Введение. По дисциплине: «Управление данными»

Контрольная работа

По дисциплине: «Управление данными»

Тема: «Иерархическая модель данных»

Учебная группа____________________________ЗИБ-3-703____________

Выполнила студент ________________________Красницкий И.А._____

Проверил_________________________________ Голубенко Е. В._______

Работа защищена __________________________с оценкой____________

Ростов-на-Дону

Содержание.

1. Иерархическая модель данных.

Введение.

1.2 Структурная часть иерархической модели.

1.3 Управляющая часть иерархической модели.

1.4 Известные иерархические СУБД.

2. Достоинства и недостатки.

1. Иерархическая модель данных.

Иерархическая модель данных — это модель данных, в котрой используется представление базы данных в виде древовидной, то есть иерархической структуры, состоящей из объектов (данных) различных уровней.

Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневого каталога, в котором имеется иерархия подкаталогов и файлов.

1.1 Введение

Историю технологии БД принято отсчитывать с начала 1960-х гг., когда появились первые попытки создания специальных программных средств управления базами данных. За прошедшие десятилетия возникали и использовались различные подходы к организации баз данных. Для описания и сравнения некоторых из них мы воспользуемся понятием модели данных, предложенным в 1969 г. Эдгаром Коддом. Кодд ввел это понятие для описания конкретного реляционного подхода к организации БД. Соответственно, он говорил о реляционной модели данных, различным теоретическим и реализационным аспектам которой в основном посвящен этот курс. Однако понятие модели данных оказалось удобным не только для описания реляционного подхода и сравнения реализаций реляционных СУБД, но и для реализационно-независимого представления и сопоставления других подходов к организации баз данных.

1.2 Структурная часть иерархической модели.

Основными информационными единицами в иерархической модели данных являются сегмент и поле. Поле данных определяется как наименьшая неделимая единица данных, доступная пользователю. Для сегмента определяются тип сегмента и экземпляр сегмента. Экземпляр сегмента образуется из конкретных значений полей данных. Тип сегмента — это поименованная совокупность входящих в него типов полей данных.

Как и сетевая, иерархическая модель данных базируется на графовой форме построения данных, и на концептуальном уровне она является просто частным случаем сетевой модели данных. В иерархической модели данных вершине графа соответствует тип сегмента или просто сегмент, а дугам — типы связей предок — потомок. В иерархических структуpax сегмент — потомок должен иметь в точности одного предка.

Иерархическая модель представляет собой связный неориентированный граф древовидной структуры, объединяющий сегменты.

Иерархическая БД состоит из упорядоченного набора деревьев; более точно, из упорядоченного набора нескольких экземпляров одного типа дерева. Тип дерева состоит из одного «корневого» типа записи и упорядоченного набора из нуля или более типов поддеревьев (каждое из которых является некоторым типом дерева). Тип дерева в целом представляет собой иерархически организованный набор типов записи.

На рис. 2.1 показан пример типа дерева (схемы иерархической БД). Здесь тип записи Отдел является предком для типов записи “Руководитель” и “Служащие”, а “Руководитель” и “Служащие” – потомки типа записи “Отдел”. Смысл полей типов записей в основном должен быть понятен по их именам. Поле “Рук_Отдел” типа записи “Руководитель” содержит номер отдела, в котором работает служащий, являющийся данным руководителем (предполагается, что он работает не обязательно в том же отделе, которым руководит). Между типами записи поддерживаются связи (правильнее сказать, типы связей, поскольку реальные связи появляются в экземплярах типа дерева).

Рис. 2.1. Пример типа дерева

База данных с такой схемой могла бы выглядеть так, как показано на рис. 2.2 (показан один экземпляр дерева).

Рис. 2.2. Пример иерархической базы данных

Все экземпляры данного типа потомка с общим экземпляром типа предка называются близнецами. Для иерархической базы данных определяется полный порядок обхода дерева: сверху-вниз, слева-направо. Заметим, что в терминологии IMS вместо термина “запись” использовался термин “сегмент ”, а под “записью базы данных” понималось все дерево сегментов.

1.3 Управляющая часть иерархической модели.

В рамках иерархической модели выделяют языковые средства описания данных (ЯОД) и средства манипулирования данными (ЯМД). Каждая физическая база описывается набором операторов, обусловливающих как её логическую структуру, так и структуру хранения БД. При этом способ доступа устанавливает способ организации взаимосвязи физических записей.

Определены следующие способы доступа:

· иерархически последовательный;

· иерархически индексно-последовательный;

· иерархически прямой;

· иерархически индексно-прямой;

· индексный.

Помимо задания имени БД и способа доступа описания должны содержать определения типов сегментов, составляющих БД, в соответствии с иерархией, начиная с корневого сегмента. Каждая физическая БД содержит только один корневой сегмент, но в системе может быть несколько физических БД.

Среди операторов манипулирования данными можно выделить операторы поиска данных, операторы поиска данных с возможностью модификации, операторы модификации данных. Набор операций манипулирования данными в иерархической БД невелик, но вполне достаточен.

1.4 Известные иерархические СУБД.

Примерами баз данных с иерархической моделью являются:

· Типичным представителем (наиболее известным и распространенным) является Information Management System (IMS) фирмы IBM (1966-1968 г.).

· Time-Shared Date Management System (TDMS) компании System Development Corporation;

· Mark IV MultiAccess Retrieval System компании Control Data Corporation;

· System 2000 разработки SAS Institute;

· InterSystems Caché.

Содержание

1. Основные функции СУБД 2

1.1. Непосредственное управление данными во внешней памяти 2

1.2. Управление буферами оперативной памяти 2

1.3. Управление транзакциями 2

1.4. Журнализация 3

1.5. Поддержка языков БД 5

2. Типовая организация современной СУБД 7

3. Пример: System R 8