Иерархическая модель базы данных

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В УПРАВЛЕНИИ ПЕРСОНАЛОМ.

ТЕМА ИЕРАРХИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ БАЗЫ ДАННЫХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Понятие и характеристика  иерархической модели базы данных…………...5

2. Преимущества и недостатки  иерархической модели………………………...9

Заключение……………………………………………………………………….11

Источники и литература………………………………………………………...12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Основные идеи современной информационной технологии базируются на концепции баз данных, согласно которой основой информационной технологии являются данные, организованные в базах данных, адекватно отражающие состояние той или иной предметной области и обеспечивающие пользователя актуальной информацией в этой предметной области.

Необходимо признать тот факт, что данные являются важнейшим корпоративным ресурсом, а базы данных являются фундаментальным компонентом информационной технологии, поэтому их разработку и использование следует рассматривать с точки зрения самых широких требований предприятия.

Главная цель создания баз данных состоит в объединении функций обновления, ведения и пополнения хранимой информации, а также справочной функции. Основное характерное свойство базы данных — ее независимость от рабочих программ, с которыми она взаимодействует.

Иерархическая модель данных является наиболее простой и появилась первой среди всех моделей баз данных. Появление иерархической модели связано с тем, что в различных областях человеческой деятельности очень многие связи соответствуют иерархии, когда один объект выступает как родительский, а с ним может быть связано множество подчиненных объектов. Самой известной иерархической системой позволяющей создавать иерархические базы данных является система IMS (Information Management System) фирмы IBM, используемая в свое время для поддержки лунного проекта «Аполлон» («Apollon»), в процессе реализации которого необходимо было управлять огромным количеством деталей, иерархически связанных между собой.

Цель исследования – анализ иерархической модели базы данных.

В соответствии с целью необходимо решить следующие задачи:

- охарактеризовать понятие  «иерархическая модель базы данных»;

- выявить достоинства  и недостатки иерархической модели  данных.

Объект исследования – иерархическая модель базы данных. Предметом исследования является организация связей в иерархической модели.

Основными методами в работе явились методы описания, историко-функциональный и сравнительный  метод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Понятие и  характеристика иерархической модели  базы данных

 

         База данных (БД) – это совокупность взаимосвязанных, характеризующаяся возможностью использования для большого количества приложений, возможностью быстрого получения  и модификации необходимой информации, минимальной избыточностью информации, независимостью прикладных программ, общим управляемым способом поиска [1, c. 36].

Возможность применения баз данных для многих прикладных программ пользователя упрощает реализацию комплексных запросов, снижает избыточность хранимых данных и повышает эффективность использования информационной технологии.

Ядром любой базы данных является модель данных. Модель данных – это совокупность структур данных и операций их обработки [1, c.38]. Модели баз данных базируются на современном подходе к обработке информации, состоящем в том, что структуры данных обладают относительной устойчивостью. Структура информационной базы, отображающая в структурированном виде информационную модель предметной области, позволяет сформировать логические записи, их элементы и взаимосвязи между ними. Взаимосвязи могут быть типизированы по следующим основным видам [1, c.38]:

• «один к одному», когда одна запись может быть связана только с одной записью;
• «один ко многим», когда одна запись взаимосвязана со многими другими;
• «многие ко многим», когда одна и та же запись может входить в отношения со многими другими записями в различных вариантах.

Применение того или иного вида взаимосвязей определило три основные модели баз данных: иерархическую, сетевую и реляционную [1, c.39].

Иерархические базы данных – это самая ранняя модель представления сложной структуры данных.

К известным иерархическим системам управления базами данных можно отнести:

- Information Management System (IMS) фирмы IBM (наиболее известный и распространенный представитель);

- Time-Shared Date Management System (TDMS) компании Development Corporation;

- Mark IV Multi – Access Retrieval System компании Control Data Corporation;

- System – 2000 разработки SAS-Institute и т.д.

Информация в иерархической базе организована по принципу древовидной структуры, в виде отношений «предок-потомок» [3, c.56]. Каждая запись может иметь не более одной родительской записи и несколько подчиненных. Связи записей реализуются в виде физических указателей с одной записи на другую.

Графически такую структуру можно изобразить в виде дерева, состоящего из объектов различных уровней. Верхний уровень 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 возможно, чтобы объект-предок не имел потомков или имел их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами.

Организация данных в модели иерархического типа определяется в терминах: элемент, агрегат, запись (группа), групповое отношение, база данных [3, c.64].

Атрибут (элемент данных) - наименьшая единица структуры данных [3, c.64]. 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 [3, c.64]. 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 [3, c.65]. Родительская запись (владелец группового отношения) называется исходной записью, а дочерние записи (члены группового отношения) - подчиненными.

Рассмотрим модель данных предприятия на следующем примере (рис. 1):

Рис. 1. Пример иерархической базы данных

 

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. 1 (а). При этом 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. 1 (b)).

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. 1 (c). Таким образом, опять нужно дублировать информацию.

 

2. Преимущества и недостатки иерархической модели

 

У иерархических баз данных  есть достоинства и недостатки.

К достоинствам относится возможность реализовать фантастически быстрый поиск нужных значений, когда условия запроса соответствуют иерархии в схеме базе данных. Запрос работает очень быстро. С другой стороны, если запрос не соответствует имеющейся иерархии, то и его программирование, и его исполнение, потребуют значительных усилий.

Принципиальным для иерархического представления данных является то, что каждый экземпляр записи приобретает свой смысл только тогда, когда он рассматривается в своем контексте; подчиненный экземпляр записи не может существовать без своего предшественника по иерархии (несимметричность или асимметрия). Асимметрия – основной недостаток иерархического подхода, поскольку она затрудняет работу пользователя [2, c.24]. В частности, пользователь вынужден тратить время и усилия на решение проблем, связанных со спецификой модели и никак не следующих из характера задаваемых вопросов. Очевидно, что такие проблемы усугубляются по мере увеличения числа типов записей, представленных в структуре, и по мере роста сложности иерархии. Кроме того, иерархическая модель обладает  еще  некоторыми нежелательными свойствами, которые ярко проявляются в связи с выполнением каждой из основных операций запоминания (добавление, удаление, модификация).

Другим недостатком иерархической модели является сложность внесения в нее изменений. Если, по каким-то причинам изменились условия задачи, и модель предметной области перестала быть иерархической, то приведение схемы базы данных в соответствие предметной области становится нетривиальной задачей.

В целом недостатки иерархической модели проистекают от того, что данная модель слишком жесткая. Иерархическая модель очень хорошо подходит для устоявшихся предметных областей с четкими зависимости «родитель-потомок», то есть к моделям, где есть четкая субординация между понятиями. Там же, где эти условия выполнены, проявляются достоинства иерархической модели - очень быстрая скорость поиска.

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В ходе проведенного исследования можно сделать следующие выводы.

Во-первых, информация в базе данных некоторым образом структурирована, т.е. ее можно описать моделью представления данных (моделью данных), которые поддерживаются системой управления базами данных. К одной из таких моделей относится  иерархическая.

Во-вторых, при использовании иерархической модели представления данных связи между данными можно охарактеризовать с помощью упорядоченного графа (или дерева). В программировании при описании структуры иерархической базы данных применяют тип данных «дерево».

В-третьих, иерархическая модель данных имеет свои преимущества и недостатки.

Основными достоинствами иерархической модели данных являются:

1) эффективное использование памяти ЭВМ;

2) высокая скорость выполнения основных операций над данными;

3) удобство работы с  иерархически упорядоченной информацией.

К недостаткам иерархической модели представления данных относятся:

1) громоздкость такой  модели для обработки информации  с достаточно сложными логическими связями;

2) трудность в понимании  ее функционирования обычным пользователем.

Источники и литература

 

1. Информационные технологии управления: Учебное пособие для вузов / под ред. Г.А. Титаренко. - 2-е изд., доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. - 439 с.
2. Перешивкин С.А. Информационные технологии управления персоналом. Учебное пособие. – СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 2010. – 48 с.
3. Романова Ю.В., Винтова Т.Е. Информационные технологии в управлении персоналом. Учебник и практикум.- М.: Юрайт, 2014. – 291 с.
4. Трофимов В.Г. Информационные технологии в экономике и управлении. – М.: Юрайт, 2013. – 482 с.