4.1.1Иерархические базы данных

В иерархической базе данных записи упорядочиваются в определенную последовательность, как ступеньки лестницы, и поиск данных может осуществляться последовательным «спуском» со ступени на ступень. Иерархическая база данных по своей структуре соответствует структуре иерархической файловой системы.

Легче всего иерархическую модель представить в виде древовидного графа, в котором объекты имеют определенный иерархический статус (рис.4). В иерархической модели отношения между данными бывают типа "родитель – потомки", то есть у каждого объекта только один родитель (у корневого объекта нет родителя), но в принципе может быть несколько потомков. Такие отношения принято изображать в виде дерева, где ребро между объектами отображает наличие некоторого отношения, причем название отношения пишется на ребре. Например, между объектами "клиент" и "заказ" может быть отношение, которое называется "делает", а между "заказ" и "товары" – отношение "состоит из".

На рисунке изображена логическая структура БД для хранения данных о поставках отливок на различные фирмы-потребители.

На верхнем уровне в такого рода структуре находится единственный элемент, в данном случае «поставщик». Этот элемент называется корневым или корнем (root). На втором уровне иерархии находятся сведения о потребителях и на третьем, нижнем уровне данные о поставках. В иерархической модели соблюдается правило: каждый порожденный узел не может иметь более одного порождающего узла. В структуре может быть только один непорожденный узел – корень. Узлы, порожденные узлами более высокого порядка, и в то же время, являющиеся родительскими относительно других узлов носят название ветвей. Узлы, не имеющие порожденных ими узлов, называются листьями. Узел в иерархических БД аналогичен понятию запись в других БД. Для поиска необходимой записи нужно двигаться сверху, от корня, вниз – к листьям. Такая структура не только упрощает доступ, но и позволяет описать структуру данных, как на логическом, так и на физическом уровне. Она идеально подходит для организации файловых систем и чаще всего там и используется.

Основным недостатком данной модели является жесткая фиксация физической и логической структуры данных, поэтому, любое изменение связей требует изменения структуры. Быстрота доступа к данным достигается за счет потери информационной мобильности (Например, за один проход невозможно определить, сколько потребителей получает отливку «корпус»). Поэтому использование данной модели далеко не всегда оправдано.

Рисунок 4 Иерархическая модель БД

4.1.2Сетевые базы данных

Дальнейшим развитием иерархической модели стала так называемая сетевая модель баз данных. В случае, когда граф отношений между объектами может представляться не только древовидными структурами, мы имеем дело с сетевой моделью данных. Понятно, что сетевая модель, как более общая, предоставляет большие возможности по сравнению с иерархической, но, с другой стороны, она сложнее в реализации и использовании.

Легче всего сетевая модель может быть представлена в виде диаграмм связей (рис.5). На диаграмме присутствуют независимые (основные) типы данных информация потребителях, и зависимые – информация о товарах. В сетевой модели допускаются любые виды связей и отсутствует ограничение на их число. В то же время, связь обязательно должна включать основную и зависимую записи.

Сетевая модель БД сохранила общий недостаток с иерархическими БД – достаточно жесткую структуру, препятствующую развитию информационной базы.

Рисунок 5 Сетевая модель БД