Wprowadzenie do hierarchicznego modelu bazy danych
Model bazy danych to sposób na zdefiniowanie struktury lub logicznego projektu bazy danych. Informuje o sposobie przechowywania, dostępu i aktualizacji danych w DBMS (system zarządzania bazami danych). Teraz omówimy szczegółowo Hierarchiczny model bazy danych. Istnieje wiele modeli danych do reprezentowania danych. Niektóre są:
- Model relacyjny
- Model hierarchiczny
- Model sieci
- Model relacji jednostka-związek
W relacji Dane modelu są zorganizowane w tabelach 2D (dwuwymiarowych), w których relacja jest utrzymywana przez wspólne pole w dwóch tabelach.
W hierarchicznej bazie danych dane modelu są reprezentowane w strukturze drzewiastej. Reprezentuje relację rodzic-dziecko z samotnym rodzicem dla każdego dziecka.
Model sieciowy jest rozszerzeniem modelu hierarchicznego. W tych danych są reprezentowane w postaci wykresów z więcej niż jednym węzłem nadrzędnym dla jednego węzła podrzędnego.
W modelu relacji encja obiekty dzielone są na byty, a ich cechy charakterystyczne na ich atrybuty, a następnie ustanawia się relację między różnymi bytami.
Teraz omówimy szczegółowo Hierarchiczny model bazy danych.
Co to jest hierarchiczny model bazy danych
Hierarchiczny model bazy danych to model danych, w którym dane są reprezentowane w strukturze drzewiastej. W tym modelu dane są przechowywane w postaci rekordów, które są zbiorem pól. Rekordy są połączone linkami, a rodzaj rekordu informuje, które pole zawiera rekord. Każde pole może zawierać tylko jedną wartość.
Hierarchiczny model bazy danych musi mieć tylko jeden element nadrzędny dla każdego węzła podrzędnego, ale węzły nadrzędne mogą mieć więcej niż jedno dziecko. Wielu rodziców nie jest dozwolone. Jest to główna różnica między hierarchicznym i sieciowym modelem bazy danych. Pierwszy węzeł drzewa nazywa się węzłem głównym. Gdy dane muszą zostać pobrane, całe drzewo jest przemieszczane, zaczynając od węzła głównego. Ten model reprezentuje relacje jeden do wielu.
Zobaczmy jeden przykład: Załóżmy, że mamy katalog główny, który zawiera inne podkatalogi. Każdy podkatalog zawiera więcej plików i katalogów. Każdy katalog lub plik może znajdować się tylko w jednym katalogu, tzn. Ma tylko jednego rodzica.
Tutaj A jest katalog główny, tj. Węzeł główny. B1 i B2 są ich dzieckiem lub podkatalogiem. B1 i B2 mają również dwoje dzieci, odpowiednio C1, C2 i C2, C3 . Mogą to być katalogi lub inne pliki. Przedstawia to relacje jeden do wielu.
Zastosowania hierarchicznego modelu bazy danych
Hierarchiczny model bazy danych był szeroko stosowany w erze komputerów mainframe. Obecnie hierarchiczny model bazy danych służy głównie do przechowywania systemów plików i informacji geograficznych. Jest stosowany w aplikacjach, w których wymagana jest wysoka wydajność, takich jak telekomunikacja i bankowość. Hierarchiczna baza danych jest również używana dla rejestru Windows w systemie operacyjnym Microsoft Windows. Przydaje się, gdy spełnione są następujące dwa warunki:
- Dane powinny być hierarchiczne, tzn. Muszą istnieć relacje rodzic-dziecko.
- Dostęp do danych w strukturze hierarchicznej można uzyskać tylko jedną ścieżką.
Zalety hierarchicznego modelu bazy danych
- Dane można łatwo odzyskać dzięki wyraźnym powiązaniom między strukturami tabel.
- Zawsze zachowywana jest integralność referencyjna, tzn. Wszelkie zmiany wprowadzone w tabeli nadrzędnej są automatycznie aktualizowane w tabeli podrzędnej.
- Promuje udostępnianie danych.
- Jest to koncepcyjnie proste ze względu na relację rodzic-dziecko.
- Bezpieczeństwo bazy danych jest egzekwowane.
- Wydajny z relacjami 1: N.
- Przejrzysty łańcuch dowodzenia lub władzy.
- Zwiększa specjalizację.
- Wysoka wydajność.
- Wyczyść wyniki.
Wady hierarchicznego modelu bazy danych
- Jeśli tabela nadrzędna i tabela podrzędna nie są ze sobą powiązane, dodanie nowego wpisu do tabeli podrzędnej jest trudne, ponieważ należy dodać dodatkowy wpis do tabeli nadrzędnej.
- Złożone relacje nie są obsługiwane.
- Redundancja, która powoduje niedokładne informacje.
- Zmiana struktury prowadzi do zmian we wszystkich aplikacjach.
- Relacja M: N nie jest obsługiwana.
- Brak manipulacji danymi lub języka definicji danych.
- Brak standardów.
- Słaba elastyczność
- Bariery komunikacyjne
- Brak jedności organizacyjnej.
- Sztywna struktura
Funkcje modelu hierarchicznej bazy danych:
- Relacje wiele do wielu: obsługuje tylko relacje jeden do wielu. Relacje od wielu do wielu nie są obsługiwane.
- Problem w usuwaniu: jeśli rodzic zostanie usunięty, dziecko zostanie automatycznie usunięte.
- Hierarchia danych: Dane są reprezentowane w hierarchicznej strukturze drzewiastej.
- Relacja rodzic-dziecko: każde dziecko może mieć tylko jednego rodzica, ale rodzic może mieć więcej niż jedno dziecko.
- Wskaźnik: Wskaźniki są używane do łączenia rekordów, które mówią, który jest rodzicem, a który rekordem potomnym.
- Wejście i wyjście z dysku jest zminimalizowane: Rekordy nadrzędne i podrzędne są umieszczane lub przechowywane blisko siebie na urządzeniu pamięci masowej, co minimalizuje liczbę wejść i wyjść z dysku twardego.
- Szybka nawigacja: ponieważ rodzic i dziecko są przechowywane blisko siebie, czas dostępu jest skrócony, a nawigacja staje się szybsza.
- Predefiniowana relacja: wszystkie relacje między węzłem głównym, macierzystym i potomnym są predefiniowane w schemacie bazy danych.
- Trudność z reorganizacją : Hierarchia zapobiega reorganizacji danych.
- Redundancja: jeden do wielu relacji zwiększa redundancję danych, co prowadzi do pobrania niedokładnych danych.
Przykłady
Weźmy przykład studentów, którzy uczęszczają na różne kursy. Kurs może być przypisany tylko jednemu uczniowi, ale uczeń może wziąć tyle kursów, ile chce, dlatego podążając za relacjami jeden do wielu.
Teraz możemy przedstawić powyższy model hierarchiczny jako tabele relacyjne, jak pokazano poniżej:
Tabela uczniów:
Tabela kursów:
W ten sposób model hierarchiczny można przedstawić w tabelach relacyjnych i odwrotnie.
Wniosek
W tym artykule szczegółowo omówiliśmy hierarchiczny model bazy danych, który przedstawia relacje rodzic-dziecko, co ułatwia przedstawianie danych i łatwe zrozumienie tego pojęcia. Był używany głównie w czasach komputerów mainframe, ale nadal jest używany w wielu dziedzinach, w których wysoka wydajność i proste koncepcje są parametrami. Model hierarchiczny jest więc skuteczny dla relacji jeden do wielu i jest szeroko stosowany do rejestrowania danych systemu plików.
Polecane artykuły
Jest to przewodnik po hierarchicznym modelu bazy danych. Omówiliśmy tutaj podstawowe pojęcia, definicję i zalety hierarchicznego modelu bazy danych. Możesz także przejrzeć nasze inne sugerowane artykuły, aby dowiedzieć się więcej -
- Co to jest Ansible?
- Co to jest baza danych MySQL
- Czy Big Data to baza danych?