Сетевые БД

На прошлом уроке мы с вами рассмотрели иерархические базы данных. В частности, узнали, что иерархическая структура – это многоуровневая форма организации объектов со строгой соотнесённостью объектов нижнего уровня определённому объекту верхнего уровня.

Также познакомились с такими элементами иерархической базы данных, как корень, предок, потомок и близнецы.

На этом уроке мы с вами рассмотрим сетевые базы данных, узнаем, чем сетевая структура отличается от иерархической, а также создадим сетевую базу данных на примере.

Сетевая структура – это логическая модель данных, которая является расширением иерархической структуры.

Давайте рассмотрим, чем отличается иерархическая структура от сетевой. Нам показаны два рисунка, на которых изображены иерархическая и сетевая структуры соответственно.

Как мы можем видеть, в иерархической структуре у потомка может быть только один предок. А вот в сетевой структуре у потомка может быть несколько предков.

Т. е. в сетевой структуре нет ограничений на связи между объектами. Это говорит о том, что в ней могут находиться объекты, которые имеют более одного предка. Таким образом они организуют структуру, похожую на сеть. Примером сетевой базы данных является организация информации во Всемирной паутине глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределённую сетевую базу данных.

Также к примерам сетевой базы данных относится генеалогическое древо, т. к. в данной структуре у потомков имеется по 2 предка. То есть потомки (объекты нижележащего уровня) имеют всегда более одно предка (объекта вышестоящего уровня).

К примерам сетевой базы данных можно отнести и организацию работы на факультете.

Давайте составим схему. На любом факультете есть преподаватели и декан. Изобразим при помощи прямоугольников сам факультет, преподавателей и декана.

Преподаватели и декан работают на факультете. Давайте изобразим это при помощи стрелок.

В свою очередь, любой факультет состоит из преподавателей. Также отобразим это отношение на схеме.

Ну и любой факультет имеет начальника, то есть декана. Снова изобразим это отношение.

Таким образом мы составили с вами сетевую структуру факультета.

Любая сетевая база данных состоит из наборов записей, которые связаны между собой так, что записи могут содержать явные ссылки на другие наборы записей. То есть все объекты сетевой базы данных так или иначе связаны между собой. Так они образуют сеть. Все же связи между записями хранятся непосредственно в самой базе данных.

А сейчас рассмотрим операции, которые могут выполняться над данными в сетевой базе данных.

·        Добавить. Внесение (добавление) записи в базу данных. Например, добавление нового преподавателя на факультет при его приёме на работу.

·        Извлечь. Извлечение нужной нам записи из базы данных. Например, сведения о каком-либо преподавателе.

·        Обновить. Это действие включает в себя изменение значения элементов записи, которая была предварительно извлечена. То есть, например, внесение дополнительных данных о преподавателе.

·        Включить в групповое отношение. При выполнении этого действия мы связываем существующую подчинённую запись с записью-владельцем, то есть создаём своеобразную группу. Например, при приёме на работу нового преподавателя после внесения о нём записи в базу данных, мы будем связывать его с факультетом, на котором он работает.

·        Исключить из группового отношения. Это действие разрывает связь между записью-владельцем и записью-членом. Такое действие выполняется, например, при увольнении преподавателя.

·        Переключить. При помощи этого действия можно связать существующую подчинённую запись с другой записью-владельцем в том же групповом отношении. Например, при переводе преподавателя с одного факультета на другой в этом же университете.

Первоначально сетевая модель данных создавалась как инструмент для программистов. Базовым же языком программирования был выбран COBOL. Первая сетевая модель была предложена в 1969 году и развивалась до 1980-х годов.

К основному достоинству сетевой модели относятся высокая эффективность затрат памяти и оперативность (быстродействие). К основным недостаткам относятся сложность и жёсткость схемы базы, а также сложное понимание. Помимо этого, из-за возможности установки произвольных связей между записями, в этой модели ослаблен контроль целостности.

Возвращаясь же к сравнению иерархической базы данных и сетевой, можно сказать, что они обе обеспечивают достаточно быстрый доступ к данным. Но, в то же время, если нам необходимо получить какие-либо данные из иерархической базы данных, мы должны начинать запрос с корневой вершины. А вот в сетевой базе данных, так как каждая вершина может иметь связь с любой другой, соответственно данные являются более равноправными, то запрос можно отправлять на любой узел этой структуры.

А сейчас давайте составим генеалогическое древо, исходя из следующих данных:

·        Иванов Андрей Геннадьевич, 28.05.1946 г. р.

·        Иванова (Кулибина) Виктория Сергеевна, 05.08.1947 г. р.

·        Кулаго Сергей Евгеньевич, 01.01.1947 г. р.

·        Кулаго (Каменева) Елена Анатольевна, 19.04.1948 г. р.

·        Сергеев Константин Алексеевич, 26.06.1955 г. р.

·        Сергеева (Мирская) Анна Александровна, 06.09.1956 г. р.

·        Иванов Юрий Андреевич, 04.05.1967 г. р.

·        Иванова (Кулаго) Татьяна Сергеевна, 17.03.1968 г. р.

·        Сергеев Виталий Валерьевич, 13.11.1977 г. р.

·        Сергеева (Кулаго) Наталья Сергеевна, 06.12.1977 г. р.

·        Иванова Ольга Юрьевна, 03.08.1991 г. р.

·        Иванова Мария Юрьевна, 31.09.1998 г. р.

·        Сергеева Екатерина Витальевна, 19.04.1995 г. р.

·        Сергеева Дарья Витальевна, 17.03.2000 г. р.

Андрей и Виктория являются родителями Юрия. Сергей и Елена являются родителями Татьяны и Натальи. Константин и Анна – родители Виталия.

Юрий и Татьяна являются родителями Ольги и Марии. Наталья и Виталий – родители Екатерины и Дарьи.

Исходя из этих данных, давайте построим генеалогическое древо.

У нас будет шесть вершин: Андрей, Виктория, Сергей, Елена, Константин и Анна. А также изобразим при помощи стрелок, что Андрей и Виктория, Сергей и Елена, Константин и Анна являются семьями.

Далее у нас сказано, что Андрей и Виктория являются родителями Юрия. Изобразим на втором уровне Юрия и проведём к нему стрелки от Андрея и Виктории.

Сергей и Елена являются родителями Татьяны и Натальи. Проведём стрелки от родителей к дочерям.

Также у нас сказано, что Юрий и Татьяна являются родителями Ольги и Марии. Исходя из этого следует, что Юрий и Татьяна являются мужем и женой.

В условии также сказано, что Константин и Анна являются родителя Виталия. Проведём стрелки от родителей к сыну.

Также у нас сказано, что Наталья и Виталий являются родителями Екатерины и Дарьи, соответственно они являются мужем и женой. Изобразим это отношение на схеме.

У нас осталось четыре человека: Ольга, Мария, Екатерина и Дарья.

Ольга и Мария являются дочерями Юрия и Татьяны. Изобразим это на схеме при помощи стрелок.

Екатерина и Дарья являются дочерями Натальи и Виталия. Также проведём стрелки от родителей к дочерям.

Подпишем каждого из членов семьи, а также даты их рождения.

Мы с вами составили генеалогическое древо семьи. Данное древо является примером сетевой структуры, так как у нас потомки имеют по два предка. Например, Юрий является потомком Андрея и Виктории. Или же Екатерина является потомком Натальи и Виталия.

Если же более подробно рассматривать нашу схему, то мы можем видеть, что Андрей, Виктория, Сергей, Елена, Константин и Анна находятся на первом уровне. Юрий, Татьяна, Наталья и Виталий находятся на втором уровне. А Ольга, Мария, Екатерина и Дарья находятся на третьем уровне.

Также, исходя из этой схемы можно сказать, что те, кто находятся на первом уровне, являются дедушками и бабушками по отношению к Ольге, Марии, Екатерине и Дарье. Те, кто находятся на втором уровне, являются родителями.

Если же обратить внимание на данные, которые нам были предоставлены изначально, то мы можем заметить, что у некоторых членов семьи женского рода две фамилии, одна из которых написана в скобках. Обычно так пишется девичья фамилия тех, кто замужем.

Каждый из вас может построить генеалогическое древо своей семьи, причём количество предков и потомков может быть намного больше, чем в представленном примере.

А сейчас пришла пора подвести итоги урока.

На этом уроке мы с вами познакомились с сетевой структурой. Узнали, чем отличается иерархическая структура от сетевой. Помимо этого, мы построили генеалогическое древо семьи.