5. Сетевая и иерархическая модели данных
Информационным конструкциями в сетевой модели данных являются отношения и веерные отношения. Среди отношений выделяются на основные и зависимые. Исходя из этого, дадим определение веерным отношениям.
Веерным отношением W(R, S) называется пара отношений, состоящая из одного основного R и одного зависимого отношения, между которыми имеется связь такая, что каждое значение зависимого отношения связано с единственным значением основного отношения.
Сетевые базы данных в зависимости от ограничений на вхождения отношений в веерные отношения разделяются на многоуровневые сети и двухуровневые сети.
Для двухуровневых сетей характерно то, что каждое отношение может существовать только в одном из следующих видов:
вне веерных отношений;
в качестве основного отношения в любом количестве веерных отношений;
в качестве зависимого отношения в любом количестве веерных отношений.
Т
.е.
любое отношение не может выступать
одновременно и в роли основного отношения
в одном «веере» и в роли зависимого
отношения в другом «веере». Пример
двухуровневой сетевой БД приведен
ниже.
Основное отношение
Зависимые отношения
Многоуровневые сети не предусматривают каких-либо ограничений на веерные отношения.
На практике для организации веерного отношения в базе данных в структуру основного и зависимого отношений вводится дополнительный атрибут, называемый адресом связи. Значения адресов связи совместно обеспечивают в веерном отношении соответствие каждого значения зависимого отношения с единственным значением основного отношения. Каждое значение адреса связи содержит начальный адрес или номер следующей обрабатываемой записи.
Таким образом, связь значений зависимого отношения с единственным значением основного отношения обеспечивается следующим образом. Адрес связи некоторой записи основного отношения указывает на одну из записей зависимого отношения. Далее адрес связи этой записи зависимого отношения указывает на следующую запись зависимого отношения и т.д. Адрес связи последней записи зависимого отношения указывает на запись основного отношения. Получается кольцевая структура адресов связи, называемая веером.
Информационным конструкциями в иерархической модели данных являются отношения, веерные отношения и иерархическая база данных. Главным особенностью иерархической модели данных является наличие одновременно нескольких баз данных.
Дадим определение иерархической базе данных.
Иерархической базой данных называется множество отношений и веерных отношений, для которых соблюдаются следующие условия:
1. Существует единственное отношение, называемое главным или корневым.
2. Все остальные отношения являются зависимыми, но каждое из них присутствует только в одном веерном отношении.
Исходя из определения, можно сказать, что сетевая база данных представляет собой частный случай иерархической базой данных (ИБД).
В вычислительных машинах иерархические базы данных организуются в виде специальной укладки. Например, может использоваться линейная последовательность значений отношений. Линейная последовательность создается по следующим шагам:
1. Начиная с первого значения корневого отношения, перечисляются первые значения соответствующих отношений на каждом уровне вплоть до последнего.
2. Перечисляются все значения в том веерном отношении, на котором остановился шаг 1.
3. Перечисляются значения всех вееров этого веерного отношения.
4. От достигнутого уровня происходит подъем на предыдущий уровень, и если возможно применить шаг 1, то процесс повторяется.
Пример. Дана исходная структура ИБД:
Для данной ИБД указаны следующие значения:
факультет - юридический;
группа - 1ЮР11д, 1ЮРЗЗд;
студент - список студентов для каждой группы;
кафедра - кафедры истории и права;
преподаватель - список преподавателей для каждой кафедры.
Тогда линейное представление данных будет выглядеть следующим образом:
Юр.факультет |
1ЮР11д |
Петров |
Громов |
… |
Конев |
1ЮР33д |
Бардин |
Грин |
… |
Журков |
Каф.истории |
Серов |
Мусин |
… |
Жоркин |
Каф.права |
Зинин |
Дубов |
… |
Горин |
Полученный элемент БД называется записью иерархической базы данных.
Задание №1.
Дана исходная структура ИБД:
Для данной ИБД известны следующие значения:
всего 2 завода;
на первом заводе 1 склад, 2 цеха, 2 мастерских;
на втором заводе 2 склада, 2 цеха, 1 мастерская;
на каждом складе хранится по 4 детали, каждый цех выпускает 2 изделия, каждая мастерская изготавливает 3 комплекта.
Выпишите все записи для линейного представления данных этой ИБД.
Задание №2.
Самостоятельно придумайте структуру ИБД, состоящую из четырех уровней. Выпишите произвольные две записи для линейного представления данных.