Иерархичная информация

Содержание
  1. Иерархии информации — Информационные технологии в образовании
  2. IT-блог о веб-технологиях, серверах, протоколах, базах данных, СУБД, SQL, компьютерных сетях, языках программирования и создание сайтов
  3. Иерархическая модель данных
  4. Структура иерархической базы данных
  5. Преобразование концептуальной модели в иерархическую модель данных
  6. Управление иерархическими данными
  7. Иерархическая база данных — это… Модели, примеры
  8. Виды баз данных
  9. Применение иерархической структуры данных
  10. Основные операции над БД, построенными на иерархической модели
  11. Обобщенное описание структуры
  12. Наполнение БД
  13. Достоинства
  14. Недостатки
  15. Примеры
  16. Сетевые базы данных
  17. Иерархия и реляционность
  18. Иерархическая база данных и реляционная база данных 2020
  19. Что такое реляционная база данных?
  20. Отличия:
  21. Иерархичная информация
  22. Иерархическая модель базы данных

Иерархии информации — Информационные технологии в образовании

Иерархичная информация

Виды иерархии информации

Важным аспектоминформации является ее главенствующая роль в процессе управления. Круг объектовуправления чрезвычайно широк и разнообразен: экономика, территория, социальнаясфера, производство, научный эксперимент, образование и др.

При анализе процесса управленияввиду сложности объекта осуществляют его расчленение на части по различнымпризнакам. Одним из главных признаков является вид иерархии. Характерныследующие виды иерархии: временная, пространственная, функ­циональная,ситуационная и информационная.

Следует отметить, что деление какой-либо системына части не может быть однознач­ным, так как выделение границ между частямиявляется всегда в какой-либо мере субъективным.

Выбор того или иного принципавыделения составных частей должен удовлетворять следующим ос­новным условиям:обеспечивать их максимальную автономность; учитывать необходимость координацииих действий для достиже­ния общей цели функционирования, а также совместимостьот­дельных частей.

  • Временная иерархия. Признаком деления здесь является интер­вал времени от момента поступления информации о состоянии объекта управления до момента выдачи управляющего воздействия. Чем больше интервал, тем выше уровень (ранг) элемента. Управле­ние может осуществляться в реальном времени с интервалом, рав­ным суткам, декаде, месяцу, кварталу и т.д. Причем управляющий интервал выбирается не произвольно, а исходя из критериев, опре­деляющих устойчивость и эффективность функционирования всей системы.
  • Пространственная иерархия. Признаком деления здесь является площадь, занимаемая объектом управления. Чем больше площадь объекта, тем выше его ранг. Данный признак является субъективным, так как не всегда площадь, занимаемая объектом, соответст­вует ее значимости, и ее можно использовать в случае аналогично­сти параметров элементов одного уровня.
  • Функциональная иерархия. В ее основе лежит функциональная зависимость (подчиненность) элементов системы. Такое разделе­ние также является субъективным, так как в этом случае трудно выделить границы между элементами системы.
  • Ситуационная иерархия. Деление на уровни в данном случае осуществляется в зависимости от эффекта, вызываемого той или иной ситуацией, например, от ущерба, возникающего в результате аварии или выхода из строя оборудования.
  • Информационная иеррхия. В настоящее время этот вид иерар­хии является очень существенным в связи с возросшим значением информации для управления. В основе деления на уровни лежит оперативность и обновляемость информации. Именно через эти характеристики прослеживается иерархия информации по уровням управления предприятием.

На первом уровнехранится и обрабатывается повторяющаяся, часто обновляющаяся информация,необходимая для повседневной деятельности, т.е. для оперативного управления.Следующий уро­вень составляет информация более обобщенная, чем оперативная, ииспользуемая не так часто.

Информация группируется по функ­циональным областями применяется для поддержки принятия ре­шения по управлению производством. нем уровне хранится и обрабатывается стратегическая информация для долгосрочногопланирования.

Для нее характерны высокая степень обобщенно­сти,неповторяемость, непредсказуемость и редкое использование.

В общем видефункциональная модель процесса управления представлена на рис. 1.1. Учетинформации об объекте управления состоит в регистрации, классификации иидентификации.

На ос­нове разнообразных математических моделей, описывающих ре­альноеи требуемое состояние объекта, и критериев оптимальности анализируют информациюо состоянии объекта управления.

Окон­чательная модель прогнозируемого состоянияобъекта управления формируется в виде плана.

Рис. 1.1. Функциональная модель процесса управления

Возникающие за счетвнешних воздействий отклонения от плана корректируют путем сравнения учетной иплановой информации, нового анализа и формирования управ­ляющих воздействий(регулирования).

В большинстве случаевпри информационном анализе процесса управления обычно рассматривают пассивнуюформу проявления информации, отражающую свойства внешней среды, объектауправления и самой управляющей системы. Однако не менее важ­ное значение имеети активная форма информации, являющаяся причиной изменения состоянияуправляемого объекта.

Принято выделятьследующие качественно различимые формы проявления информации:осведомляющую Iос, преобразующую Iп,принятия решения Iпр и управляющую Iу.

К осведомляющейотносят информацию о состоянии внешней среды, объекта управления и управляющейсистемы. Преобразую­щая включает информацию, содержащуюся в алгоритмах управле­ния.Информация принятия решения является отражением образов и целей на конечноемножество принимаемых решений. Управляющей является информация, вызывающаяцеленаправлен­ное изменение состояния объекта управления.

В любой системеуправления можно выделить два информаци­онных канала: целевой и рабочий. Вцелевом канале на основе ин­формационных процессов происходит выбор цели ипринятие ре­шения по выбору управляющего воздействия.

В рабочем каналеформируется информация, реализуемая исполнительным органом, осуществляющимцеленаправленное изменение состояния объекта управления черезвещественно-энергетические характеристики. Целевой канал может находиться какна одном уровне иерархии с рабочим, так и на более высоком. На рис. 1.

2представлена инфор­мационная структура системы управления, где выделены целевойи рабочий каналы, а также приведены основные формы проявления информации.

Рис. 1.2. Информационная структура системы управления

Источник: https://www.sites.google.com/site/infortechvobrazovanii/it-v-informatike/ierarhii-informacii

IT-блог о веб-технологиях, серверах, протоколах, базах данных, СУБД, SQL, компьютерных сетях, языках программирования и создание сайтов

Иерархичная информация

Здравствуйте, уважаемые посетители моего скромного блога для начинающих вебразработчиков и web мастеров ZametkiNaPolyah.ru.

 Продолжаем рубрику Заметки о MySQL, в которой уже были публикации: Нормальные формы и транзитивная зависимость, избыточность данных в базе данных, типы и виды баз данных, настройка MySQL сервера и файл my.

ini, MySQL сервер, установка и настройка, Архитектура СУБД и архитектура баз данных, Сетевая база данных, сетевая модель данных. Я продолжаю рассматривать различные модели данных, и сегодня мы поговорим про иерархическую модель данных или иначе – иерархическую базу данных.

Стоит сказать, что иерархическая база данных является частным случаем сетевой модели данных, о которой мы говорили в предыдущей публикации. Но дело все в том, что и иерархическая модель данных, и сетевые базы данных являются мало эффективными, и постепенно от их использования отказываются.

Иерархические и сетевые СУБД остались только в некоторых крупных фирмах, которые наполняли такие базы годами. И сейчас основной проблемой для таких фирм является проблема совместимости иерархических и сетевых баз данных с реляционными базами данных.

Ну а сегодня мы просто поговорим про иерархическую базу данных.

Не забываем подписываться на RSS-ленту и на публичную страницу .

Иерархическая модель данных

Иерархическая модель данных является частным случаем сетевой модели данных, структура иерархической базы данных немного проще сетевой и, соответственно, иерархические базы данных даже менее эффективны, чем сетевые. Иерархическая модель данных, как и сетевые БД опирается на теорию графов.

Иерархическая база данных. Иерархическая модель данных.

В основе иерархической модели данных лежит один главный элемент (главный узел), с которого все и начинается, такой элемент называет корневым элементом, в теории графов это называется корнем дерева. Вообще, по сути, что сетевая база данных, что иерархическая база данных имеет древовидную структуру.

Все элементы или узлы, которые находятся ниже корневого узла иерархической модели, являются потомками корня.

Стоит сказать, что и иерархическая база данных, и сетевая база данных оптимизированы на чтение информации из БД, но не на запись информации в базу данных, эта особенность обусловлена самой моделью данных.

Узлы дерева, которые находятся на одном уровне, обычно называются братьями. Узлы, которые находятся ниже какого-то определенного уровня, являются дочерними узлами    по отношению к нему.

Иерархическую модель данных можно сравнить с файловой системой компьютера. Компьютер умеет очень быстро работать с отдельными файлами: удалять конкретный файл, редактировать файл, копировать или перемещать файл.

Но операция проверки компьютера антивирусом может происходить достаточно длительное время.

Точно такие же особенности присуще иерархической СУБД, то есть базы данных, имеющие иерархическую структуру, умеют очень быстро находить и выбирать информацию и отдавать ее пользователю. Но структура иерархической модели данных не позволяет столь же быстро перебирать информацию. Ну, это видно из рисунка, представленного выше.

Допустим, что нам необходимо найти все записи, содержащие слово «сотрудник».

Как будет поступать иерархическая СУБД в этом случае? А поступать она будет следующим образом: свой поиск она начнет с корневого элемента иерархической модели данных, проверив его, она начнет проверять его связи, если связей будет несколько, то она пойдет проверять в крайний левый дочерний элемент, расположенный на уровень ниже.

Затем иерархическая СУБД проверит содержимое этого элемента и его связи, если связей опять будет несколько, то она отправится опять-таки в крайний левый дочерний элемент, чтобы проверить его содержимое, проверив его содержимое она увидит, что у этого узла нет дочерних элементов и вернется в родительский узел этого узла, чтобы проверить, есть ли у него еще дочерние элементы. И так постепенно, узел за узлом, спуская и поднимаясь по иерархии узлов СУБД переберет все узлы и выдаст нам все записи, в которых есть слово «сотрудник». Ну, думаю, что с иерархической моделью данных мы более-менее разобрались (если не разобрались, то пишите в комментарии), можно приступить к рассмотрению структуры иерархической базы данных.

Структура иерархической базы данных

Самые первые в мире СУБД использовали иерархическую модель данных, иерархические базы данных появились даже раньше, чем сетевая модель хранения данных. Поэтому структура иерархической базы данных немного проще, чем структура сетевой БД.

  И так, основными информационными единицами иерархической модели данных являются сегмент и поле. Поле данных является наименьшей неделимой информационной единицей иерархической базы данных, доступной пользователю.

У сегмента данных можно определить его тип и экземпляр сегмента.

Иерархическая база данных. Иерархическая модель данных.

Экземпляр сегмента образуется из конкретных значений полей данных. Тип сегмента – это именованная совокупность всех типов полей данных, входящих в данный сегмент. Если ориентироваться по рисунку выше, то тип сегмента – это родительский элемент и все его дочерние элементы.

Как я уже говорил: иерархическая модель данных базируется на теории графов, но если структура сетевой БД описывается ориентированным графом (графом со стрелочками), то структура иерархической базы данных описывается неориентированным графом.

Характерной особенностью структуры иерархической модели данных является то, что у любого потомка или дочернего элемента может быть только один предок или родительский элемент.

Каждый узел иерархического дерева или каждый элемент иерархической базы данных является сегментом данных. Линии, соединяющие сегменты – это связи между информационными объектами иерархической базы данных. Рисунок должен внести дополнительную ясность:

На концептуальном уровне иерархическая база данных является частным случаем сетевой модели данных.

Преобразование концептуальной модели в иерархическую модель данных

Преобразование концептуальной модели в иерархическую модель данных происходит аналогично преобразованию в сетевую модель данных, но существую некоторые тонкости, о которых мы и поговорим. Эти тонкости связаны с тем, что структура иерархической базы данных должна быть представлена в виде дерева, то есть данные иерархической модели должны быть организованы в виде дерева.

Как вы помните: дуги, соединяющие узлы между собой, – это связи. Связи бывают один к одному и один ко многим. Преобразование связей один ко многим происходит автоматически в том случае, если потомок иерархического дерева имеет только одного предка.

Происходит это следующим образом: Каждый объект с его атрибутами, участвующий в такой связи, становится логическим сегментом. Между двумя логическими сегментами устанавливается связь типа «один ко многим». Сегмент со стороны «много» становится потомком, а сегмент со стороны «один» становится предком.

Согласитесь, что преобразование в иерархическую модель данных похоже на преобразование в сетевую модель.

Ситуация значительно усложняется, если потомок в связи имеет не одного, а двух и более предков.

Так как подобное положение является невозможным для иерархической модели, то отражаемая структура данных нуждается в преобразованиях, которые сводятся к замене одного дерева, например, двумя (если имеется два предка).

В результате такого преобразования в базе данных появляется избыточность, так как единственно возможный выход из этой ситуации — дублирование данных.

Управление иерархическими данными

У иерархической модели данных существует два средства управления данными: языковые средства описания данных (ЯОД) и языковые средства манипулирования данными (ЯМД). Физическая структура иерархической базы данных описывает: логическую структуру иерархической модели данных и саму структуру хранения базы данных.

При этом способ доступа устанавливает способ организации взаимосвязи физических записей. Определены следующие способы доступа:

  • иерархически последовательный;
  • иерархически индексно-последовательный;
  • иерархически прямой;
  • иерархически индексно-прямой;
  • индексный.

Помимо того, что обязательно должно быть задано имя иерархической базы данных и способа доступа к каждому элементу иерархической модели данных, описание иерархической БД должно содержать определение типов каждого сегмента данных, входящих в базу данных, в соответствие с выстроенной иерархией. Описание типов сегмента следует начинать с корня иерархической модели. Особенностью иерархических баз данных является то, что каждая физическая база данных может содержать только один корень, но в одной иерархической системе может находиться несколько физических баз данных.

Среди операторов манипулирования данными для иерархической базы данных  можно выделить операторы поиска данных, операторы поиска данных с возможностью модификации, операторы модификации данных.

Набор операций манипулирования данными в иерархической модели данных не так уж обширен, но этого набора вполне достаточно для управления и поддержания иерархических баз данных.

Примеры типичных операторов поиска данных:

  • найти указанное дерево БД;
  • перейти от одного дерева к другому;
  • найти экземпляр сегмента, удовлетворяющий условию поиска;
  • перейти от одного сегмента к другому внутри дерева;
  • перейти от одного сегмента к другому в порядке обхода иерархии.

Примеры типичных операторов поиска данных с возможностью модификации:

  • найти и удержать для дальнейшей модификации единственный экземпляр сегмента, удовлетворяющий условию поиска;
  • найти и удержать для дальнейшей модификации следующий экземпляр сегмента с теми же условиями поиска;
  • найти и удержать для дальнейшей модификации следующий экземпляр для того же родителя.

Примеры типичных операторов модификации иерархически организованных данных, которые выполняются после выполнения одного из операторов второй группы (поиска данных с возможностью модификации):

  • вставить новый экземпляр сегмента в указанную позицию;
  • обновить текущий экземпляр сегмента;
  • удалить текущий экземпляр сегмента.

Источник: https://zametkinapolyah.ru/zametki-o-mysql/ierarxicheskaya-baza-dannyx-ierarxicheskaya-model-dannyx.html

Иерархическая база данных — это… Модели, примеры

Иерархичная информация

Иерархическая база данных — это БД, основанная на древовидной структуре. По принципу построения она чем-то схожа с файловой системой компьютера. У использования такой модели есть свои достоинства и недостатки, которые будут рассмотрены в этой статье, вместе с подробными примерами.

Виды баз данных

Как известно, различают четыре вида посторения БД:

  • Реляционные — табличные СУБД, где информация представлена в виде строк-столбцов. По этому принципу строятся базы данных в «Аксесе», к примеру.
  • Объектно-ориентированные — тесно связаны с ООП (программированием, в котором идет работа с объектами), и это их главный плюс, но, учитывая их небольшую производительность, они пока значительно уступают в распространенности реляционным.
  • Гибридные — СУБД, вмещающие в себе сразу два указанных выше вида.
  • Иерархические — объект внимания данной статьи. Это БД, характеризирующиеся древообразной структурой.

Наиболее известным примером иерархической базы данных является продукт, созданный компанией IBM («АйБиЭм»), под названием Information Management System (переводится как «Информационная система управления»), сокращенно IMS. Первая версия IMS вышла еще в прошлом, двадцатом веке, в шестьдесят восьмом году. Она используется для хранения и контроля данных и поныне.

Иерархическая модель данных строится по следующему принципу:

  • для каждого узла древовидной структуры ставится в соответствие некий сегмент;
  • под сегментом понимаются поля данных с присвоенным каждому полю именем и выстроенные в один линейный кортеж;
  • еще одно соответствие: один входной и несколько выходных сегментов для каждого исходного поля;
  • для каждого структурного элемента существует одно и только одно место в системе иерархии;
  • древовидная структура начинается с корневого элемента;
  • у каждого подчиненного узла только один предок, но у каждого исходного может быть несколько потомков.

Применение иерархической структуры данных

Иерархическая база данных — это хранилище, применимое для тех систем, которым изначально свойственна древовидная структура. Для них выбирать подобное моделирование — логично.

Пример иерархической базы данных с изначально систематизированными степенями — воинское подразделение, в котором, как известно, четко определены ранги.

Также это могут быть сложные механизмы, состоящие из все более упрощающихся к низу иерархии частичек. Для моделирования таких систем и приведения их к виду рассматриваемой БД нет необходимости в декомпозиции.

Тем не менее такая ситуация складывается не всегда.

Кроме того, существует тенденция, при которой направленный вниз по структуре запрос проще, чем аналогичный вверх.

Основные операции над БД, построенными на иерархической модели

Структура иерархической базы данных позволяет успешно и практически беспроблемно (в зависимости от навыков и умений) совершать следующие операции (представлены самые основные, список всегда можно расширить мелкими дополнениями):

  • поиск по базе данных того или иного элемента;
  • переход по базе данных — от дерева к дереву;
  • переход по дереву — от ветви к ветви;
  • соответственно, переход по ветвям — поэлементно;
  • работа с записями: вставка новой и/или удаление текущей, копирование, вырезание и т. д.

Обобщенное описание структуры

Термин «древовидная» для описания структуры упоминается в этой статье уже далеко не единожды. Пора рассказать, откуда он произошел. Все потому что иерархическая база данных — это такая БД, которая использует тип данных «дерево». Рассмотрим подробнее, что он из себя представляет.

Это составной тип: в каждый из элементов (узлов) вкладывается несколько последующих (один или более). А начинается все с одного корневого элемента. Суть в том, что каждый из кусочков типа «дерево», является подтипом, тоже «деревом». Много-много разветвленных, и все также упорядоченных структур.

Элементарные типы могут быть простыми и составными, но по существу это всегда записи. Но в простом записи присутствует один тип данных, а в составном — целая их совокупность.

Иерархической модели свойственен принцип потомков, когда каждый предыдущий сегмент является предком для последующего. Кроме того, потомок по отношению к вышестоящему типу является типом подчиненным, в то время как равнозначные один другому записи считаются близнецами.

Наполнение БД

Основными данными иерархической БД являются значения (числа или символы), которые хранятся в записях. Обходят такую базу данных обычно снизу вверх и слева направо.

Достоинства

Иерархическая база данных — это имеющая корневую папку БД, постепенно разветвляющаяся книзу. Учитывая, что подобная структура весьма схожа с файловой системой, такие базы успешно применяются для выполнения различных операций над данными ЭВМ. Итог: рациональное распределение ее памяти, а также весьма достойные показатели времени, затраченного на работу.

Иерархическая модель идеальна для применения ее для упорядоченной информации.

Недостатки

Однако те же особенности рассматриваемых СУБД, которые стали их основными достоинствами, определяют также и их недостатки.

К примеру, громоздкость и сложность логических связей — опытному специалисту при работе с ранее неизвестной базой будет трудно разобраться, а простой пользователь и вовсе в ней «заблудится». Эта сложность понимания приводит к тому, что на самом деле не так много СУБД построены на иерархической модели.

Примером иерархической базы данных является, кроме уже описанного продукта компании «АйБиЭм», «Ока» и МИРИС (производство России), а также Data Edge и Team-UP (от зарубежных корпораций).

Примеры

Иерархическая база данных — это многообразие различных уровней, на которых строятся взаимосвязи. Схематично она выглядит как перевернутый граф. Пример иерархической базы данных — любое государственное административное учреждение. Взять, допустим, школу.

На самом верхней уровне будет располагаться «лидер» администрации — директор. В его подчинении завучи, у завучей — преподаватели, который руководят параллелями классов. В каждой параллели энное их количество, а в каждом классе есть некоторое число учеников.

По такому же принципу можно расписать и управление какой-нибудь корпорацией. Глава компании или даже совет директоров на самом верху. Далее — все большее количество подразделений, в каждом из которых действует своя структура. Есть и общие черты: начальник в каждом отделе, его помощник, его секретарь, собственно, офисные сотрудники и так далее.

Могут быть и более серьезные области применения. Яркий пример иерархической базы данных- это файловая система. Всем привычный «Проводник» строится в самом ядре операционной системы «Виндоус» именно по такой схеме, так же, как и многие другие файловые менеджеры.

Сетевые базы данных

Существуют:

  • реляционные;
  • иерархические;
  • сетевые базы данных.

Почему мы вновь вспомнили о классификации? Поскольку, в отличие от реляционной, сетевая БД имеет с иерархической схожие черты.

Время вспомнить виды связей в базах данных. Есть связи «один-к-одному», «один-ко-многим» и «многие-ко-многим». Нас интересует последняя. В сетевой БД она проявляется следующим образом: у одного узла-наследника может быть сразу несколько предков.

Свойство иметь несколько потомков также сохраняется. Можно сказать, что иерархические базы данных, сетевые базы данных сами по себе уже пример такого наследования.

Предком в данном случае является именно иерархическая БД, так как принцип построения структуры в сетевых БД остается прежним.

Иерархия и реляционность

Название «реляционная» произошло от английского слова «отношение». Как уже упоминалось в начале статьи, они часто выражаются таблично. Но в предыдущем пункте мы указали, что иерархическая БД также может организовывать связи, значит ли это, что и между этими двумя типами есть некая объединяющая их тонкая ниточка?

Да. Помимо того, что и первый, и второй вид все еще относятся к базам данных, кроме этого признака есть еще одно общее свойство. Например, иерархическую БД (и сетевую заодно с ней) можно выразить в таблице.

Суть здесь не в том, в каком виде представить информацию конечному пользователю (это уже вопрос юзабилити интерфейса), но по какому принципу была структурирована информация.

Так, четкое деление на отделы со своими начальниками, подразделениями и прочим по-прежнему будет выражено в иерархии, но для удобства занесено в таблицу.

Источник: https://FB.ru/article/234653/ierarhicheskaya-baza-dannyih---eto-modeli-primeryi

Иерархическая база данных и реляционная база данных 2020

Иерархичная информация

Мы все знаем, что базы данных создаются для обработки данных и их хранения.

Кроме того, мы даже смущены тем, какую базу данных использовать, поскольку у нас есть много вариантов выбора! Обычно мы выбираем поставщика базы данных или владельца.

Кроме того, мы можем также выбрать нужную базу данных для нашей потребности, анализируя ее типы, такие как иерархическая, реляционная, сетевая база данных или объектно-ориентированная база данных.

В иерархической базе данных данные организованы в древовидной структуре. Каждая отдельная информация хранится в поле, а поля, в свою очередь, формируют записи. Доступ к этим данным осуществляется с помощью связей между ними. В этой структуре все записи данных связаны, наконец, с одной родительской записью. Он также называется записью владельца.

Связи между записями часто описываются как отношения родитель-ребенок. Наилучшим использованием иерархической базы данных является ее развертывание в библиотечной системе, поскольку она хранит имена или номера книг, используя десятичную систему Dewey. Эта система напоминает древовидную структуру, разделяя одно и то же родительское число, а затем ветви, как деревья.

Аналогично, мы можем использовать его для хранения имен в телефонной книге.

Что такое реляционная база данных?

Он хранит данные в виде таблиц с уникальными ключами для доступа к данным. Эти таблицы предоставляют данные в необходимой форме с помощью использования языков запросов. Интересная часть состоит в том, что для сбора данных по нашему выбору не требуется перегруппировки данных. Он часто упоминается как системы управления реляционными базами данных (РСУБД).

Отличия:

  • Проще использовать: Иерархические базы данных используют логические отношения родитель-потомок, и это выглядит проще. Но реляционные базы данных включают таблицы для хранения записей в виде полей таблицы. Также в большинстве случаев для каждой записи требуется уникальный ключ.
  • Кто старше? Иерархические базы данных появились еще до реляционных баз данных, и это процессор для всех других баз данных.
  • Основное различие в представлении данных: В иерархических базах данных категория данных называется «Сегменты», тогда как в реляционных базах она называется «Поля».
  • Наследование: Каждый дочерний сегмент / узел в иерархической базе данных наследует свойства своего родителя. Но в реляционных базах данных нет понятия наследования, поскольку нет уровней данных.
  • Связывание данных: В иерархических базах данных Сегменты неявно связаны, поскольку ребенок связан с его родителем. Но в реляционных базах данных мы должны явно связывать таблицы с помощью «Первичных ключей» и «Внешних ключей».
  • Использование ключей: Реляционные базы данных обычно создаются с помощью уникальных ключей, называемых главным ключом, а также ключей из других таблиц, называемых внешними ключами. Эти внешние ключи являются первичными ключами в другой таблице, и они передаются при доступе к другой таблице из этой таблицы. Таким образом, основное использование ключей — дать уникальную идентификацию для записей данных и ссылаться на другие таблицы во время процесса извлечения данных. Но иерархическая база данных никогда не использует ключи. Он имеет свои ссылки, чтобы обозначать путь, пройденный во время извлечения данных. Поэтому мы можем рассматривать ключи в реляционных базах данных как эквивалент путей в иерархических базах данных во время извлечения данных. Но пути никогда не представляют уникальность данных, которые были сохранены в иерархических базах данных.
  • Уникальные и повторяющиеся данные: Поскольку ключи представляют уникальность данных в реляционных базах данных, мы можем легко перечислить такие данные по требованию. Но когда то же самое требуется в иерархической базе данных, она нуждается в обработке большого количества. У нас может быть более одной копии одной и той же книги в библиотеке, но с разными номерами книг. В этом случае мы должны сравнить имена книг, чтобы идентифицировать дубликаты. Поэтому реляционные базы данных подходят для хранения уникальных данных, тогда как иерархические базы данных являются хорошими для данных с дубликатами.
  • Сбор данных: Представьте, что у вас есть система управления библиотекой, и она хранит данные о книге с присвоенным номером книги для каждой книги.

Рассмотрим книгу, присвоенную номером книги, как 1034. Процесс получения данных здесь приведен ниже.

  • В иерархической базе данных:

Если book-no> 1000 {

Если book-no> 1500 {…}

Else {if book-no> 1100

Если book-no> 1050 {…}

Else {if book-no> 1025 {if book-no> 1030 {if book-no> 1035 {…}

Else {if book-no = 1031} …

Если book-no = 1032} …

Если book-no = 1033} …

Если book-no = 1034} … Матч найден здесь

еще

Если book-no> 500 {…}

Else {…}

Вышеупомянутый процесс происходит поэтапно, когда мы достигаем ветви дерева, взбирающегося из его ствола.

  • В реляционной базе данных: Здесь данные извлекаются с помощью основных ключей и внешних ключей. Не нужно трогать хвост, пройдя через голову! Да, мы можем напрямую обращаться к обязательным полям с помощью соответствующего ключа.

Подумайте, что нам нужно получить поле «дата рождения», у которого идентификатор сотрудника — 12345. Здесь идентификатор сотрудника — это первичный ключ, и мы обрабатываем запросы, как показано ниже.

Получить имя сотрудника, Employee-DOB

Из таблицы сотрудников

Где employee-ID = '12345'.

Здесь мы можем получить необходимые поля напрямую, и нам не нужно бить о кустах!

  • Связывание данных «многие-ко-многим» или «один-ко-многим»: Эти типы связей данных невозможны с иерархическими базами данных, поскольку родитель может иметь более одного ребенка, тогда как у ребенка не может быть более одного родителя. В последнем случае мы столкнемся с привязкой или отношением данных «много-к-одному» или «многим ко многим». Но эти отношения данных возможны с реляционными базами данных.
  • Поля в реляционной базе данных Vs Узлы в иерархической базе данных: В реляционных базах данных классификация данных основана на «поле», тогда как в иерархических базах она основана на «узлах или сегментах». Каждое поле присутствует в каждой записи в реляционных базах данных. Аналогичным образом, мы можем видеть каждый сегмент в конечных данных, то есть номер книги, имя книги и т. Д. В случае системы управления библиотекой. Это часто называют фундаментальным различием между двумя базами данных, о которых мы упоминали на начальных этапах нашей статьи.
  • Где он находит свое использование? Каждая база данных находит свое применение в приложении или системе и основана исключительно на этом требовании. Например, в системах управления библиотекой используется десятичная система, которая сопоставляет книги, похожие на дерево. В этих системах РСУБД работает не так, как ее концепция отличается. Но когда мы рассматриваем организацию, детали сотрудников или товаров не могут соответствовать древовидной структуре. Поэтому таблицы могут быть лучшим решением для хранения таких деталей. Итак, здесь реляционная база данных — лучший выбор.

Давайте посмотрим на различия в табличной форме.

S.NoРазличия вИерархическая база данныхРеляционная база данных
1.Способы храненияОн использует иерархическое хранение данных.Он хранит данные в табличном виде.
2.Простота использования и представленияОн сложный, чем другой.Это выглядит очень просто, чтобы представлять и понимать.
3.Кто старше?Он старше другого.Он появился только после иерархических баз данных.
4.Фундаментальное различие в представлении данныхКатегория данных называется «Сегменты».Категория данных называется «Поля».
5.наследованиеКаждый дочерний сегмент / узел наследует свойства f его родитель.Концепции наследования нет.
6.Связывание данныхСегменты неявно связаны, поскольку ребенок связан с его родителем.Не связано по умолчанию. Мы должны явно связывать таблицы с помощью «Первичных ключей» и «Внешних ключей».
7.Использование ключаОни снабжены уникальными ключами, называемыми Первичный ключ, а также клавишами из других таблиц, называемых внешними ключами. Эти внешние ключи являются первичными ключами в другой таблице, и они передаются при доступе к другой таблице из этой таблицы. Клавиши предоставляют уникальную идентификацию для записей данных и ссылаются на другие таблицы во время процесса извлечения данных.Он никогда не использует ключи. Он имеет свои ссылки, чтобы обозначать путь, пройденный во время извлечения данных. Поэтому мы можем рассматривать ключи в реляционных базах данных как эквивалент путей в иерархических базах данных во время извлечения данных. Но пути никогда не представляют уникальность данных, которые были сохранены в иерархических базах данных.
8.Уникальные и повторяющиеся данныеУникальные данные можно легко получить, поскольку они хранятся без дубликатов в отношении первичного ключа.Для получения уникальных данных требуется немного больше обработки.
9.Сбор данныхДанные извлекаются из самых верхних узлов, а затем пересекаются по пути до достижения требуемого узла или сегмента.Данные извлекаются из таблиц с помощью клавиш.
10.Связывание данных «многие-ко-многим» или «один-ко-многим»Такое связывание здесь невозможно, поскольку у родителя может быть много детей, а не наоборот, то есть у ребенка не может быть много родителей. Следовательно, привязка данных «многие ко многим» или «один ко многим» вовсе не возможна.Здесь возможны такие отношения данных.
11.Поля Vs УзлыКлассификация данных основана на «сегменте или узле»,Классификация данных основана на «поле»,
12.Где он находит свое использование?В иерархических структурах, таких как система управления библиотеками, для хранения обозначений сотрудников, начиная от генерального директора до сотрудников и т. Д.В структурах, которые могут быть легко представлены в виде таблиц, например, для хранения сведений о сотрудниках и т. Д.

В этой статье вы узнаете, как различаются иерархические и реляционные базы данных, и если вы все еще чувствуете смущение, сообщите нам об этом!

Источник: https://ru.esdifferent.com/difference-between-hierarchical-database-and-relational-database

Иерархичная информация

Иерархичная информация

Не все связи между элементами информации можно отразить с использованием линейных списков и таблиц. Приведем пример иерархии фирмы: во главе — директор, которому подчиняются главный инженер и главный бухгалтер, у каждого из них есть свои подчиненные. Схема управления этой фирмы — многоуровневая.

Рисунок 1.

Такая структура, в которой одни элементы «подчиняются» другим, называется иерархия (от древнегреческого ἱεραρχία – «священное правление»). В информатике иерархию называют деревом. Дело в том, что если перевернуть эту схему вверх ногами, она становится похожа на дерево.

Несколько деревьев образуют лес.

Дерево состоит из узлов и связей между ними (они называются дугами). Первый узел, расположенный на верхнем уровне (в него не входит ни одна стрелка‐дуга) – это корень дерева. Узлы, из которых не выходит ни одна дуга, называются листьями и они называются конечными узлами. Все остальные узлы, кроме корня и листьев – это промежуточные узлы.

Из двух связанных узлов тот, который находится на более высоком уровне, называется «родителем», а другой – «сыном». Корень – это единственный узел, у которого нет «родителя»; у листьев нет «сыновей».

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Используются также понятия «предок» и «потомок». «Потомок» какого‐то узла – это узел, в который можно перейти по стрелкам от узла‐предка. Соответственно, «предок» какого‐то узла – это узел, из которого можно перейти по стрелкам в данный узел.

Рисунок 2.

В дереве на рисунке справа родитель узла $E$ – это узел $B$, а предки узла $E$ – это узлы $A$ и $B$, для которых узел $E$ – потомок. Потомками узла $A$ (корня) являются все остальные узлы.

Типичными примерами иерархии могут быть различные классификации (растений, животных, минералов, химических соединений). Пример деления отряда Хищные приведен на рисунке $3$.

Рисунок 3. Отряд Хищные

В текстах иерархию часто оформляют в виде многоуровневого списка. Например, оглавление книги о хищниках может выглядеть так:

Рисунок 4.

С иерархией мы встречаемся, работая за компьютером с файлами и папками. Вход в папку – это переход на следующий (более низкий) уровень иерархии:

Рисунок 5. Иерархия папок на компьютере

Алгоритм вычисления алгебрайческого выражения $(a+3)\cdot 5-2\cdot b$ может быть представлен в виде дерева:

Рисунок 6. Дерево алгоритма вычисления выражения $(a+3)\cdot 5-2\cdot b$

Листьями являются числа и переменные, а корнем и промежуточными узлами – знаки операций. Все вычисления идут «снизу вверх», от листьев – к корню. Приведенное дерево в виде математического механизма можно записать так:

Главное,что скобки здесь не обязательны; если их убрать, то выражение все равно может быть однозначно вычислено:

Такая запись называется префиксной (операция записывается перед данными), просматривается с конца. Логика записи следующая: как только встретится знак операции, то эта операция выполняется с двумя значениями, записанными справа. В рассмотренном выражении сначала выполняется умножение:

затем – сложение:

и еще одно умножение

и, наконец, вычитание: $(a+3)\cdot 5-(2\cdot b).$

Для того чтобы вычислять выражение не с конца, а с начала, префиксную форму «разворачивают» задом наперед, тогда получается постфиксная форма (операция после данных). Например, рассмотренное выше выражение может быть записано в виде $b 2 \cdot 5 3 a + \cdot -$

Для вычисления такого выражения скобки не нужны, и это очень удобно для автоматических расчетов. Когда программа на языке программирования высокого уровня переводится в машинные коды, все выражения записываются в бесскобочной постфиксной форме и именно так и вычисляются.

Замечание 1

Информация играет главенствующую роль в обществе и в процессе управления. Информационный поток управления охватывает: экономику, социальную сферу, производство, научные эксперименты, образование и др.

Можно выделить следующие виды иерархии информации: временная, пространственная, функциональная, ситуационная и информационная. Приведенное деление не может быть однозначным.

  • Временная иерархия. Информация делится по времени поступления, обработки или отправки.
  • Пространственная иерархия. Информация делится по пространственному признаку, а именно к какому узлу она относится.
  • Функциональная иерархия. В ее основе лежит функциональная зависимость (подчиненность) элементов системы.
  • Ситуационная иерархия. Информация делится в зависимости от ситуации, например все данные об каком-то одном объекте.

Источник: https://spravochnick.ru/informatika/informacionnye_processy_i_informaciya/ierarhichnaya_informaciya/

Иерархическая модель базы данных

Иерархичная информация

Иерархические базы данных — самая ранняя модель представления сложной структуры данных. Информация в иерархической базе организована по принципу древовидной структуры, в виде отношений «предок-потомок».

Каждая запись может иметь не более одной родительской записи и несколько подчиненных. Связи записей реализуются в виде физических указателей с одной записи на другую.

Основной недостаток иерархической структуры базы данных — невозможность реализовать отношения «много-ко-многим», а также ситуации, когда запись имеет несколько предков.

Иерархические базы данных. Иерархические базы данных графически могут быть представлены как перевернутое дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень (корень дерева) занимает один объект, второй — объекты второго уровня и так далее.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня.

Такие объекты находятся в отношении предка (объект, более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом объект-предок может не иметь потомков или иметь их несколько, тогда как объект-потомок обязательно имеет только одного предка. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами.

Иерархической базой данных является Каталог папок Windows, с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол.

На втором уровне находятся папки Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые являются потомками папки Рабочий стол, а между собой является близнецами.

В свою очередь, папка Мой компьютер является предком по отношению к папкам третьего уровня -папкам дисков (Диск 3,5(А:), (С:), (D:), (Е:), (F:)) и системным папкам (сканер, bluetooth и.т.д.) — рис. 4.1.

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.

Пример:

Рассмотрим следующую модель данных предприятия (см. рис.4.2): предприятие состоит из отделов, в которых работают сотрудники. В каждом отделе может работать несколько сотрудников, но сотрудник не может работать более чем в одном отделе.

Поэтому, для информационной системы управления персоналом необходимо создать групповое отношение, состоящее из родительской записи ОТДЕЛ (НАИМЕНОВАНИЕ_ОТДЕЛА, ЧИСЛО_РАБОТНИКОВ) и дочерней записи СОТРУДНИК (ФАМИЛИЯ, ДОЛЖНОСТЬ, ОКЛАД). Это отношение показано на рис. 4.2 (а) (Для простоты полагается, что имеются только две дочерние записи).

Для автоматизации учета контрактов с заказчиками необходимо создание еще одной иерархической структуры: заказчик — контракты с ним — сотрудники, задействованные в работе над контрактом. Это дерево будет включать записи ЗАКАЗЧИК (НАИМЕНОВАНИЕ_ЗАКАЗЧИКА, АДРЕС), КОНТРАКТ(НОМЕР, ДАТА,СУММА), ИСПОЛНИТЕЛЬ (ФАМИЛИЯ, ДОЛЖНОСТЬ, НАИМЕНОВАНИЕ_ОТДЕЛА) (рис. 4.2 b).

Из этого примера видны недостатки иерархических БД:

Частично дублируется информация между записями СОТРУДНИК и ИСПОЛНИТЕЛЬ (такие записи называют парными), причем в иерархической модели данных не предусмотрена поддержка соответствия между парными записями.

Иерархическая модель реализует отношение между исходной и дочерней записью по схеме 1: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 (рис. 4.2 c). Таким образом, мы опять вынуждены дублировать информацию.

Операции над данными, определенные в иерархической модели:

· ДОБАВИТЬ в базу данных новую запись. Для корневой записи обязательно формирование значения ключа.

· ИЗМЕНИТЬ значение данных предварительно извлеченной записи. Ключевые данные не должны подвергаться изменениям.

· УДАЛИТЬ некоторую запись и все подчиненные ей записи.

· ИЗВЛЕЧЬ:

извлечь корневую запись по ключевому значению, допускается также последовательный просмотр корневых записей

извлечь следующую запись (следующая запись извлекается в порядке левостороннего обхода дерева)

В операции ИЗВЛЕЧЬ допускается задание условий выборки (например, извлечь сотрудников с окладом более 10 тысяч руб.)

Как видим, все операции изменения применяются только к одной «текущей» записи (которая предварительно извлечена из базы данных). Такой подход к манипулированию данных получил название «навигационного».

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/6_2537_ierarhicheskaya-model-bazi-dannih.html

Booksm
Добавить комментарий