5.5. Организация связей между хранимыми записями

Для сетевой и иерархической моделей данных эти связи поддерживаются на физическом уровне. Способы представления связей определяются схемой хранения и чаще всего основаны на использовании указателей или на размещении данных в смежных областях памяти.

В сетевых и иерархических БД ассоциации между данными поддерживаются групповыми отношениями. Наиболее распространённый способ поддержания групповых отношений – создание цепного списка. Для этого запись-владелец в служебной части содержит адресную ссылку (ключ базы данных) на первую подчиненную запись, а каждая подчиненная запись содержит ссылку на следующую (рис. 5.3,б). Последняя подчиненная запись содержит либо признак конца списка (разомкнутый список), либо ссылку на владельца (замкнутый список).

Ссылки могут быть однонаправленными (только на следующую запись) или двунаправленными (на следующую и на предыдущую записи). В последнем случае запись владелец кроме ссылки на начало списка подчинённых записей также содержит ссылку на последнюю подчиненную запись (рис. 5.3,в).

Двунаправленный список удобен при удалении записи. Для корректности удаления подчиненной записи нужно, чтобы предыдущая запись содержала ссылку на последующую запись (по отношению к удаленной). Например, при удалении записи В2 (рис. 5.3,в) запись В1 должна ссылаться на запись В3. Имея ссылку на предыдущую запись, можно сразу выполнить шаг назад и изменить значение ссылки у записи В1, не проходя заново по всему списку.

Рис. 5.3. Реализация групповых отношений (а):

б) замкнутый цепной список; в) двунаправленный цепной список

Кроме ссылок внутри списка подчинённые записи могут содержать ссылку на запись-владельца. В сетевой модели данных обработку можно начать с любой записи, и наличие ссылки на владельца обеспечивает быстрое передвижение вверх по групповым отношениям.

Дополнительные ссылки увеличивают эффективность выполнения отдельных операций, но требуют соответствующих затрат внешней памяти и время на установление и разрыв связей.

6. Механизмы размещения данных и доступа к данным

При создании новой записи во многих случаях существенным представляется размещение этой записи в памяти, что оказывает огромное влияние на время выборки. Простейшая стратегия размещения данных заключается в том, что новая запись размещается на первом свободном участке (если ведется учёт свободного пространства) или вслед за последней из ранее размещённых записей. Среди более сложных методов можно отметить хеширование и кластеризацию данных.

6.1. Способы доступа к записям

Рассмотрим основные способы доступа к данным.

• Последовательная обработка области БД. Областью БД может быть файл или другое множество страниц. Последовательная обработка предполагает, что система последовательно просматривает страницы, пропускает пустые участки и выдаёт записи в физической последовательности их хранения.

• Доступ по ключу базы данных (КБД). КБД определяет местоположение записи в памяти ЭВМ. Зная его, система может извлечь нужную запись за одно обращение к памяти.

• Доступ по структуре. Эта разновидность доступа применяется для групповых отношений и позволяет перейти к предыдущему или следующему экземпляру группового отношения, к экземпляру-владельцу группового отношения или к списку подчинённых экземпляров.

• Доступ по первичному ключу. Первичный ключ идентифицирует записи внутри типа. Если система обеспечивает доступ по первичному ключу, то он (ключ) используется также при запоминании записи и, более того, его значение в этом случае обычно используется при размещении записи в памяти. Наиболее распространённые механизмы доступа по первичному ключу – индексирование и хеширование.