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Modelo Hierárquico m um modelo hierárquico, os dados são organizados em uma estrutura de árvore (desenhada como uma árvore invertida ou raiz), o que implica que cada registro tem apenas um pai. As estruturas hierárquicas foram amplamente utilizadas nos primeiros sistemas de gerenciamento de dados da unidade central, como o IMS System da IBM, e agora são utilizadas para descrever a estrutura de documentos XML. Essa estrutura permite relacionamentos 1:N entre os dados e é muito eficiente na descrição de muitos relacionamentos do mundo real: índices, ordenação de parágrafos e qualquer tipo de informação aninhada. No entanto, a estrutura hierárquica é ineficiente para certas operações de banco de dados quando o caminho completo não está incluído em todos os registros. Uma limitação do modelo hierárquico é sua incapacidade de representar com eficiência a redundância de dados. No relacionamento pai-filho: O filho pode ter apenas um dos pais, mas um pai pode ter vários filhos. Pais e filhos estão ligados por links. Cada nó terá uma lista de links para seus filhos. Modelo de rede O modelo de rede expande a estrutura hierárquica, permitindo relacionamentos N: N em uma estrutura semelhante a uma árvore que permite vários pais. Antes do advento do modelo relacional, o modelo de rede era o mais popular para bancos de dados. Este modelo de rede (definido pela especificação CODASYL) organiza os dados que eles usam em duas construções básicas, registros e conjuntos. Os registros contêm campos que podem ser organizados hierarquicamente, como na linguagem COBOL. Os conjuntos definem relacionamentos N: N entre registros: vários proprietários, vários membros. Um registro pode ser proprietário de vários conjuntos e membro de qualquer número de conjuntos. O modelo de rede é uma generalização do modelo hierárquico, pois é construído sobre o conceito de vários ramos (estruturas de nível inferior) que emanam de um ou mais nós (estruturas de alto nível), enquanto o modelo difere do modelo hierárquico na medida em que ramos podem ser anexados a vários nós. O modelo de rede é capaz de representar redundância em dados de uma forma mais eficiente do que o modelo hierárquico. As operações do modelo de rede são realizadas por navegação: um programa mantém a posição atual e navega entre os registros seguindo as relações entre eles. Os registros também podem ser localizados por valores-chave. Embora não seja um recurso essencial do modelo, os bancos de dados de rede implementam seus relacionamentos por meio de ponteiros diretos para o disco. Isso proporciona uma excelente velocidade de recuperação, mas penaliza as operações de carregamento e reorganização. Entre os DBMS mais populares com arquitetura de rede estão Total e IDMS. IDMS alcançou uma base de usuários significativa; em 1980 adota o modelo relacional e SQL, mantendo também suas ferramentas e linguagens originais. A maioria dos bancos de dados orientados a objetos (introduzidos em 1990) usa o conceito de navegação para fornecer acesso rápido entre objetos em uma rede. Objetividade / DB, por exemplo, implementa 1: 1, 1: N, N: 1 e N: N entre bancos de dados diferentes. Muitos bancos de dados orientados a objetos também oferecem suporte a SQL, combinando assim o poder de ambos os modelos.
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