· . Иерархическая модель реализует отношение между исходной и дочерней записью по схеме l:N, то есть одной родительской записи может соответствовать любое число дочерних. Допустим теперь, что исполнитель может принимать участие более чем в одном контракте (т.е. возникает связь типа M:N). В этом случае в базу данных необходимо ввести еще одно групповое отношение, в котором Исполнитель будет являться исходной записью, а контракт – дочерней. Таким образом, мы опять вынуждены дублировать информацию.
· Изменение структуры данных требует перестройки всей системы указателей на записи.
· перейти «в сторону» к другому потомку (Мехмат).
Таким образом, для чтения данных из иерархической базы данных требуется перемещаться по записям, за один раз переходя на одну запись вверх, вниз или в сторону.
Поддерживается только целостность связей между владельцами и членами группового отношения (никакой потомок не может существовать без предка).
Типичным представителем иерархической модели является СУБД Information Management System (IМS) фирмы IBM. Первая версия появилась в 1968 г.
Рис. 11.4.
Основные различия двух моделей состоят в том, что в сетевой модели запись может быть членом более чем одного группового отношения.
Согласно сетевой модели каждое групповое отношение именуется и проводится различие между его типом и экземпляром. Тип группового отношения задается его именем и определяет свойства, общие для всех экземпляров данного типа. Экземпляр группового отношения представляется записью-владельцем и множеством (возможно пустым) подчиненных записей. При этом имеется следующее ограничение: экземпляр записи не может быть членом двух экземпляров групповых отношений одного типа (т.е. сотрудник, например, не может работать в двух отделах).
Каждый экземпляр группового отношения характеризуется следующими признаками:
1. способ упорядочения подчиненных записей:
- произвольный,
- хронологический /очередь/,
- обратный хронологический /стек/,
- сортированный.
Если запись объявлена подчиненной в нескольких групповых отношениях, то в каждом из них может быть назначен свой способ упорядочивания.
2. режим включения подчиненных записей:
- автоматический - невозможно занести в БД запись без владельца;
- ручной - позволяет запомнить в БД подчиненную запись и не включать ее немедленно в экземпляр группового отношения. Эта операция позже инициируется пользователем.
3. режим исключения
Принято выделять три класса членства подчиненных записей в групповых отношениях:
1. Фиксированное. Подчиненная запись жестко связана с записью владельцем и ее можно исключить из группового отношения, только удалив. При удалении записи-владельца все подчиненные записи автоматически тоже удаляются.
2. Обязательное. Допускается переключение подчиненной записи на другого владельца, но невозможно ее существование без владельца. Для удаления записи-владельца необходимо, чтобы она не имела подчиненных записей с обязательным членством. Таким отношением связаны записи "СОТРУДНИК" и "ОТДЕЛ". Если отдел расформировывается, все его сотрудники должны быть либо переведены в другие отделы, либо уволены.
3. Необязательное. Можно исключить запись из группового отношения, но сохранить ее в базе данных, не прикрепляя к другому владельцу. При удалении записи-владельца ее подчиненные записи - необязательные члены сохраняются в базе, не участвуя более в групповом отношении такого типа. Примером такого группового отношения может служить "ВЫПОЛНЯEТ" между "СОТРУДНИКИ" и "КОНТРАКТ", поскольку в организации могут существовать работники, чья деятельность не связана с выполнением каких-либо договорных обязательств перед заказчиками.
Как и в иерархической модели обеспечивается только поддержание целостности по ссылкам (владелец отношения - член отношения).
Сетевые базы данных обладали рядом преимуществ:
· Гибкость. Множественные отношения предок/потомок позволяли хранить данные, структура которых была сложнее простой иерархии.
· Стандартизация. Появление стандарта CODASYL обеспечили популярность сетевой модели.
· Быстродействие. Вопреки своей большой сложности, сетевые базы данных достигли быстродействия, сравнимого с быстродействием иерархических баз данных. Множества были представлены указателями на физические записи данных.
Конечно, у сетевых баз данных были недостатки. Как и иерархические базы данных, сетевые базы данных были очень жесткими. Наборы отношений и структуру записей приходилось задавать наперед. Изменение структуры базы данных обычно означало перестройку всей базы данных.
Как иерархическая, так и сетевая база данных были инструментами программистов. Чтобы получить ответ на вопрос типа: «Какой товар наиболее часто заказывает компания Паровые машины?», программисту приходилось писать программу для навигации по базе данных. Реализация пользовательских запросов часто затягивалась на недели и месяцы, и к моменту появления программы информация, которую она предоставляла, часто оказывалась бесполезной.
Типичным представителем является Integrated Database Management System (IDMS) компании Cиllinet Software, Inc.
Практически все существующие СУБД в наше время используют реляционную модель данных.
Реляционная модель ориентирована на представление данных в виде двумерных таблиц.
Множество атрибутов объекта данных образует кортеж.
Отношением (relation) называется множество кортежей, обладающее следующими свойствами:
* все кортежи однородны, т.е. имеют одинаковое количество и характеристики атрибутов;
* атрибуты в кортежах неупорядочены;
* кортежи в отношении неупорядочены;
Если проигнорировать последние 2 свойства, то отношение можно изображать в виде двумерной таблицы, в которой строки соответствуют кортежам, а столбцы - атрибутам. В таблице строки и столбцы все-таки упорядочены – есть первый и следующий, последний.
Понятие «отношение» позволяет отделить проблему хранения данных от проблемы их упорядочения. Проблема упорядочения решается с помощью особого средства – ключей. Также становится несущественным физический порядок хранения объектов данных на внешних носителях информации. Новые данные добавляются в конец файла или на место удаленных данных внутри файла.
Одни и те же данные могут группироваться в отношения различным образом.
Отношение представляет собой некую связь между объектами данных.
Дадим несколько понятий, используемых в теории БД.
Недействительное значение – значение, соответствующее отсутствию данных.
Они используются для обозначения того факта, что атрибуту ничего не присвоено, по причине того, что отсутствует, потеряно, неизвестно, недоступно или неприменимо значение. Часто обозначается как NULL. Отличается от строк нулевой длины, строки пробельных символов, от нуля и любого другого числа.
Транзакция – групповое изменение данных.
Транзакция имеет начало и окончание, между которыми обозначены операции обработки данных. Операции выполняются, но изменения данных не попадают в БД, пока не произойдет нормального окончания транзакции. При ненормальном окончании происходит возвращение БД к тому состоянию, в котором она была до начала транзакции (откат БД). Лозунг транзакции: «Все или ничего». Транзакции введены для защиты от сбоев и для ситуаций, когда частичное изменение данных бессмысленно.
Например, изменение фамилии работника должно произойти или для всех его платежей, или ни для одного. Ситуация частичного изменения здесь недопустима.
Другой пример. Перечисление денег внутри банка состоит из двух операций: снятие денег с одного счета и зачисление их на другой счет. Представим себе, что после первой операции произошел сбой. Тогда деньги будут сняты со счета, но не появятся на другом счете. Это нарушит баланс между расходами и доходами. Поэтому операции должны быть или выполнены обе, или не выполнена ни одна.
Представление – искусственная временная таблица, созданная из одной или нескольких таблиц БД.
Представления позволяют создавать таблицы, которых нет в БД. После создания представления с ним можно работать как с обычной таблицей.
Блокировка – запрет на доступ и модификацию записи или таблицы.
Используется для того, чтобы другой пользователь не мог прочитать и модифицировать запись или таблицу в то время, когда Вы ими пользуетесь. Имеют смысл только в многопользовательской СУБД.
Обновление – обобщенное название для трех операций: добавления, изменения и удаления записи.
Тэд Кодд в 1969 году сформулировал двенадцать правил, которым должна соответствовать настоящая реляционная база данных. (табл 11.1). Они являются полуофициальным определением понятия «реляционная база данных».
А В 
Д 