36. Структура данных в иерархической моделе данных. (Тема 10, стр. 81).

10.4. Иерархическая модель данных

При использовании иерархических МД в качестве допуще­ния принимают гипотезу о иерархической структуре моделируе­мой области. Считают, что вся ПО (представляющая некоторый класс объектов) разбивается на подклассы, подкласс на подподклассы и т. д. Таким образом, ПО представляет собой иерархию (дерево) частей ПО с одной вершиной.

Структуру иерархического дерева называют иерархической схемой данных. Совокупность данных о ПО, представленных в соот­ветствии с иерархическим деревом, называют иерархической БД,

10.4.1. Структуры данных

Иерархическая МД организует данные в виде иерархической древовидной структуры, которая состоит из узлов и ветвей. Наи­высший узел называется корнем; он находится на 1-м уровне. Зави­симые узлы располагаются на более низких уровнях (рис. 10.12).

Рис. 10.12. Схема структуры данных иерархической БД

Иерархическая древовидная структура всегда удовлетво­ряет следующим условиям:

• иерархия начинается с корневого узла;

• на первом уровне (i - 1 - самый верхний уровень дерева) может находиться только один узел - корневой;

• на нижних уровнях (i = 2, 3,..., n) находятся порожденные (зависимые) узлы;

• каждый порожденный узел, находящийся на уровне i, свя­зан только с одним непосредственно исходным узлом, находя­щимся на более высоком уровне (i- 1) иерархии дерева;

• каждый исходный узел может иметь один или несколько непо­средственно порожденных узлов, которые называются подобными;

• доступ к каждому порожденному узлу выполняется через его непосредственно исходный узел;

• существует единственный иерархический путь доступа к любому узлу, начиная с корня дерева.

В иерархических МД используется ориентация древовид­ной структуры от корня к узлам низших уровней.

Графическая диаграмма схемы БД для иерархической БД на­зывается деревом определения. В графической диаграмме схемы БД узлы иерархической МД интерпретируют типы сущностей, а дуги служат для интерпретации типов связей между типами сущностей.

При логическом описании, с помощью которого выполнена интерпретация типов сущностей, вершины дерева определения со­ответствуют введенным типам групп записей. Корневой вершине дерева определения соответствует тип корневой группы, остальным вершинам - типы зависимых групп. Дуга дерева определения, соот­ветствующая групповому отношению, представляет собой некото­рый тип связи между рассматриваемыми типами сущностей, кото­рые представлены соответствующими типами групп.

Иерархический путь в дереве определения представляется последовательностью групп, начинающейся типом корневой группы и заканчивающейся типом заданной группы.

На рис. 10.13 приведен пример иерархической БД.

Рис. 10.13. Пример иерархической БД

37. Сетевая модель данных. (Тема 10, стр. 82-83).

10.5. Сетевая модель данных

Применение сетевых МД базируется на гипотезе о сетевой структуре моделируемой ПО. Вся область рассматривается как совокупность частей, связанных между собой бинарными связя­ми различных типов. Части, в свою очередь, поддаются аналогич­ной декомпозиции. При описании моделируемой области связи между частями считаются бинарными, а не более сложными. До­пускаются связи между различными уровнями. Ориентация свя­зей при сетевой структуре не учитывается.

Структуру данных, представленную сетью, назовем сете­вой схемой данных. Совокупность данных ПО, представленных в соответствии с сетевой схемой данных, назовем сетевой БД.

Сетевые МД базируются на использовании графовой фор­мы представления данных. Вершины графа используются для интерпретации типов сущностей, а дуги - типов связей.

Доминирующее влияние на развитие сетевой МД оказали предложения Рабочей группы по базам данных (РГБД). Ассоциа­ции по языкам систем обработки данных - КОДАСИЛ. Основ­ные типы структур данных модели КОДАСИЛ: элемент данных, агрегат, запись, набор, база данных (см. п. 10.2.1).

Внутренним ограничением модели является функциональ­ность связей. Это ограничение делает невозможным непосредст­венное представление связи типа М : N. Такой тип связи может быть представлен вспомогательным типом записи и двумя функ­циональными связями 1 : М и М : 1 (рис. 10.14).

Рис. 10.14. Представление связи типа М : N

Сетевые МД предусматривают различные внутренние огра­ничения. Эти ограничения могут быть наложены как на значения, так и на соотношения значений элементов данных одного и того же типа записи. Возможны и более общие ограничения, которые реали­зуются с помощью процедур БД. Явные ограничения могут быть на­ложены на функциональные связи между типами данных.

В сетевых МД имеются особенности манипулирования данными.

Навигационные операции в графовых моделях данных должны обеспечивать:

• установление позиции данного в БД безотносительно к связи между записями;

• навигацию по связям, соединяющим записи.

ЯМД сетевых СУБД позволяют достаточно гибко управ­лять выполнением этих операций.

Спецификационные операции в сетевой МД схожи с соот­ветствующими операциями в реляционной модели. Однако в се­тевой МД эти операции должны следовать структуре связей меж­ду типами записей.

К числу главных достоинств сетевой МД относят простоту реализации часто встречающейся в реальном мире взаимосвязи типа М : N, а основной недостаток состоит в ее сложности. Не­достатком является также возможность потери независимости данных при реорганизации БД. Кроме того, в сетевых МД пред­ставление, используемое прикладной программой, сложнее, чем в иерархической модели. Поэтому и составление прикладных про­грамм может оказаться сложнее.