Рамиля Латыпова: Базы данных. Курс лекций. Учебное пособие

3. Перейти «в сторону» к следующему потомку;

4. Перейти «вверх» к предку;

5. Вставлять и удалять записи.

Таким образом, по записям можно перемещаться, переходя вниз, вверх или в сторону.

Иерархические БД имеют следующие достоинства:

1. Структура БД проста для понимания;

2. Отношения «предок – потомок» позволяют моделировать высказывания типа « А – часть В » или « А владеет В »;

3. Записи можно оптимально размещать на носителе информации, т. е. предки возле потомков, тем самым сокращается время доступа.

Самая известная из таких БД – это IMS (англ.: Information management system – система управления информацией) фирмы IBM (1968 г.). Эта система управления базами данных (СУБД) все еще активно эксплуатируется на больших ЭВМ.

Сетевые БД (здесь не имеются в виду сети ЭВМ) позволяют описать те случаи, когда одна запись может участвовать в нескольких отношениях «предок – потомок», т. е. иметь несколько предков (рис. 4). Такие отношения в сетевой модели называют множествами.

Рис. 4.Пример сетевой организации данных

Официальный стандарт сетевых БД был предложен в 1971 г., он получил название CODASYL (англ. COnference on DAta SYstems Language – Конференция по языкам систем обработки данных).

Доступ к данным в сетевой модели напоминает доступ к данным в иерархической модели. Программа может выполнять следующие действия:

1. Найти запись по ее номеру (признаку);

2. Перейти к первому потомку в конкретном множестве;

3. Перейти «в сторону» от потомка к потомку в конкретном множестве;

4. Перейти «вверх» от потомка к предку в другом множестве;

5. Вставлять и удалять записи.

Сетевые БД отличаются большей гибкостью, так как позволяют описать более сложные структуры данных.

Но иерархические и сетевые БД имеют общий недостаток: структура данных описывается жестко на этапе проектирования. При перестройке структуры нужно перестраивать всю БД.

Кроме того, иерархические и сетевые БД требовали участия специалиста – программиста для реализации запросов. Это вызывало задержки при эксплуатации БД.

Поэтому такие БД сейчас имеют меньшее распространение, чем реляционные БД. В переводе с англ. relation означает «отношение». Математический аппарат, который используется в таких БД, позволяет описывать таблицы и операции над ними.

Теоретический фундамент реляционных БД заложил Э. Кодд, разработавший в 70-е гг. математический аппарат теории отношений. Реляционная модель является теорией, но фактически ни одна из современных БД не придерживается на все 100 % положений этой теории. То есть пользователь должен учитывать теоретические рекомендации, но имеет возможности для их нарушения.

При математическом описании понятию таблицы соответствует понятие отношение , столбцу – атрибут, и строке – кортеж .

При практической разработке строки называют записями , а столбцы – полями . То есть запись – это набор полей, содержащих связанную информацию. Поле – это элемент данных в БД. Поле должно иметь имя и тип.

База данных – набор связанных таблиц, обычно идентифицируемых с помощью каталога, содержащего эти таблицы, или с помощью псевдонима, дающего имя БД.

По отношению к пользователю реляционные БД поддерживают два основных принципа:

1. Данные для пользователя представляются в виде таблиц;

2. Пользователь имеет в своем распоряжении операторы, позволяющие получить новые таблицы из старых.

При построении реляционных БД используется несколько простых правил:

1. Все значения данных состоят из простых типов данных. Отсутствуют сложные типы, такие как массивы, указатели, векторы и т. д.;

2. Все данные отображаются в виде двумерных таблиц (отношений). Каждая таблица содержит некоторое число строк (кортежей) и один или несколько столбцов (атрибутов);

3. После ввода данных можно сравнивать значения в различных столбцах и соотносить строки (в том числе и для разных таблиц);

4. Все операции определяются только логикой, а не положением строки в таблице;

5. Поскольку определить строку по ее положению в таблице нельзя, бывает необходимо иметь специальное поле в каждой строке – первичный ключ ;

6. Каждое значение в столбце должно быть атомарной величиной, т. е. содержать только одно значение.

Таким образом, таблица – это основа реляционной БД. Это логическая структура, физическое представление может быть каким угодно.