数据库系统1

用树结构来表示实体之间关系的模型称为层次模型。层次模型是商品数据库管理系统中最早使用的数据模型。其典型代表是IBM于1969年开发的数据库管理系统IMS(信息管理系统)。

1.2.3.1层次模型的结构
层次模型表示如下:树的节点表示实体集(记录类型)，节点之间的连接表示两个连接的实体集之间的关系，只能是“1-m”。通常代表1的实体集放在最上面，称为父节点，代表m的实体集放在最下面，称为子节点。层次模型的结构特点是:
(1)根节点只有一个。
(2)根节点以外的其他节点只有一个父节点。
因此，层次模型只能表示“1-m”关系，而不能直接表示“m-m”关系。
在层次模型中，一个节点称为一个记录类型，用来描述实体集。每个记录类型可以有一个或多个记录值，上层的一个记录值对应下层的一个或多个记录值，下层的每个记录值只能对应上层的一个记录值。例如，系统记录类型包括:计算机系统、电信系统和其他记录值。而计算机系的较低记录值包括软件、结构与应用实验室以及数据结构、操作系统、数据库等课程，软件实验室的员工和项目的较低记录值。
解决层次模型中实体集之间多对多关系的方法是引入冗余节点。比如在学生和课程的多对多关系中，引入学生和课程的冗余节点，转化为两棵树:一棵树的根是学生，子节点是课程，说明一个学生可以选择多门课程；一棵树的根是一门课程，它的子节点是学生，这反映了一门课程可以由许多学生选择。
1.2.3.2层次模型的数据操作
层次模型的数据操作的特点是必须从根节点开始，按层次顺序访问。首先，介绍了两个层次上的概念。
(1)记录类型代码将层次模型中的记录树进行配对，并按照从上到下、从左到右的顺序给每个记录类赋予一个编号，称为记录类型代码，用以表示记录类在树中的位置。
(2)顺序字段为了确定同一记录类下每个记录值的位置，规定了一个记录中某个字段的值作为记录值排序的依据，这个字段称为顺序字段。
(3)有记录类型编码和序列字段的层次序列和路径，所有记录值都可以排序。先按类型编码排序，再按顺序字段排序同一类型编码下的所有记录值。这种从上到下、从左到右的顺序就是层级顺序。从根节点到目标节点的所有直接祖先的类型代码和序列域构成了节点的分层路径。如图1.19所示，D(系)、S(科)、C(课程)、F(院系)、P(项目)分别代表系、研究室、课程、员工、项目。D02的层次顺序:d02s 01 f 01 f 02s 02 f 03 f 03 f 05 f 06 f 07023056 c 01 c 02 c 03。
gudept(dept # = ' d02 ')
section(sec # = ' s03 ')
在更新设施的层次模型(fac # =' f06')
之前，通常先执行一个查询，然后再执行。所以层次模型数据操作的特点是通过层次路径定位记录，一次只能访问一条记录。

1.2.3.4中层次模型的物理存储
层次模型的物理存储有两种实现方式:
(1)顺序法
按照层次顺序存储所有相邻的记录，即通过物理空位置的相邻性实现层次顺序。
(2)指针法
记录不是按层次顺序存储的，而是用指针按层次顺序链接的。

1.2.3.5层次模型的约束条件
层次模型的约束条件是:
(1)层次模型的树是有序树(层次顺序)。任何节点的所有子树都是有序的，这意味着对数据库访问路径的控制。
(2)树中的父节点和子节点之间只有一条连接，所以对于树中的任何一个节点，从根节点到它只有一条路径。
(3)不能直接表达多对多的联系。
(4)树节点中任何记录的属性都只能是简单数据类型，不能分离。