Hierarchikus adatmodell
A hierarchikus adatmodell a legegyszerűbb az összes nullaponttípus. Történelmileg ez volt az első az összes datalogikai modellen: ezt a modellt támogatja az első IBM IMS IBM. A leghíresebb volt az IBM hierarchikus IMS rendszere. Más rendszerek is ismertek: PC / Focus, Team-Up, Data Edge és miénk: Oka, INES, MIRIS.
A hierarchikus modell először jelent meg a Cobol nyelv adatstruktúrájának generalizálásával.
A hierarchikus modellekben az adat ábrázolás alapszerkezete egy fa formája. A hierarchia legmagasabb (első) szintjén csak egy csúcs van, amelyet a fa gyökereinek neveznek. Ez a csúcs kapcsolódik a második szint csúcsához, a második szint csúcsai kapcsolódnak a harmadik szint csúcsához stb. Az egyik szint csúcsai között nincs kapcsolat. Ezért a hierarchikus struktúrában lévő adatok nem azonosak - néhányan mereven alárendelik a másiknak. Az információhoz való hozzáférés csak függőleges sémában lehetséges, kezdve a gyökérrel, mivel minden egyes elem csak egy elemet tartalmaz a felső szinten és egy vagy több alacsony szinten.
A hierarchikus struktúra egyik példája a könyv, olyan betűk hierarchikus sorrendjében, amelyek szavakat, szavakat mondatokká, mondatokká válnak, majd fejezetekké stb.
A gráfelméleti szempontból a hierarchikus modell egy fa-szerű gráf (inverz fa), amelynek egyszerűsített nézete a 3. ábrán látható. 10.
Ábra. 10. A fa grafikon
A 7. ábrán egy hierarchikus adatmodell valós példája látható. 11. és 12. sz.
Ábra. 11. Példa egy hierarchikus adatmodellre
Ábra. 12. Példa egy hierarchikus adatmodellre
A hierarchikusan szervezett adatok fölött a következő műveletek kerülnek meghatározásra:
· Adjon hozzá egy új bejegyzést az adatbázisba.
· Módosítsa az előzőleg kibontott rekord adatértékét.
· Töröljön néhány rekordot és minden alárendelt rekordot.
· Kivonatolja a rekordot; Ebben a műveletben megengedett a minta feltételeinek meghatározása, például a több mint 200 ezer rubel fizetéssel rendelkező munkavállalók kivonása.
A hierarchikus adatmodell érdemei a következők:
· Hatékony memóriahasználat és
· Az adatműveletek jó időzítése.
Ez a modell azonban elsősorban a hierarchikusan szervezett információk feldolgozására alkalmas. A hierarchikus modell hátrányai meglehetősen bonyolult logikai kapcsolatok és az adatfeldolgozás megfelelő fáradságossága.
A hierarchikus modell legfontosabb információs egységei a következők:
A DBTG (Data Base Task Group) terminológiájában a szegmens rekord. míg a hierarchikus modellben két fogalom definiálódik:
· A szegmens típusa vagy a rekord típusa,
· Egy rekord szegmensének vagy példányának példánya.
A szegmens típusa az adatelemek típusainak nevezett gyűjteménye, amely benne van. (relációs adatbázisokban, amelyeket tuple (rekord) neveznek). Egy szegmens egy példánya a mezőket vagy a benne lévő adatelemek (pl.
Nagyon fontos megérteni a szegmens és a szegmens típus közötti különbséget - ugyanaz, mint a változó típusa és maga a változó között: a szegmens a szegmens típusának egy példánya. Például lehet a csoport (szám, idő) szegmens és az ilyen típusú szegmensek típusa, például (4305, Petrov FI) vagy (383, T.S. Kustova).
A hierarchikus modellen belül minden egyes szegmens homogén rekordokat alkot. Annak érdekében, hogy megkülönböztesse az egyes rekordokat egy adott készletben, minden egyes szegmensnek tartalmaznia kell egy kulcsot vagy kulcsfontosságú attribútumkészletet (mezők, adatelemek).
A kulcs olyan adatelemek halmaza, amelyek egyedileg azonosítják a szegmens (rekord) példányát. Például, figyelembe véve a szervezet alkalmazottjait leíró szegmens típusát, ki kell emelnünk a munkavállaló azon jellemzőit, amelyek egyedileg azonosítják a vállalati adatbázisban. Feltételezve, hogy a névkötések a vállalkozásnál dolgozhatnak, valószínűleg a legmegbízhatóbb az azonosító azonosítása a számával. Ha azonban olyan állománnyal dolgozunk, amely tartalmazza az állampolgárok sokaságát, például országunkat, akkor valószínűleg olyan kulcsot kell választanunk, amely az útlevéladatokat tükrözi.
Egy hierarchikus modellben a szegmensek egy orientált fa-szerű grafikonhoz kapcsolódnak. Úgy tartják, hogy ez az irányított gráf élei képviseli hierarchikus kapcsolatokat a szegmensek között: szegmens minden egyes esetben, állva a hierarchia, és kapcsolódik az ilyen típusú szegmens felel meg, több (többszörös) példányban a (slave) típusa szegmenst.
szegmens típusú, található egy magasabb szinten a hierarchia nevezzük logikai forrásból származik, a típusú szegmensek csatlakoztatva alábbi úti cél hierarchikus élek, ami viszont az úgynevezett logikailag alárendelve a szegmens típusát. Néha a kezdeti szegmenseket ősszegmenseknek nevezik, az alárendelt szegmenseket leszármazott szegmensnek nevezik.
Ábra. 13. Példa a szegmensek közötti hierarchikus kapcsolatokra
A hierarchikus adatbázis séma az egyes fák gyűjteménye, a modellben található minden egyes fát fizikai adatbázisnak nevezik, minden fizikai adatbázis kielégíti a következő hierarchikus korlátokat:
· Minden fizikai adatbázisban van egy gyökér szegmens, vagyis olyan szegmens, amely nem rendelkezik logikai (szülő) szegmenstípussal;
· Minden logikai kezdeti szegmenst tetszőleges számú logikailag alárendelt szegmenshez lehet hozzárendelni;
· Minden logikailag alárendelt szegmens csak egy logikusan induló (szülő) szegmenshez társítható.
A szegmensek példányai között hierarchikus kapcsolatok is léteznek. Vegyük például a 3. ábrán bemutatott hierarchikus gráfot.
Ábra. 14. Példa egy hierarchikus fa szerkezetre
Minden szegmens típushoz számos megfelelő példány is lehet. A szegmensek példányai között hierarchikus kapcsolatok is léteznek.
Az 1. ábrán. A 9. ábra a megfelelő struktúra hierarchikus fa két másolatát mutatja.
Ábra. 15. Példa erre a fa két példájára
Az azonos típusú példányokat, amelyek az ősszegmens egy példányához kapcsolódnak, "ikreknek" nevezik.
Így például a példányok a b1, b2 és b3 „ikrek”, de b4 például alárendelt másik példánya a szülő szegmensben, és ez nem egy „iker”, hogy a példányok a b1, b2 és b3.
A szegmens egy példányának alárendelt szegmensek összes példányát fizikai rekordnak nevezik. A gyermek példányok száma eltérhet az alapszegmensek különböző példáitól, ezért általában a fizikai rekordok különböző hosszúságúak.
Így a hierarchikus grafikonok lineáris rögzítésének elve alapján, a 3. ábrán látható példa. A 9. ábrát két rekord formájában lehet ábrázolni: