Введение в иерархическую модель базы данных
Модель базы данных - это способ определения структуры или логического дизайна базы данных. Он рассказывает, как данные хранятся, доступны и обновляются в СУБД (Система управления базами данных). Теперь мы подробно обсудим модель иерархической базы данных. Существует много моделей данных для представления данных. Некоторые:
- Реляционная модель
- Иерархическая модель
- Модель сети
- Модель сущности-отношения
В Relation данные модели организованы в 2D (двумерные) таблицы, где связь поддерживается общим полем в двух таблицах.
В иерархической базе данных модель данных представлена в виде древовидной структуры. Он представляет отношения родитель-потомок с одним родителем для каждого ребенка.
Модель сети является расширением иерархической модели. При этом данные представляются в виде графиков с более чем одним родительским узлом для одного дочернего узла.
В модели отношения сущностей объекты делятся на сущности, а их характеристики - на свои атрибуты, а затем устанавливаются отношения между разными сущностями.
Теперь мы подробно обсудим модель иерархической базы данных.
Что такое иерархическая модель базы данных
Иерархическая модель базы данных - это модель данных, в которой данные представлены в виде древовидной структуры. В этой модели данные хранятся в виде записей, которые представляют собой набор полей. Записи связаны через ссылки, и тип записи сообщает, какое поле содержится в записи. Каждое поле может содержать только одно значение.
Иерархическая модель базы данных должна иметь только одного родителя для каждого дочернего узла, но родительские узлы могут иметь более одного дочернего узла. Несколько родителей не допускаются. Это основное различие между иерархической и сетевой моделью базы данных. Первый узел дерева называется корневым узлом. Когда данные должны быть извлечены, тогда все дерево обходится, начиная с корневого узла. Эта модель представляет отношения один ко многим.
Давайте посмотрим на один пример. Предположим, что у нас есть главный каталог, который содержит другие подкаталоги. Каждый подкаталог содержит больше файлов и каталогов. Каждый каталог или файл может находиться только в одном каталоге, то есть он имеет только одного родителя.
Здесь A является основным каталогом, т.е. корневым узлом. B1 и B2 являются их дочерними или подкаталогами. B1 и B2 также имеют двух детей C1, C2 и C2, C3 соответственно. Это могут быть каталоги или другие файлы. Это изображает отношения один ко многим.
Использование иерархической модели базы данных
Модель иерархической базы данных широко использовалась в эпоху мэйнфреймов. Сегодня иерархическая модель базы данных используется главным образом для хранения файловых систем и географической информации. Он используется в приложениях, где требуется высокая производительность, таких как телекоммуникации и банковское дело. Иерархическая база данных также используется для реестра Windows в операционной системе Microsoft Windows. Это полезно, когда выполняются следующие два условия:
- Данные должны быть в иерархической структуре, т.е. должны присутствовать родительские и дочерние отношения.
- Доступ к данным в иерархическом шаблоне должен осуществляться только по одному пути.
Преимущества иерархической модели базы данных
- Данные могут быть легко извлечены благодаря явным связям между структурами таблиц.
- Ссылочная целостность всегда поддерживается, т.е. любые изменения, сделанные в родительской таблице, автоматически обновляются в дочерней таблице.
- Способствует обмену данными.
- Это концептуально просто благодаря отношениям родитель-ребенок.
- Безопасность базы данных обеспечена.
- Эффективно с отношениями 1: N.
- Четкая цепочка команд или полномочий.
- Увеличивает специализацию.
- Высокая производительность.
- Четкие результаты.
Недостатки модели иерархической базы данных
- Если родительская таблица и дочерняя таблица не связаны, то добавление новой записи в дочернюю таблицу будет затруднено, поскольку в родительскую таблицу необходимо добавить дополнительную запись.
- Сложные отношения не поддерживаются.
- Избыточность, которая приводит к неточной информации.
- Изменение в структуре приводит к изменениям во всех прикладных программах.
- Отношения M: N не поддерживаются.
- Нет манипулирования данными или язык определения данных.
- Отсутствие стандартов.
- Плохая гибкость
- Коммуникационные барьеры
- Организационная разобщенность.
- Жесткая структура
Особенности иерархической модели базы данных:
- Отношения многие ко многим. Поддерживаются только отношения один ко многим. Многие ко многим отношениям не поддерживаются.
- Проблема в удалении : если родитель удаляется, то ребенок автоматически удаляется.
- Иерархия данных: данные представлены в виде иерархической древовидной структуры.
- Родительско-дочерние отношения: у каждого ребенка может быть только один родитель, но родитель может иметь более одного ребенка.
- Указатель: указатели используются для связывания записей, которые сообщают, кто является родительским, а какой дочерним.
- Дисковый ввод и вывод сведены к минимуму: родительские и дочерние записи размещаются или хранятся близко друг к другу на устройстве хранения, что минимизирует ввод и вывод жесткого диска.
- Быстрая навигация: поскольку родительский и дочерний элементы хранятся близко друг к другу, время доступа сокращается, а навигация ускоряется.
- Предопределенные отношения: все отношения между корневым, родительским и дочерним узлами предопределены в схеме базы данных.
- Сложность реорганизации : иерархия предотвращает реорганизацию данных.
- Избыточность. Отношение «один ко многим» увеличивает избыточность данных, что приводит к поиску неточных данных.
Примеры
Давайте возьмем пример студентов колледжа, которые проходят разные курсы. Курс может быть назначен только одному студенту, но студент может пройти столько курсов, сколько он пожелает, поэтому следуя одному-многим отношениям.
Теперь мы можем представить вышеупомянутую иерархическую модель в виде реляционных таблиц, как показано ниже:
Студенческий стол:
Таблица курса:
Таким образом, иерархическая модель может быть представлена в реляционных таблицах и наоборот.
Вывод
В этой статье мы подробно обсудили модель иерархической базы данных, которая изображает отношения родитель-потомок, что позволяет легко представлять данные и легко понимать концепцию. Он в основном использовался во времена мэйнфреймов, но, тем не менее, он используется во многих областях, где параметрами являются высокая производительность и простые концепции. Таким образом, иерархическая модель эффективна для отношений один ко многим и широко используется при записи данных файловой системы.
Рекомендуемые статьи
Это было руководство по иерархической модели базы данных. Здесь мы обсудили основные понятия, определения и преимущества модели иерархической базы данных. Вы также можете просмотреть наши другие предлагаемые статьи, чтобы узнать больше -
- Что такое Ansible?
- Что такое база данных MySQL
- Большие данные - это база данных?