Иерархическая и сетевая модели данных

2.1. Иерархическая и сетевая модели данных

Типичным представителем (наиболее известным и распространенным) является СУБД Information Management System (IMS) фирмы IBM. Первая версия появилась в 1968 г. До сих пор поддерживает много баз данных, что создает существенные проблемы с переходом как на новые технологии БД, так и на новую технику.

Организация данных в СУБД иерархического типа определяется в терминах: элемент, агрегат, запись (группа), групповое отношение, база данных.

Иногда используется также понятие сегмент (узел) — совокупность полей, являющаяся единицей обмена между БД и прикладной программой. Сегмент (узел иерархического графа) более высокого уровня называется исходным (родительским) по отношению к ниже расположенному порожденному (отпрыску). Может использоваться также терминология «узел, принадлежащий вышестоящему узлу». Конкретные данные, входящие в сегмент, называются экземпляром сегмента.

Корневая запись каждого дерева обязательно должна содержать ключ с уникальным значением. Ключи некорневых записей должны иметь уникальное значение только в рамках группового отношения. Каждая запись идентифицируется полным сцепленным ключом, под которым понимается совокупность ключей всех записей от корневой по иерархическому пути.

При графическом изображении групповые отношения изображают дугами ориентированного графа, а типы записей — вершинами (диаграмма Бахмана).

Для групповых отношений в иерархической модели обеспечиваются автоматический режим включения и фиксированное членство. Это означает, что для запоминания любой некорневой записи в БД должна существовать ее родительская запись. При удалении родительской записи автоматически удаляются все подчиненные.

В ИМД существуют также следующие понятия:

• 
  брат — узел, имеющий того же родителя, что и другой узел;
  
• 
  ветвь — узел дерева вместе со всеми его отпрысками, отдаленными потомками и родительскими источниками;
  
• 
  лист — узел, у которого нет отпрысков;
  
• 
  обход дерева — процесс обследования по очереди каждого узла дерева в иерархической модели данных и пр.
  

• 
  добавить в базу данных новую запись. Для корневой записи обязательно формирование значения ключа.
  
• 
  изменить значение данных предварительно извлеченной записи. Ключевые данные не должны подвергаться изменениям.
  
• 
  удалить некоторую запись и все подчиненные ей записи.
  

• 
  выбрать  корневую  запись  по  ключевому значению,  допускается   также   последовательный   просмотр   корневых
  записей;
  
• 
  выбрать следующую запись (следующая запись извлекается в порядке левостороннего обхода дерева).
  

Как видим, все операции изменения применяются только к одной «текущей» записи (которая предварительно выбрана из базы данных). Такой подход к манипулированию данных получил название навигационного.

Ограничения целостности:

Поддерживается целостность связей между владельцами и членами группового отношения (никакой потомок не может существовать без предка). Как уже отмечалось, не обеспечивается автоматическое поддержание соответствия парных записей, входящих в разные иерархии.