Лекция_4_МТУСИ_оформленная

1.

МТУСИ
Лекция 4
Иерархическая и сетевая
модели
Современное оформление в стиле МТУСИ
бело-фиолетовая палитра, ровная сетка, карточки и схемы
23 слайдов
ББИ • Базы
данных

2.

МТУСИ
Лекция 4
02
Иерархическая модель
Реализует связь данных один ко многим (1:М) и представляет собой упорядоченное дерево, состоящее
из корня, узлов и дуг
Корень всегда один
Дуги всегда направлены от корня вниз и соответствуют функциональным связям
К каждому узлу может подходить только одна дуга
Из узла может выходить несколько дуг
Базы данных

3.

Лекция 4
МТУСИ
03
Иерархическая модель
1
2
одна из старейших
моделей организации
данных
3
представляет
информацию в виде
дерева
реализует связь 1:М
Базы данных

4.

Лекция 4
МТУСИ
04
Базы данных
Иерархическая модель
1
Один экземпляр записи
состоит из иерархически
упорядоченных
сегментов (узлов)
4
2
Каждый узел имеет
только одно ключевое
поле, по которому
осуществляется поиск
5
Узлы одного дерева:
3
Каждый узел может
иметь не ключевые поля
6
имеет фиксированную
длину
могут состоять из одного
или несколько полей

5.

МТУСИ
Иерархическая модель
Сегмент в корне называется корневым сегментом
Корневой сегмент (корень) всегда один
Сегмент, из которого исходит дуга называется исходящим сегментом или родительским
Сегмент, в который входит дуга называется порожденным сегментом или дочернем
Лекция 4
05
Базы данных

6.

Лекция 4
МТУСИ
Пример иерархического графа
A
B
A – корень
B, C, F – исходящие
D, E, H – порожденные
B, C – порожденные
D
C
E
F
H
06
Базы данных

7.

Лекция 4
МТУСИ
Пример иерархической модели
сегменты соединяются по адресным указателям
Студент
Номер_зач_книж, ФИО, …
Преподавател
ь
Дисциплина
Код_дисц, Наименование_дисциплины, Кол-во часов
Занятие
Дата_занятия, Время, Аудит
Таб_номер, Фио_преподавателя, Телефон, Кафедра
Контроль
Дата_контроля, Время, Аудит
07
Базы данных

8.

МТУСИ
Лекция 4
08
Переход к сетевой модели
Данный пример решает задачу, которая позволяет одному студенту изучать много дисциплин. Каждая
дисциплина читается/ведется одним преподавателем.
Если в постановке задачи стоит условие, что некоторые дисциплины ведут несколько преподавателей,
то необходимо дублировать фио таких преподавателей. Необходима связь М:М. Получаем
избыточность в данных и в иерархической модели это недостаток. Поэтому возник переход к сетевой
модели.
Базы данных

9.

МТУСИ
Лекция 4
09
Достоинства иерархической модели
Простота структуры: Иерархическая модель имеет
простую структуру данных, что делает её легкой для
понимания и разработки
Эффективность обработки: Благодаря своей структуре,
иерархическая модель позволяет быстро обрабатывать
данные и выполнять операции поиска
Базы данных

10.

МТУСИ
Лекция 4
10
Достоинства иерархической модели
3. Оптимизация хранения: Данные хранятся в виде
деревьев, что способствует эффективному
использованию дискового пространства
4. Структурная целостность: За счет жесткой структуры
данных, иерархическая модель обеспечивает высокую
целостность
Базы данных

11.

МТУСИ
Лекция 4
11
Недостатки иерархической модели
Ограниченная гибкость: Данные в иерархической модели организованы в фиксированные структуры,
что ограничивает возможности их модификации и расширения
Неудобство использования: Для работы с данными требуется глубокое понимание структуры дерева, что
может затруднять работу пользователей
Базы данных

12.

МТУСИ
Лекция 4
12
Недостатки иерархической модели
3. Проблемы масштабируемости: При увеличении объема данных, управление ими становится сложнее
из-за роста сложности структуры
4. Ограниченные возможности соединения: В отличие от реляционных моделей, иерархические модели
имеют ограниченные возможности для выполнения сложных соединений между таблицами
Базы данных

13.

МТУСИ
Лекция 4
13
Сетевая модель
Имеет два типа данных- основной файл с первичным ключом и зависимый файл с внешними ключами
Один и тот же файл не может быть одновременно двух типов
Основной файл может не иметь связи с зависимым файлом
Зависимый файл всегда имеет связь с основным файлом
Базы данных

14.

Лекция 4
МТУСИ
14
Пример сетевой модели
отношение 1
Студент(Номер_зач_книж (PK), ФИО, …)
Дисциплина(Код_дисц (PK), Наименование_дисциплины, Кол-во часов)
Преподаватель(Таб_номер (PK), Фио_преподавателя, Телефон, Кафедра)
Посещение_дисциплины(Номер_зач_книж (FK), Код_дисц (FK), Таб_номер (FK),
Дата_занятия, Время, Аудитория)
Базы данных

15.

Лекция 4
МТУСИ
15
Ведомость
(Номер_ведомости(PK),
Номер_зач_книж (FK),
Код_дисц (FK), Таб_номер (FK), Дата_контроля, Время, Аудитория)
По определению сетевой модели зависимые файлы должны иметь только внешние ключи, поэтому разбиваем на два файла
1
2
Ведомость
4
Код_дисц (FK), Таб_номер
(FK), Дата_контроля,
Время, Аудитория)
3
(Номер_ведомости(FK),
5
Номер_зач_книж (FK),
6
Номер_ведомости
(Номер_ведомости(PK))
Базы данных

16.

Лекция 4
МТУСИ
16
Сетевая модель: типы файлов
Основные файлы
Зависимые файлы
Основной дополнительный
файл
Студент
Посещение_дисциплины
Номер_ведомости
Дисциплина
Ведомость
Преподаватель
Базы данных

17.

Лекция 4
МТУСИ
17
Структура основного файла
Поле ключа
Поле связи 1
…
Поле связи n
Поле данных 1
…
Поле
данных n
Базы данных

18.

Лекция 4
МТУСИ
18
Базы данных
Структура зависимого файла
Поле ключ 1
Поле связи 1
Поле ключ 2
Поле
cвязи 2
…
Поле ключа
n
Поле связи
n
…
Поле данных 1
Поле данных n

19.

МТУСИ
Лекция 4
19
Сетевая модель
Достоинства сетевой модели данных:
1. Гибкость: Возможность легко добавлять новые элементы данных без необходимости перестраивать
всю структуру базы данных
2. Обработка сложных отношений: Способность эффективно обрабатывать сложные связи между
различными сущностями
Базы данных

20.

МТУСИ
Лекция 4
20
Сетевая модель
3. Адаптивность: Подходит для проектов, где структура
данных может часто меняться
4. Мощная система ссылок: Позволяет использовать два
типа связей между элементами данных
5. Реализует тип отношений М:М
Базы данных

21.

МТУСИ
Лекция 4
21
Сетевая модель
Недостатки сетевой модели данных:
1. Высокая сложность: Требует глубоких знаний для правильного проектирования и управления базой
данных.
2. Зависимость от физических структур: Логика выборки данных зависит от физической структуры базы
данных, что усложняет обновление и модификацию системы.
Базы данных

22.

Лекция 4
МТУСИ
Сетевая модель
3. Трудности в масштабировании: Сложности при работе с
большими объемами данных и распределенными
системами.
4. Низкая производительность: При выполнении сложных
запросов может наблюдаться снижение
производительности по сравнению с другими моделями
данных.
22
Базы данных

23.

МТУСИ
Лекция 4
Вывод:
Сетевая и иерархическая модели подходит для простых задач и малых объемов данных, где важна
эффективность и простота управления. Однако при увеличении объема данных и необходимости в
большей гибкости, предпочтение отдается другим моделям, таким как реляционная модель
23
Базы данных