СУБД иерархического типа

Санкт-Петербургский  государственный университет экономики  и финансов 

Общеэкономический факультет

Кафедра информатики 
 
 
 
 
 

Реферат по информатике 
 
 

СУБД иерархического типа 

                                                                                                  
 
 

  Выполнила студентка 1 курса

                                                                                            Ларина Юлиана,группа №238                                                                                             

                                                                                          руководитель: Рыбакова Елена Александровна 
 

Санкт-Петербург

2010

Оглавление

1.Введение

2.Класификация  СУБД

3.Иерархический  тип СУБД

3.1Структурная часть иерархической модели

3.2Недостатки

3.3 Примеры и  известные иерархические СУБД

4.Список используемой  литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Основные идеи современной информационной технологии базируются на концепции баз данных (БД). Согласно данной концепции основой  информационной технологии являются данные, организованные в БД, адекватно отражающие реалии действительности в той или  иной предметной области и обеспечивающие пользователя актуальной информацией  в соответствующей предметной области.

Систе́ма управле́ния ба́зами да́нных (СУБД) - специализированный комплекс программ, предназначенный для удобной и эффективной организации, контроля и администрирования баз данных. В качестве структурной формы СУБД может быть использована любая из существующих сегодня моделей. Примером такой модели может служить реляционная СУБД или сетевая СУБД.

СУБД представляет собой набор программ, которые  в общей сложности управляют  организацией, хранением данных в БД. В целом такие системы классифицируются в зависимости от их структуры данных и их типов. СУБД принимает запросы прикладных программ и инструктирует операционную систему для передачи соответствующей информации. Новые категории данных, могут быть добавлены в БД без нарушения существующей схемы. Организации могут использовать один вид СУБД для осуществления ежедневных операций, а затем размещать необходимую информацию на другой машине, которая работает с другой системой управления, более подходящей для случайных запросов и анализа. Серверами резервного копирования баз данных, как правило, являются многопроцессорные системы с большим объемом ОЗУ и крупными дисковыми RAID-массивами. СУБД фактически является сердцем большинства приложений для работы с БД.

Основные  функции СУБД

-управление  данными во внешней памяти (на дисках);

-управление  данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;

-журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;

-поддержка языков  БД (язык определения данных, язык  манипулирования данными).

Обычно современная  СУБД содержит следующие компоненты:

ядро, которое  отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти, и журнализацию,

процессор языка  базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода,

подсистему поддержки  времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс  с СУБД

а также сервисные  программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

Классификация

В зависимости от архитектуры построения системы  управления базами СУБД могут подразделяться на следующие типы:

-Иерархические

-Многомерные

-Реляционные

-Сетевые

-Объектно-ориентированные

-Объектно-реляционные  

По  степени распределённости

-Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)

-Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Иерархический тип

Окружающий мир  переполнен иерархическими данными. Любая  группа объектов, в которой один объект может быть «родителем» для  произвольного числа других объектов, организована в виде иерархического дерева. При работе с иерархиями используется «семейная» терминология (родители, внуки, предки, потомки), поскольку семья является самым распространённым примером объектов (в данном случае – людей), объединённых иерархическими отношениями. В то же время место объекта в иерархическом дереве - не более чем условное обозначение связи с другими объектами. Иерархическая структура всего лишь помогает сохранить и найти объект.

Иерархические модели имеют древовидную структуру, где каждому узлу соответствует  один сегмент, представляющий собой поименованный линейный кортеж полей данных. Каждому сегменту соответствует один входной и несколько выходных сегментов. Каждый элемент структуры лежит на единственном иерархическом пути, начинающемся от корневого. Иерархические базы данных наиболее пригодны для моделирования структур, по своей природе являющихся иерархическими. В качестве примеров можно привести воинские подразделения или сложные механизмы, состоящие из более простых узлов, которые в свою очередь тоже можно подвергнуть декомпозиции. Тем не менее существует значительное количество организаций, не сводящихся к простой иерархии. В этой модели запрос, направленный вниз по иерархии, прост, однако запрос, направленный вверх по иерархии, более сложен. К достоинствам иерархической модели данных относятся эффективное использование памяти ЭВМ и неплохие показатели времени выполнения основных операций над данными. Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневой директории, в которой имеется древовидная структура поддиректорий и файлов.

Организация данных в СУБД иерархического типа определяется в терминах: элемент, агрегат, запись (группа), групповое отношение, база данных.  
   

Атрибут (элемент данных) - наименьшая единица структуры данных. Обычно каждому элементу при описании базы данных присваивается уникальное имя. По этому имени к нему обращаются при обработке. Элемент данных также часто называют полем.

Запись - именованная совокупность атрибутов. Использование записей позволяет за одно обращение к базе получить некоторую логически связанную совокупность данных. Именно записи изменяются, добавляются и удаляются. Тип записи определяется составом ее атрибутов. Экземпляр записи - конкретная запись с конкретным значением элементов

Групповое отношение - иерархическое отношение между записями двух типов. Родительская запись (владелец группового отношения) называется исходной записью, а дочерние записи (члены группового отношения) - подчиненными. Иерархическая база данных может хранить только такие древовидные структуры.

Корневая запись каждого дерева обязательно должна содержать ключ с уникальным значением. Ключи некорневых записей должны иметь уникальное значение только в  рамках группового отношения. Каждая запись идентифицируется полным сцепленным ключом, под которым понимается совокупность ключей всех записей от корневой по иерархическому пути.

При графическом  изображении групповые отношения  изображают дугами ориентированного графа, а типы записей - вершинами (диаграмма  Бахмана).

Для групповых  отношений в иерархической модели обеспечивается автоматический режим включения и фиксированное членство. Это означает, что для запоминания любой некорневой записи в БД должна существовать ее родительская запись. При удалении родительской записи автоматически удаляются все подчиненные.  

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 гpaф древовидной структуры, объединяющий сегменты. Иерархическая БД состоит из упорядоченного набора деревьев. 

Недостатки 

К основным недостаткам  иерархических моделей следует  отнести: неэффективность, медленный  доступ к сегментам данных нижних уровней иерархии, четкая ориентация на определенные типы запросов и др. Также недостатком иерархической  модели является ее громоздкость для  обработки информации с достаточно сложными логическими связями, а  также сложность понимания для  обычного пользователя. Иерархические  СУБД быстро прошли пик популярности, которая обусловливалась их ранним появлением на рынке. Затем их недостатки сделали их неконкурентоспособными, и в настоящее время иерархическая  модель представляет исключительно  исторический интерес.  
 

Примеры

Например, если иерархическая база данных содержала  информацию о покупателях и их заказах, то будет существовать объект «покупатель» (родитель) и объект «заказ» (дочерний). Объект «покупатель» будет иметь указатели от каждого заказчика к физическому расположению заказов покупателя в объект «заказ».

В этой модели запрос, направленный вниз по иерархии, прост (например: какие заказы принадлежат  этому покупателю); однако запрос, направленный вверх по иерархии, более сложен (например, какой покупатель поместил этот заказ). Также, трудно представить не-иерархические данные при использовании этой модели.

Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневой директории, в которой имеется иерархия поддиректорий и файлов. 

Известные иерархические СУБД

Типичным представителем (наиболее известным и распространенным) является Information Management System (IMS) фирмы IBM. Первая версия появилась в 1968 г.