8.4.1 Сетевая модель данных
Сетевая модель данных (СМД) использует графовые формы представления данных, в которой потомок может иметь любое число предков. Сетевая БД состоит из набора записей (массивов, таблиц), образующих узлы, и набора связей между этими записями типа 1:1 или 1:N.
В терминах БД набор – это связь между объектами ПрО, "ниточка", на концах которой "висят" объекты – таблицы БД.
Граф строится по следующим правилам:
БД может содержать любое количество типов наборов и записей;
между двумя типами записей может быть любое количество типов наборов;
Один преподаватель ведёт занятия в нескольких группах (один набор), и являться куратором одной группы (второй набор) - рис. 8.5.
запись может быть владельцем нескольких типов наборов и одновременно может быть членом нескольких типов наборов.
Внутренние ограничения сетевой модели
в конкретном экземпляре набора запись-члена может иметь только один экземпляр владельца набора;
запись-член одновременно может входить в разные типы наборов.
Пример . Набор ПРЕПОДАВАТЕЛЬ-ГРУППА
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
преподаёт ГРУППА
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
преподаёт ГРУППА
Куратор
Тип записи-владельца
Тип записей-членов
Рисунок
8.5 Два типа набора между записями
Пример. Тип записи Кафедра является владельцем записей Преподаватели и Группа и членом записи Факультет (рис. 8.6):
Пример
На рис. 8.7 Дисциплина (запись-член) в наборе включает (имеет) только одну запись-владельца Учебный план. Но запись-член Дисциплина может входить также в набор читает.
Пример
.
Эти ограничения приводят к невозможности реализации напрямую
связи «многие-ко-многим» M:N. Такая связь должна быть представлена самостоятельным объектом Читает, т.е. промежуточной таблицей, которая состоит как минимум из двух столбцов – ключевых атрибутов связываемых таблиц (рис. 8.8). Замена связи объектом позволяет заменить связь типа M:N двумя связями типа 1: N.
Рисунок 8.9
Варианты сетевой модели
Вывод: Главное свойство сетевой модели – у одного потомка может быть несколько родителей. Поэтому чаще всего объекты сетевой модели на концептуальной схеме представлены в виде кольцевой структуры, т.е связи между объектами замыкают их хотя бы в одно кольцо в любом месте сети (рис. 8.9).
8.4.2 Иерархическая модель данных
Иерархическая модель данных (ИМД) исторически появилась раньше сетевой, на концептуальном уровне она является частным случаем СМД. Вершины графов также отображают типы записей, дуги – связи, причём дуги не направлены, т.к. в иерархических структурах запись-потомок должна иметь только одного предка (рис. 8.10).
Граф ИМД называется деревом определений. Вершины графа - типы записей не должны быть простыми. Исключение какого-либо узла исключает все порожденные им объекты (экземпляры записей).
Свойства графа ИМД:
вершина графа - корень, в которую не заходит ни одно ребро;
остальные вершины графа называются исходными, в них заходит одна дуга (ребро) вышележащего уровня, исходит из этого узла один или несколько порожденных узлов;
граф ИМД не имеет замкнутых петель или циклов.
доступ к любому узлу начинается с корня
Рисунок 8.10 Структура ИМД
Целостности по ссылкам между записями-предками и записями-потомками поддерживается автоматически только в одном дереве иерархии, целостность по ссылкам между записями, не входящими в одну иерархию, не поддерживается.
ИМД строится с помощью связей типа 1:1 или 1:N, связь типа М:N , как и в СМД, реализуется с избыточностью (заменой связи типа М:N на объект с двумя связями типа 1:N).
Самой известной ИМД является Information Management System (IMS) фирмы IBM, которая появилась в 1968 г.
Проектирование обеих моделей, СМД и ИМД, требует использования специалистов-программистов высокой квалификации, и, тем не менее, составление прикладных программ может занять недели и месяцы интенсивного труда.