Иерархиялық деректер моделі. Қарапайым программа құру. Желілік деректер моделі. Элемент, жазба, жиынтық. Желілік деректер моделінің артықшылықтары мен кемшіліктері. Иерархиялық деректер моделінің артықшылықтары мен кемшіліктері

Деректердің иерархиялық моделі - бұл әртүрлі деңгейдегі объектілерден (мәліметтерден) тұратын, мәліметтер базасының ағаш тәрізді (иерархиялық) көрінісін қолданатын деректер моделі.

Нысандар арасында байланыс бар, әр объект бірнеше төменгі деңгейдегі объектілерді қамтуы мүмкін. Мұндай объектілер ата-бабаға (тамырға жақын объект) ұрпағына (төменгі деңгейдегі объект) қатысты болады, бұл жағдайда ата-баба объектісінің бірнеше ұрпағы болған кезде жағдай туындауы мүмкін, ал объект-ұрпақта тек бір ата-баба қажет. Жалпы ата-бабасы бар нысандар егіздер деп аталады (бағдарламалау кезінде, деректер құрылымына қатысты, ағалар атауы ағаш ретінде құрылған).

Иерархиялық моделі бар мәліметтер базасы ең көне болып табылады және негізгі кадрлар үшін алғашқы мәліметтер базасын басқару жүйелері болды. 1950-ші және 1960-шы жылдары Information Management System (IMS) фирмалары IBM-де құрастырылды.

Иерархиялық мәліметтер базасы-бұл ішкі каталогтар мен файлдардың иерархиясы бар түбірлік каталогтан тұратын файлдық жүйе болып табылады.

Деректердің иерархиялық моделіндегі негізгі ақпараттық бірліктер сегмент пен өріс болып табылады. Деректер өрісі пайдаланушыға қол жетімді ең аз бөлінбейтін деректер бірлігі ретінде анықталады. Сегмент үшін сегмент түрі және сегмент данасы анықталады. Сегмент данасы деректер өрістерінің нақты мәндерінен жасалады. Сегмент түрі-оған кіретін деректер өрістерінің аталған жиынтығы.

Иерархиялық моделі бар мәліметтер базасының мысалдары:

• 
  Ең танымал және кең таралған - ақпаратты басқару жүйесі (IMS) IBM (1966-1968).
  
• 
  Time-Shared Data Management System (TDMS) компаниялар жүйелерді дамыту корпорациясы;
  
• 
  Control Data Corporation компаниясының Mark IV көп процессорлы іздеу жүйесі;
  
• 
  SAS Institute әзірлеу жүйесі 2000;
  
• 
  InterSystems Caché.
  

Иерархиялық модель-бұл сегменттерді біріктіретін ағаш құрылымының үйлесімді, бағдарланбаған графигі. Иерархиялық мәліметтер базасы ағаштардың реттелген жиынтығынан тұрады.

Иерархиялық модель аясында деректерді сипаттаудың тілдік құралдары және деректерді басқару құралдары ерекшеленеді. Әрбір физикалық база оның логикалық құрылымын да, мәліметтер базасын сақтау құрылымын да анықтайтын операторлар жиынтығымен сипатталады. Бұл жағдайда қол жеткізу әдісі Физикалық жазбалардың өзара байланысын ұйымдастыру әдісін белгілейді.

Қол жеткізудің келесі әдістері анықталған:

• 
  иерархиялық дәйекті(последовательный);
  
• 
  иерархиялық индекстік-дәйекті;
  
• 
  иерархиялық түзу;
  
• 
  иерархиялық индекстік-түзу;
  
• 
  индекстік.
  

• 
  көрсетілген ДБ ағашын табу;
  
• 
  бір ағаштан екіншісіне өту;
  
• 
  іздеу шартын қанағаттандыратын сегмент данасын табу;
  
• 
  ағаш ішіндегі бір сегменттен екіншісіне өту;
  
• 
  иерархияны айналып өту тәртібімен бір сегменттен екіншісіне өту.
  

Деректердің иерархиялық моделі мен деректердің желілік моделі арасындағы айырмашылық мынада: иерархиялық құрылымдарда жазба-ұрпақта дәл бір ата-баба болуы керек, ал деректердің желілік құрылымында ұрпақта ата-бабалардың кез-келген саны болуы мүмкін.

Желілік мәліметтер базасы белгілі бір жазба түрінің даналары жиынтығынан және осы жазбалар арасындағы белгілі бір байланыс түрінің даналарынан тұрады.

Манипуляция аспектісі:

Деректерді басқару операцияларының шамамен жиынтығы:

• 
  бір типті жазбалар жиынтығынан нақты жазбаны табу;
  
• 
  кейбір байланыс арқылы ата-бабадан бірінші ұрпаққа өту;
  
• 
  байланысты келесі ұрпаққа өту;
  
• 
  кейбір байланыс арқылы ұрпақтан ата-бабаға өту;
  
• 
  жаңа жазба жасау;
  
• 
  жазбаны жою;
  
• 
  жазбаны өзгерту;
  
• 
  қосу, байланыс;
  
• 
  байланыстан алып тастау;
  
• 
  басқа байланысқа ауысу және т. б.
  

Желілік модель 50-ші жылдардың аяғы мен 60 — шы жылдардың басында мәліметтер базасын құруда қолданылған алғашқы тәсілдердің бірі болды. Бұл модельдің белсенді насихаттаушысы Чарльз Бахман болды. Бахманның идеялары CODASYL ұйымының қолдауымен стандартты желілік модельді жасауға негіз болды. 1969, 1971 және 1973 жылдары осы ұйымның жұмыс тобының есептері жарияланғаннан кейін, көптеген компаниялар өздерінің желілік дерекқорларын CODASYL стандарттарына сәйкестендірді. 70-ші жылдардың ортасына дейін желілік дерекқорлардың басты бәсекелесі IBM компаниясының жетекші өнімі — IBM IMS ұсынған иерархиялық деректер моделі болды.

60-шы жылдардың соңында Эдгар Кодд реляциялық деректер моделін ұсынды және Бахманмен ұзақ және қиын пікірталастардан кейін реляциялық модель үлкен танымалдылыққа ие болды және қазір ДҚБЖ нарығында басым.

Тарихи тұрғыдан иерархиялық модель желіге дейін пайда болды. Бұл барлық деректер модельдерінің ішіндегі ең қарапайымы. Иерархиялық мәліметтер базасын құруға мүмкіндік беретін ең танымал иерархиялық жүйе-бұл бір уақытта “Аполлон” ай жобасын қолдау үшін пайдаланылатын IBM IMS (ақпаратты басқару жүйесі) жүйесі. Иерархиялық модельдің пайда болуы нақты әлемде көптеген байланыстар иерархияға сәйкес келеді.

• 
  компьютер жадын тиімді пайдалану;
  
• 
  деректер бойынша негізгі операцияларды орындаудың жоғары жылдамдығы;
  
• 
  иерархиялық реттелген ақпаратпен жұмыс істеу ыңғайлылығы;
  
• 
  деректердің аз көлемімен жұмыс істеу кезіндегі қарапайымдылық, өйткені ұғымдардың бағыныштылығының иерархиялық принципі көптеген тапсырмалар үшін табиғи болып табылады.
  

• 
  күрделі логикалық байланыстары бар ақпаратты өңдеуге арналған мұндай модельдің ауқымдылығы;
  
• 
  қарапайым пайдаланушының оның жұмысын түсінудегі қиындық.
  
• 
  күрделі ішкі байланысы бар деректерді қолданудағы қиындық
  
• 
  тек деректерге қол жеткізудің навигациялық принципі
  

• 
  стандарттау.
  
• 
  шапшаңдық
  
• 
  абстракцияның жоғары деңгейі
  
• 
  иерархия арқылы емес, байланысты жазбалардың кез-келген тізбегі арқылы деректерге қол жеткізудің икемділігі.