Логическа организация на базата данни. Видове логически организации. Йерархичен и мрежови модели.
Базата от данни позволява да съществува известно различие между формата и начина, по който данните са действително запаметени върху техническите носители на информация, от формата, в която те се предоставят за използване от приложните програми. Данните с които работи приложната програма се наричат логически, а същите данни, разположени върху физическия носител на информация, се наричат физически. Тези понятия се въвеждат, за да бъдат разграничени различните аспекти на използуването на данните: логически за програмиста и физически за ЕИМ. Различават се още: логическа и физическа организация на базата от данни; логическо и физическо проектиране; логически и физически файлове; логически и физически връзки между данните; логическо и физическо описание на данните.Концептуалната БД може да базира на 3 основни вида логическа oрганизация чрез които да се реализира БД.
Йерархичен модел – БД представена във вид на дърво, чийто върхове са обекти, а производните му върхове се асоциират с техния корен с конкретна връзка. мрежов модел – при него БД е представена чрез ориентирани графи,чиито върхове представляват множество от еднородни обекти,а връзките са представени от ориентирани графи. релационен модел – основава се на понятието „отношените” като чрез отношения се реализира БД. Йерархичени модел и мрежови модели :
Йерархичени – една таблиза играе ролята на „корен” а всички останали са „клони”.Само една таблица „наследник” може да се асоциира с 1 табл. „родител”. Структурата на данните се дефинира в термините: елемент на данните, агрегат, запис, групово отношение, база от данни. При йе-рархичната структура, един подчи-нен запис може да участва само в едно отношение от вида 1:1 или 1:М. Дърво се нарича съвкупност от коренов запис и множеството от подчинените му записи от други типове. Броят на дърветата в базата от данни се определя от броя на кореновите записи.
В йерархичния модел груповите отношения не се именуват, тъй като те се определят от единсвена двойка записи. Собственикът се нарича още изходен запис. Членовете на груповото отношение са подчинени записи. До всеки запис от базата съществува само един път от кореновия запис (нарича се йерархичен път). За подреждане на подчинените записи най-често се използва сортиране по нарастване на стойностите на ключовата данна. Кореновият запис задължително трябва да съдържа ключова данна (за кратност: ключ) с уникални стойности. Ключовете на подчинените записи трябва да бъдат с уникални стойности само в екземплярите на груповото отношения. Всеки запис се идентифицира с верижен ключ – съвкупност от всички записи, от кореновия запис до конкретен запис, по йерархичния път. Всяка мрежова структура може да бъде представена със средствата на йерархичния модел, като след преобразуване на мрежата тя се представя чрез няколко дървовидни структури. За груповите отношения в йерархичния модел на данните се осигурява автоматичен режим на включване и фиксирано членство. Това означава, че за поместване на кой да е некоренов запис в базата трябва да съществува негов изходен запис. Подчиненият запис твърдо се фиксира към изходния и не може да съществува в базата без него. При премахване на изходен запис автоматично (каскадно) се премахват и всички негови подчинени записи. И в йерархичния модел основна единица за обработка е записът. Операциите над записите са: - запомняне, - извличане, - актуализиране, - премахване. При запомняне, в базата от данни се помества нов запис. За кореновия запис задължително се формира ключ. Системата не допуска запомняне на два екземпляра на коренов запис с еднакви ключове. За успешно запомняне на запис, в базата трябва да има негов изходен запис. При актуализация се изменят стойностите на данните в предварително извлечен запис. Ключовите данни на записите не подлежат на обновяване. Операцията извличане на запис има няколко модификации в йерархичния модел на данните. Коренов запис може да бъде извлечен според стойността на ключа му. Освен това се допуска последователно преглеждане на кореновите записи. Всяка обработка на базата започва само с екземпляр на кореновия запис. За операцията извличане се допуска задаване на филтърни условия за извличането. Например, извличането на данни за студенти може да се ограничи само до посочена студентска група. В йерархичния модел няма операция преход към собственика на груповото отношение. Тя не е и необходима. Структурата на базата от данни е дървовидна, така че некоренов запис може да бъде подчинен само на един изходен запис (собственик), а за достъп до този некоренов запис е неизбежно преминаването през изюходния му запис. Системата съхранява информация за преминатите записи по йерархичния път. Следователно, операцията извличане на собственика на групово отношение губи смисъла си при йерархичния модел на данните.
Предимства – бързо извличане на данните от БД, цялостта на връзките е подредена и се прилага автоматично. Недостатъци – потребител трябва да съхрани вапис в дъщерна таблица която до сега не е свързана с родителска табл.;този модел не може да поддържа сложни релации и съществуват случаи с повтаряне на данните.
Мрежов модел – описва се чрез възли и свързващи структури. Един запис от възела може да бъде свързан с 1 или повече записи от члена,но 1 единствен запис може да е свъезан с само с 1 запис от възела собственик.
Мрежов модел – описва се чрез възли и свързващи структури. Един запис от възела може да бъде свързан с 1 или повече записи от члена,но 1 единствен запис може да е свъезан с само с 1 запис от възела собственик.
Основни компоненти в този модел са записи и съвкупност от записи. Обектите от една предметна област са обединени в “мрежа” (множество). Базата данни се състои от няколко множества, а те от своя страна съдържат записи. Една съвкупност от записи може да се разполага в една или повече мрежи.
Представянето на данни и връзките между тях се извършва чрез граф, върховете на който са типове записи, а дъгите – типове връзки. Графичното изображение на графа се нарича структурна диаграма на данните.
Моделът се представя с помощта на възли и свързващи структури. Всеки възел представя колекция от записи, а всяка свързваща структура създава и представя релация в мрежова база данни. Чрез структурната диаграма се свързват два възела, като единият възел е собственик, а другият възел е член. Всяка свързваща структура поддържа релация от тип едно към много, което означава, че един запис във възела собственик може да бъде свързан с един или повече записи във възела-член, но един единствен запис във възела-член може да бъде свързан само с един запис във възела –собственик.
Освен това един запис във възела-член не може да съществува без да е свързан със съществуващ запис във възела-собственик.
Предимства – бърз достъп до данните,позволява да се създават заявки по-сложни от тези в йерерх. модел БД.
Недостатъци – нужно е добро познаване на структурата на БД; структурата се променя трудно
Коментари: