Организация веерного отношения в памяти ЭВМ

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 S с единственным значением основного отношения R (рис.3.14).

Рис. 3.14

Адрес связи некоторой записи основного отношения указывает на одну из записей зави­симого отношения (значением адреса связи основного отно­шения является начальный адрес этой записи зависимого от­ношения), адрес связи указанной записи зависимого отношения - на следующую запись зависимого отношения, свя­занную с той же записью основного отношения и т.д. После­дняя запись зависимого отношения в этой цепочке адресует названную выше запись основного отношения.

Получается кольцевая структура адресов связи, называемая веером, где роль "ручки" веера играет запись основного отно­шения.

Если существует веерное отношение, то ключ зависимого отношения функцио­нально определяет ключ основного отношения, и наоборот.

Рассмотрим операции выборки для двухуровневой сетевой базы данных (рис.3.15). По условиям выборки находим запись в основном отношении. С помощью специальной команды получаем запись в зависимом отношении. При выборке в зависимом отношении текущей записью становится следующая запись зависимого отношения относи­тельно той, которая раньше была текущей в зависимом отно­шении.

Пример сетевой базы данных для операций выборки

Рис. 3.15

Аналог операции проекции для сете­вой СУБД не нужен, так как соответствующие функции вы­полняет описание подсхемы сетевой базы данных. Схемой се­тевой БД называется описание всех отношений с указанием атрибутного состава и ключей каждого отношения, а также веерных отношений. В прикладной программе имеется воз­можность объявить часть отношений сетевой базы данных, в каждом отношении - некоторое подмножество атрибутов (с обязательным оставлением атрибутов-ключей) и лишь неко­торые веерные отношения. Соответствующее описание дан­ных называется подсхемой. Отношения, веерные отношения и атрибуты, не указанные в подсхеме, становятся недоступны­ми прикладной программе. В отличие от операции проекции база данных, соответствующая подсхеме, не создается физи­чески, а происходит ограничение доступа к исходной БД, ко­торая определена в схеме.

Аналог операции соединения в сетевой СУБД также не нужен, но по другой причине. Дело в том, что результаты до­пустимых соединений фактически зафиксированы в сетевой СУБД с помощью цепочек адресов связи. Доступ к результа­там возможного соединения начинается от некоторого основ­ного отношения к вееру значений в соответствующем зависи­мом отношении, достигаемые при этом значения ключей в зависимом отношении запоминаются и используются для по­иска в каком-то другом основном отношении, от этого основ­ного отношения возможен переход к новому зависимому и т.д.

3.8 Иерархическая модель данных

Иерархическая модель данных имеет много общих черт с сетевой моделью данных, хронологически она появилась даже раньше, чем сетевая.

Иерархическая база данных для вуза:

а — исходная структура; б — с добавленными сведениями о группах дипломников

Рисунок 3.16.

Допустимыми информационными конст­рукциями в иерархической модели данных являются отношение, веерное отношение и иерархическая база данных.

Иерархической базой данных называется множество отношений и веерных отношений, для которых соблюдаются два ограничения:

1) Существует единственное отношение, называемое корневым, которое не является зависимым ни в одном веерном отношении.

2) Все остальные отношения (за исключением корневого) яв­ляются зависимыми отношениями только в одном веерном отно­шении

Необходимо отметить, что существуют различные воз­можности прохождения иерархически организованных зна­чений в линейной последовательности. Принцип, применяе­мый для иерархических баз данных, называется концевым прохождением.

Правила концевого прохождения:

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.

3.9 Сравнение моделей данных

Рассматривая преимущества и недостатки известных мо­делей данных, следует отметить ряд несомненных достоинств реляционного подхода:

- Простота. В реляционной модели всего одна информа­ционная конструкция, которая формализует табличное представление данных, привычное для пользователей-экономистов.

- Теоретическое обоснование. Наличие теоретически обо­снованных методов нормализации отношений и провер­ки ацикличности структуры позволяет получать базы дан­ных с заданными характеристиками.

- Независимость данных. Когда необходимо изменить структуру реляционной БД, это, как правило, приводит к минимальным изменениям в прикладных программах.

Среди недостатков реляционной модели данных необходи­мо назвать следующее:

- Низкая скорость при выполнении операции соединения.

- Большой расход памяти для представления реляционной БД.

Достоинствами иерархической модели данных является следующее:

- Простота. Хотя модель использует три информационные конструкции, иерархический принцип соподчиненности понятий является естественным для многих экономичес­ких задач (например, организация статистической отчет­ности).

- Минимальный расход памяти. Для задач, допускающих реализацию с помощью любой из трех моделей данных, иерархическая модель позволяет получить представление с минимально требуемой памятью.

Недостатки иерархической модели:

- Неуниверсальность. Многие важные варианты взаимо­связи данных невозможно реализовать средствами иерар­хической модели, или реализация связана с повышением избыточности в базе данных.

- Допустимость только навигационного принципа досту­па к данным.

- Доступ к данным производится только через корневое отношение.

Необходимо отметить следующие преимущества сетевой модели данных:

- Универсальность. Выразительные возможности сетевой модели данных являются наиболее обширными в срав­нении с остальными моделями.

- Возможность доступа к данным через значения нескольких отношений (например, через любые основные отношения).

В качестве недостатков сетевой модели данных можно на­звать:

- Сложность, т.е. обилие понятий, вариантов их взаимо­связей и особенностей реализации.

- Допустимость только навигационного принципа досту­па к данным.

В последнее время реляционные СУБД заняли преимуще­ственное положение как средство разработки ЭИС. Недостат­ки реляционной модели компенсируются ростом быстродей­ствия и ресурсов памяти современных ЭВМ. Вследствие процессов децентрализации управления в экономике многие базы данных ЭИС имеют простую структуру, которая легко трансформируется в понятные системы таблиц (отношений).