Объекты очень часто находятся в таких отношениях, которые называются иерархическими. Обычно идет речь о таких отношениях, как "часть-целое", отношение подчиненности или видовое отношение. Объекты, которые находятся в подобных отношениях, образуют дерево, называемое ориентированным графом, то есть имеющим лишь одну вершину, не находящуюся в подчинении какой-либо другой вершины. Эта вершина называется корнем дерева. Взаимодействие между остальными вершинами реализуется следующим образом: любая другая вершина подчиняется только одной, расположенной над ней, вершине. В концептуальном плане иерархическая модель данных понимается как совокупность типов записей, которые связаны типами связей в одно единое или несколько отдельных деревьев. В такой модели все типы связей сформированы по типу "один к нескольким", а на графе это изображается посредством стрелок. Получается, что иерархическая модель данных обладает таким типом взаимосвязи между объектами, как в генеалогическом древе, однако есть одно исключение: для каждого подчиненного объекта имеется лишь один главный объект. То есть в такой модели данных допускается наличие лишь двух типов связи между объектами базы данных: "один к одному" или "один ко многим". Иерархическая база данных по своей сути представляет собой навигационную базу, то есть доступ возможен исключительно при помощи определенных ранее связей.
Если осуществляется моделирование событий, то обычно требуются связи "многие к нескольким". Чтобы снять подобное ограничение, можно предложить такой выход, как дублирование объектов. Однако у дублирования объектов имеется недостаток: может появиться несогласованность информации. Иерархическая модель данных обладает такими достоинствами, как обеспечение быстрого доступа вдоль неких заранее определённых связей благодаря ее навигационной природе. Однако есть у нее и недостатки. Они связаны с отсутствием гибкости у такой модели данных, в частности, это касается невозможности присутствия у объекта нескольких родителей, а также невозможность получения прямого доступа к данным. Это превращает ее в непригодную в условиях регулярного осуществления запросов, которые заранее не были запланированы. Иерархическая модель базы данных обладает еще одним недостатком. Заключается он в том, что информационный поиск с нижних иерархических уровней невозможно направить по узлам, расположенным выше.
В качестве основных информационных единиц в иерархической модели выступают сегмент и поле. Под полем данных принято определять наименьшую неделимую единицу данных, которая доступна пользователю. Для сегментов принято определять тип и экземпляр сегмента. Тип сегмента представляет собой поименованную совокупность типов полей данных, которые в него входят. Экземпляр сегмента формируется из каких-то определенных значений полей. Иерархическая модель данных, как уже говорилось выше, формируется на графовой форме строения данных. Если рассматривать ее на уровне концепции, то она представляет собой лишь частный случай сетевой модели. В иерархической модели вершинам соответствует тип сегмента, а дугам - тип связей в виде "предок-потомок". Тут есть строгое правило, у сегмента-потомка может быть только один предок. Вообще подобная модель выглядит как неориентированный связный граф, обладающий древовидной структурой, объединяющий все сегменты. Структура иерархического типа базы данных включает в себя упорядоченный набор деревьев. Сама модель представляет собой дерево, на верхнем уровне которого расположен один основной объект, на втором уровне размещены объекты второго уровня, на третьем – третьего, и так далее.
Из данного материала вы можете получить некоторое представление о том, что собой представляет иерархическая структура данных.
