Иерархическая модель данных. Описание отображаемой предметной области в иерархической модели данных базируется на гипотезе о том

Описание отображаемой предметной области в иерархической модели данных базируется на гипотезе о том, что моделируемую область можно рассматривать как иерархию объектов.

Вся предметная область, представляющая некоторый класс объектов, разбивается на подклассы, каждый подкласс на подклассы более низкого уровня и т.д. Это модель типа дерево.[2]

Иерархическая модель организует данные в виде структуры, состоящей из узлов и ветвей (рис. 4.1). Наивысший уровень называется корнем. На нижних уровнях находятся предки по отношению к нижестоящим узлам и потомки по отношению к вышестоящим. Каждый потомок может быть связан только с одним предком, а один предок может иметь 0, 1 или N потомков. Доступ к каждому потомку выполняется через его непосредственного предка, и существует единственный иерархический путь доступа к любому узлу, начинающийся с корня дерева. В схеме иерархической БД узлы иерархической модели представляют сущности (информационные объекты), а дуги – связи между ними. Для БД определен порядок обхода – «сверху - вниз», «слева - направо». В иерархической БД для поддержания целостности данных должно выполняться правило: никакой потомок не может существовать без своего предка.

Достоинствами этой модели являются простота понимания и использования. Такая модель удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией. Иерархическая модель данных, как показала практика, позволяет эффективно использовать память компьютера и демонстрирует достаточно высокую скорость выполнения основных операций над данными.

Недостатки модели – в первую очередь, ее не универсальность: для большинства задач требуется дублирование данных, возможна потеря данных, связи «многие - ко - многим» (см. ниже) могут быть реализованы только искусственно при избыточности данных; а во вторую очередь – допустимость только навигационного принципа доступа к данным, (последовательным перемещением по БД для нахождения требуемой записи), записи извлекаются по одной, и чтобы извлечь некое множество данных, нужно повторять операции извлечения повторно. Непосредственный доступ по ключу (см. ниже), как правило, возможен только к объекту самого высокого уровня (корневому). Для обработки информации с достаточно сложными логическими связями иерархическая модель подходит плохо, поскольку становится громоздкой и сложной для понимания обычного пользователя.

На иерархической модели основано сравнительно небольшое число СУБД. Типичным представителем иерархических БД является IMS (Information Management System) компании IBM. Другие примеры: зарубежные системы PC/Focus, Team-Up и Data Edge, а также отечественные разработки - Ока, ИНЭС и МИРИС [24, С.29-32].