1.2 Иерархические базы данных

Иерархическая модель данных строится по следующему принципу:

• для каждого узла древовидной структуры ставится в соответствие некий сегмент;

• под сегментом понимаются поля данных с присвоенным каждому полю именем и выстроенные в один линейный кортеж;

• еще одно соответствие: один входной и несколько выходных сегментов для каждого исходного поля;

• для каждого структурного элемента существует одно и только одно место в системе иерархии;

• древовидная структура начинается с корневого элемента;

• у каждого подчиненного узла только один предок, но у каждого исходного может быть несколько потомков.

Иерархическая база данных - это хранилище, применимое для тех систем, которым изначально свойственна древовидная структура. Для них выбирать подобное моделирование - логично.

Пример иерархической базы данных с изначально систематизированными степенями - воинское подразделение, в котором, как известно, четко определены ранги. Также это могут быть сложные механизмы, состоящие из все более упрощающихся к низу иерархии частичек. Для моделирования таких систем и приведения их к виду рассматриваемой БД нет необходимости в декомпозиции. Тем не менее такая ситуация складывается не всегда.

Кроме того, существует тенденция, при которой направленный вниз по структуре запрос проще, чем аналогичный вверх.

Структура иерархической базы данных позволяет успешно и практически беспроблемно (в зависимости от навыков и умений) совершать следующие операции (представлены самые основные, список всегда можно расширить мелкими дополнениями):

• поиск по базе данных того или иного элемента;

• переход по базе данных - от дерева к дереву;

• переход по дереву - от ветви к ветви;

• соответственно, переход по ветвям - поэлементно;

• работа с записями: вставка новой и/или удаление текущей, копирование, вырезание и т. д.

1.3 Сетевые базы данных

Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического. В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка; в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков.

В сетевой модели данных любой объект может быть одновременно и главным, и подчиненным, и может участвовать в образовании любого числа взаимосвязей с другими объектами. Сетевая БД состоит из набора записей и набора связей между этими записями, а если говорить более точно - из набора экземпляров каждого типа из заданного в схеме БД набора типов записи и набора экземпляров каждого типа из заданного набора типов связи.

Запись в сетевой модели (в отличии от иерархической) может иметь множество как подчиненных ей записей, так и записей, которым она подчинена. Сетевые модели могут содержать циклы, когда предшествующая вершина является в то же время последующей. Связь записей одного типа называют петлей.

Сетевую структуру можно преобразовать в одно или несколько деревьев, вводя дополнительные вершины (записи).

Сетевые модели обладают рядом преимуществ по сравнению с иерархическими. В частности, уменьшается дублирование информации, симметричные запросы реализуются с помощью похожих алгоритмов. Тем не менее, языки манипулирования данными для сетевых СУБД считаются весьма сложными, поскольку только для поиска данных они содержат большое число разнотипных команд.

Типичным представителем является СУБД Integrated Database Management System (IDMS) компании Cullinet Software, Inc., предназначенная для использования на машинах основного класса фирмы IBM под управлением большинства ОС. Архитектура системы основана на предложениях Data Base Task Group (DBTG) Комитета по языкам программирования Conference on Data Systems Languages (CODASYL) - организации, ответственной за определение языка программирования Кобол. Отчет DBTG был опубликован в 1971 г., а позже появилось несколько систем, среди которых IDMS.