Переваги та недоліки ієрархічної моделі

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 15Следующая ⇒

До переваг ієрархічної моделі належать:

♦ розвинені низькорівневі засоби керування даними в зовнішній пам'яті;

♦ можливість побудови ефективних прикладних систем;

♦ економне використання пам'яті.

Зазначимо, що ієрархічна модель має також певні недоліки, які описані нижче.

♦ Асиметрія пошуку за симетричними запитами. Програми пошуку викладачів за кафедрами та кафедр за викладачами принципово відрізняються: в першому випадку структура ієрархії збігається зі структурою пошуку, а в другому — ні.

♦ Залежність між пошуком та відповідністю ієрархічної структури наявним зв'язкам у предметній області. Якщо ієрархічна структура відповідає струк­турі зв'язків ПО, то записувати пошукові вирази набагато легше.

♦ Низький рівень мови запитів і маніпулювання даними. Оскільки маємо спра­ву з мовою програмування процедурного типу, результатом однієї пошукової операції є один екземпляр сегмента даних, або ж один екземпляр ієрархічного шляху до заданого екземпляра сегмента. Це вказує на низьку селективну по­тужність мови.

♦ Аномалії додавання, видалення та оновлення даних. Не можна здійснити операцію додавання сегмента ВИКЛАДАЧ без зазначення сегмента КАФЕДРА; не мож­на видалити сегмент КАФЕДРА, на видаляючи сегментів ВИКЛАДАЧ; після оновлен­ня даних один і той самий екземпляр сутності зображується у вигляді багатьох екземплярів об'єктів бази даних.

♦ Дублювання даних. Якщо об'єкти предметної області мають зв'язки типу «один-до-одного» або «один-до-багатьох», то ієрархічна структура дає змогу зобра­жувати дані без дублювання; проте, якщо є зв'язки типу «багато-до-багатьох», то дублювання даних під час відображення в ієрархічній моделі неминуче. Крім згаданих основних недоліків ієрархічної моделі слід зазначити також складність реалізації гнучких механізмів захисту даних, цілісності та несуперечності й «дружніх» інтерфейсів користувача.

Основні недоліки ієрархічної моделі пов'язані з тим, що не всі предметні об­ласті мають чітко виражену ієрархічну структуру. Наведений на рис. 2.2 приклад добре узгоджується з ієрархічною структурою. Проте, якщо ми розглянемо пред­метну область із сутностями «викладач», «дисципліна», «лекція» в ситуації, коли один викладач читає лекції з багатьох дисциплін і одна й та сама дисципліна чи­тається багатьма викладачами, то вона «погано» піддається ієрархічній структуризації. Справа в тому, що між викладачами і дисциплінами існує зв'язок типу «багато-до-багатьох», який не є адекватним ієрархічній структурі даних (доклад­ніше про це мова йтиме в розділах, присвячених логічному проектуванню).

Для відображення зв'язків цього типу була запропонована мережна модель даних.

Тема 2.3. Мережна модель даних

Мережна модель даних є розширенням ієрархічної моделі й призначена для адек­ватного моделювання зв'язків між сутностями типу «багато-до-багатьох».

Окрім формальної нотації для мережної моделі (мова опису даних — МОД) та пов'язаних з нею певних ключових концепцій, запропонувала МОД підсхеми для означення зовнішнього відображення концептуальної схеми бази даних та мову опису збережених даних (МОЗД) для означення способів зберігання да­них на носіях. Сама концептуальна схема описується за допомогою МОД. Запро­понована була й мова маніпулювання даними (ММД) для написання прикладних програм, що взаємодіють з базою даних у термінах зовнішньої схеми (підсхеми).

Мережна структура даних

Мережна структура даних є сукупністю схеми та екземпляра схеми. У свою чергу мережна схема формується з полів даних, типів записів і наборів, які також мають свої екземпляри. Власне з екземплярів полів, записів та наборів складається ек­земпляр схеми.

Елементарною одиницею даних мережної (так само, як ієрархічної) структури є пойменоване поле даних.

Тип запису — це пойменована впорядкована сукупність імен полів. Екземпляр запису (аналог сегмента в ієрархічній структурі даних) — це впорядкована сукуп­ність значень полів запису. Екземпляр запису є одиницею доступу до даних ме­режної структури.

Набір — пойменований дворівневий ієрархічний зв'язок типів записів. Із дворівне­вих наборів можуть будуватися багаторівневі ієрархії та мережні структури. Кож­ний тип набору — це сукупність зв'язків між двома або кількома типами записів, де один тип запису оголошується власником, а інший (або кілька інших) — чле­нами типу набору. Екземпляр набору містить один екземпляр запису-власника і довільну кількість екземплярів кожного типу запису-члена набору. Отже, набір описує дворівневий ієрархічний зв'язок типу «один-до-багатьох».

Тип запису КАФЕДРА (рис. 2.4, а) є власником типу набору, а типи ДИСЦИПЛІНА і ВИКЛАДАЧ - члени типу набору.

На рис. 2.4, б зображений екземпляр цього типу набору. Він містить один ек­земпляр типу запису КАФЕДРА і декілька типів записів ДИСЦИПЛІНА та ВИКЛАДАЧ.

Типи наборів можуть використовуватися для створення багаторівневих ієрар­хічних або мережних структур.

Для отримання багаторівневої ієрархії потрібно більше одного набору. Тип за­пису, що є власником на нижньому рівні ієрархії, має бути також оголошений членом типу набору вищого рівня.

Трирівнева ієрархія у вигляді двох типів наборів: Кафедра і Наукові праці пока­зана на рис. 2.5. Тип запису ВИКЛАДАЧ є власником у типі набору Наукові праці та членом у типі набору Кафедра.

Для опису будь-якої n -рівневої ієрархії потрібно принаймні п- 1 наборів.

Один тип запису може мати кілька батьківських записів, якщо вони є власни­ками різних типів наборів, тобто запис може бути членом багатьох наборів і мати декілька записів-власників. Так формуються мережні структури.

Приклад схеми мережної структури даних, що складається з п'яти типів набо­рів даних, наведений на рис. 2.6. Мережну структуру формують набори Прослуховує, Читається і Читає, а тип запису ЛЕКЦІЯ є їхнім членом.

Отже, одні й ті самі типи записів можуть бути зв'язані в різні набори.

Мережна структура дає змогу моделювати зв'язки типу «багато-до-багатьох». Такий зв'язок, наприклад, існує між викладачами та дисциплінами: викладач чи­тає багато дисциплін, і дисципліна може викладатися багатьма викладачами.

Зв'язок згаданого типу моделюється введенням нового типу запису ЛЕКЦІЯ і вста­новленням двох зв'язків (наборів) типу «один-до-багатьох» (рис. 2.7).

Мережна структура може відображувати цикли та петлі. Циклом називається конфігурація, в якій предок типу запису є водночас його нащадком. Приклад цик­лічної мережної структури наведений на рис. 2.8, а. Тут вироби певного заводу є си­ровиною для виробів іншого заводу.

Петля — це структура, де один тип запису є одночасно власником і членом в одному типі набору. Структура виробів описана на рис. 2.8, б. Виріб складається з вузлів і деталей; у свою чергу вузли можуть складатися з інших вузлів і деталей. Тоді навколо типу запису ВУЗОЛ утворюється петля.

Категорії схем, які зустрічаються в мережних структурах даних, зображені на рис. 2.9. Як бачимо, мережна структура даних здатна моделювати в повному обсязі ієрархічну структуру та власне мережні схеми. Окрім того, у загальному випадку вона дає можливість описувати петлі та цикли.

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов