数据库原理及应用-数据模型之层次与网状模型

2018-01-22 20:55:42

一、层次模型

最先出现的数据模型，因为现实世界中的很多数据本身就存在层次关系，层次模型将客观世界描述成树状结构。

由IBM于1968年推出的IMS（Information Management System）数据库管理系统是第一个层次模型数据库管理系统，也是最典型的一个。

1、记录（record）和字段（field）

记录是用来描述某个事物或者事物间关系的可命名的数据单位。它包含若干字段，每个字段也是可命名的，字段只能是简单的数据类型，比如整形，字符串类型等。

左图是一个名为系的记录，它里面有4个字段，这是记录型的定义，也就是记录的数据模式；右图是记录的一个实例。

2、双亲子女关系(Parent-Child relationship，PCR)

这是层次模型中最基本的数据数据关系。它代表了两个记录型之间的一对多的关系。

3、层次数据模式（Hierarchical Data Schema）

层次数据模式包含了多个PCR关系。

左图是一个层次数据模式的例子，其中每个方框代表一个记录型，每个弧线代表一个PCR型。层次数据模式应该是一个树，所以每个记录型只有一个双亲，但可以有多个子女。

右图是层次数据模式的一个实例，层次数据模式可以有多个实例，这些实例构成一个森林。

 

4、虚拟记录（Virtual Record）

在现实世界中，很多时候并不只是存在一对多的关系，也就是可能存在多对多，多对一，三元关系等等，因此层次数据模型必须推广到模拟非层次的数据上才具有普遍意义。

为了避免冗余，虚拟记录的概念被引入进来用来解决提到的问题，所谓虚记录，其本质就是一个指针，也就是在本该存记录的地方用一个指针代替。

 

二、网状数据模型

网状数据模型和层次数据模型类似也以记录（record）为数据的存储单位，记录包含若干的数据项（data items），这里的数据项要比字段的功能强，字段只能是简单的数据类型，数据项可以是复杂的数据类型（数组，其他记录等）。在网状数据类型中，每个记录项可以是多个记录的主记录，也可以是多个主记录的属记录。另外，网状数据模型还引入了联系记录（LINK record）来解决自连接，多元等的联系。

1、系（set）

网状数据模型中使用系来表示记录型之间一对多的联系，少的一方称为主记录，多的称为属记录。网状数据模型在计算机中是以链表的形式存储的。

我们看到，不论是层次数据模型还是网状数据模型，在查询的时候都需要自己手动编写程序，比如层次数据模型需要会遍历树，网状数据模型需要会遍历链表。