11

Тема 14. Основы проектирования баз данных. Даталогическое проектирование.

Даталогические модели поддерживаются конкретной СУБД и соответствуют представлению информации в виде определенных структур данных (дерево, сеть, таблица).

1. Иерархическая модель данных

Представляет сбой совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам. Иерархическая модель данных строится по принципу иерархии типов объектов, то есть один тип объекта является главным, а остальные, находящиеся на низших уровнях иерархии, – подчиненными. Между главным и подчиненными объектами устанавливается взаимосвязь «один ко многим». Иными словами, для данного главного типа объекта существует несколько подчиненных типов объектов. В то же время для каждого экземпляра главного объекта может быть несколько экземпляров подчиненных типов объектов.

Узлы и ветви образуют иерархическую древовидную структуру. Узел является совокупностью атрибутов, описывающих объект. Наивысший в иерархии узел называется корневым (это главный тип объекта). Корневой узел находится на первом уровне. Зависимые узлы (подчиненные типы объектов) находятся на втором, третьем и др. уровнях.

Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют ориентированный граф.

Основные понятия иерархической структуры:

• Узел (элемент) – совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект (на схеме это вершины графа). Каждый узел, находящийся на более низком уровне, связан только с одним узлом, находящимся на более высоком уровне. Узел может иметь только одного родителя. Иерархическое дерево имеет только оду вершину (корень), неподчиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне.

• Уровень

• Связь

Таким образом, иерархическая модель представляет собой древовидный граф с записями в виде узлов (сегменты) и множествами в виде ребер (связь).

Пример. Иерархическая модель данных предприятия.

Предприятие состоит из отделов, в которых работают сотрудники. В каждом отделе может работать несколько сотрудников, но сотрудник не может работать более чем в одном отделе.

Для информационной системы управления персоналом необходимо создать групповое отношение, состоящее из родительской записи ОТДЕЛ (НАИМЕНОВАНИЕ_ОТДЕЛА, ЧИСЛО_РАБОТНИКОВ) и дочерней записи СОТРУДНИК (ФАМИЛИЯ, ДОЛЖНОСТЬ, ОКЛАД). Это отношение показано на рис. 1.а. (Для простоты полагается, что имеются только две дочерние записи).

Для автоматизации учета контрактов с заказчиками необходимо создание еще одной иерархической структуры : заказчик - контракты с ним - сотрудники, задействованные в работе над контрактом. Это дерево будет включать записи ЗАКАЗЧИК(НАИМЕНОВАНИЕ_ЗАКАЗЧИКА, АДРЕС), КОНТРАКТ(НОМЕР, ДАТА,СУММА), ИСПОЛНИТЕЛЬ (ФАМИЛИЯ, ДОЛЖНОСТЬ, НАИМЕНОВАНИЕ_ОТДЕЛА) (рис. 1.b).

Рис. 2. Иерархическая модель предприятия.

Основные операции манипуляции с иерархической БД:

- поиск элемента в БД;

- переход от одного дерева к др.;

- перемещение от записи к записи внутри дерева; 

- вставка некоторой записи;

- удаление элемента.

Достоинства:

1. Эффективное использование памяти и неплохие показатели временных затрат на выполнение операций;

2. Пригодны для формирования БД с теми данными, которые сами по себе имеют иерархическую структуру.

Недостатки:

1. Громоздкость;

2. Сложность физической реализации для больших древовидных структур.