5. Пример схемы сетевой БД

  

  Рис. 2.5. Пример схемы сетевой БДВ различных СУБД сетевого типа для обозначения одинаковых по сути понятий зачастую используются различные термины. Например, такие, как элементы и агрегаты данных, записи, наборы, области и т. д. Физическое размещение данных в базах сетевого типа может быть организовано практически теми же методами, что и в иерархических базах данных. К числу важнейших операций манипулирования данными баз сетевого типа можно отнести следующие: поиск записи в БД; переход от предка к первому потомку; переход от потомка к предку; создание новой записи; удаление текущей записи; обновление текущей записи; включение записи в связь; исключение записи из связи; изменение связей и т. д. Достоинством сетевой модели данных является возможность эффективной реализации по показателям затрат памяти и оперативности. В сравнении с иерархической моделью сетевая модель предоставляет большие возможности в смысле допустимости образования произвольных связей. Недостатком сетевой модели данных является высокая сложность и жесткость схемы БД, построенной на ее основе, а также сложность для понимания и выполнения обработки информации в БД обычным пользователем. Кроме того, в сетевой модели данных ослаблен контроль целостности связей вследствие допустимости установления произвольных связей между записями. Системы на основе сетевой модели не получили широкого распространения на практике. Наиболее известными сетевыми СУБД являются следующие: IDMS, db VistaIII, СЕТЬ, СЕТОР и КОМПАС.

  Набор –это структура данных, которая отображает связи меду объектами в предметной области. Каждый набор содержит единственную запись, называемую владельцем набора, и множество записей, называемых членами набора. Наборы, имеющие одинаковый тип владельца и одинаковый тип члена, а также обладающие одинаковой семантикой (смыслом), объединяются в тип набора, который имеет уникальное имя.

  Источник

  Читайте также:  Классификация сетей по топологии локальная корпоративная глобальная