MODELUL RETEA

MODELUL REŢEA

Prezentam aici modelul retea asa cum a fost el formalizat de CODASIL .

Modelul retea este un model care contine înregistrari, date si relatii 1 la mai multi între înregistrari.

Legatura dintre înregistrarea client si înre 616g69g gistrarea factura reprezinta o relatie de unu- la-mai-multe. Înregistrarea de pe partea '1' se va numi proprietar iar cea de pe partea 'mai-multe' se va numi membru.

Relatia unu-la-mai-multe reprezentata mai sus înseamna ca exista posibilitatea ca 0 ,1 sau mai multe facturi sa fie în legatura cu un client dat.

Exista situatii în care relatia este unu-la-unu de exemplu camionul si soferul, dar ea este tratata la fel. Forma generala a unei structuri de date în cazul modelului retea este data în figura 3.1.

Fig.3. 1

Aceasta schema poarta numele de diagrama lui Bachman.

In figura 3.2 va fi prezentata o schema a unei structuri de date obtinute din diagrama Bachman prin introducerea instantelor (actualele valori ale înregistrarilor din structura de date).

Retelele sunt un mod natural de a reprezenta legaturile care se stabilesc între obiecte. Ele sunt des folosite în matematica, operatii de cautare, chimie, fizica, sociologie si alte domenii de cercetare. Atât timp cât marile concerne folosesc obiectele si legaturile dintre ele pentru a modela fenomenele comerciale, nu ne va surprinde ca arhitectura unei retele este aplicata si în organizarea bazelor de date. În general retelele sunt reprezentate cu ajutorul unei structuri matematice numita graf orientat.

3. 1 Notiuni de baza si definitii.

Modelul retea aplicat bazelor de date este reprezentat de o arhitectura pe trei nivele dupa cum urmeaza:

nivelul conceptual ( aspectul logic al tuturor datelor si al relatiilor din baza de date) numit schema.

nivelul extern ( punctele de vedere ale utilizatorilor în ceea ce priveste necesarul de date pentru diferitele aplicatii ) numit subschema.

nivelul intern ( detalii referitoare la memorarea fizica ) este implicita în faza de implementare.

La modelul retea sunt doar doua structuri fundamentale si anume :

îmregistrarea sau record (o colectie de date logic legate între ele)

- legatura sau set (o relatie de unu-la-mai-multe sau unu-la unu între doua

lnregistrari

Exemplu :

Înregistrarea unui client trebuie sa cuprinda urmatoarele date: Clientul, Nume,

Adresa, ValoareDatorata, DataultimeiPlati . De retinut : vom identifica aceasta colectie ca o inregistrare client prin specificarea numelui înregistrarii. Toate înregistrarile vor primi nume ca CLIENT, FACTURA, FURNIZOR si asa mai departe.

Fig.3.2

În figura 3.2 am aplicat câteva conventii de reprezentare a modelului retea sub forma de diagrama. Legaturile sunt reprezentate prin sageti de la înregistrarea proprietar catre înregistrarea membru, fiecare legatura având un nume corespunzator etichetei din dreptul sagetii. Aceasta diagrama corespunde unui graf orientat în care nodurile contin înregistrarile iar arcele sunt legaturile dintre înregistrari.

În figura 3.1 putem vedea trei tipuri de legaturi:

CLIENT-FACTURA legatura dintre proprietarul CLIENT si membrul FACTURA

FURNIZOR-FACTURA legatura dintre proprietarul FURNIZOR si membrul FACTURA

FACTURA-LINIEFACT legatura dintre proprietarul FACTURA si membrul LINIEFACT

Retea simpla este structura de date în care toate legaturile se stabilesc pe baza relatiilor de tip unu-la-mai-multe.

Retea complexa este structura de date în care toate legaturile se stabilesc pe baza relatiilor de tip multe-la-mai-multe.

În figura 3.3 este un exemplu de retea complexa:

Fig.3.3.

Dar o retea complexa nu poate fi implementata direct, de aceea este necesara transformarea ei într-o retea simpla penru a putea raspunde cerintelor de implementare.

Pentru a realiza aceasta transformare vom folosi o înregistrare de legatura care are cel putin cheile celor doua entitati proprietar respectiv membru (celelalte atribute pot fi adaugate dupa dorinta proiectantului). Figura 3.4 ilustreaza cum o retea complexa este transformata într-una simpla.

Fig.3.4

In figura 3.5 vom vedea ce devine schema din fig.3.4 dupa introducerea instantelor.

Fig 3.5

3.2.Modelarea conceptual semantica a relatiilor în modelul retea.

Modelul retea poate fi gândit ca un model conceptual de date cu toate relatiile limitate la legaturi între doua obiecte unde relatiile sînt de unu la mai multe sau unu la unu. Acestea permit o reprezentare grafica simpla a structurilor de date. În schimbul multimilor de obiecte ale modelului conceptual de date avem înregistrari logice (înregistrarile vazute din perspectiva utilizatorlui) care sînt conectate cu alte înregistrari logice prin conectari fizice conectarea înregistrarilor folosind adresa de pe disc a acestora. Fiecare conectare reprezinta o relatie între exact doua înregistrari. Relatia dintre doua înregistrari conectate fizic fac trimitere catre o legatura.

Vom considera o întreprindere având urmatoarele departamente: marketing si contabilitate. In figura 3.6 vom prezenta un fragment din modelul

Fig.3.6

conceptual de date care ilustreaza relatiile dintre clienti si conturi .

In figura 3.7 vom arata cum acest fragment din modelul conceptual este transformat într-o sructura de date de tip retea.

Fig.3. 7.

In figura 3.8 vom prezenta ce ar însemna o relatie de unu-la-mai-multe între client si cont.

Fig.3. 8

Figura are urmatoarea semnificatie: un client poate avea mai multe conturi dar un cont poate apartine unui singur client.

Putem da usor un exemplu în care un cont poate apartine mai multor clienti dar fiecare client poate avea un singur cont.

Din precedentele exemple putem deduce urmatoarele reguli de transformare a modelului conceptual In model logic retea.

- Regula 1.

Pentru fiecare obiect al unei scheme conceptuale se creaza o lnregistrare R in structura de date de tip retea. Toate atributele ei sunt reprezentate ca si câmpuri ale înregistrarii R.

- Regula 2.

Pentru o relatie unu-la-mai-multe înregistrarea de pe partea 1 devine proprietar, iar înregistrarea de pe partea 'mai-multe' devine membru. Daca relatia este de tipul unu-la-unu atunci proprietarul si membrul pot fi arbitrar alesi.

Transformnarea unei relatii n-are.

Într-o întreprindere pot aparea relatii pe trei cai ,dupa cum se poate vedea în figura 3.8 acestea nesatisfacând cerintele unei relatii binare. Totusi exista o cale pentru a indeplini aceste cerinte ,lucru aratat in figura 3.9.

Fig.3.9.

- Regula 3.

Pentru orice relatie n-ara ,n > 2,se creaza o 'înregistrare de conectari' care va fi o înregistrare membru corespunzatoare înregistrarilor proprietar obtinute pe partea 'n' a relatiilor de tip unu-la-mai-multe obtinute în urma acestei transforrnari.

3.2.2. Transformarea relatiilor n la m.

Am vazut deja, în fig 3.3 ca o relatie poate fi n la m. Iata, în continuare un alt exemplu: un produs poate fi facut de mai multi furnizori si un furnizor poate face mai multe produse.

Pentru aceasta diagrama un exemplu de instanta ar putea fi cel din diagrama urmatoare

- Regula 4.

Pentru o relatie mai-multe-la-mai-multe între doua obiecte O1 si O2 se creaza o înregistrare de conectari care devine înregistrare membru pentru fiecare dintre înregistrarile proprietar corespunzatoare obiectelor O1 si O2 .

3.3.Limbajul de definire al datelor (DDL).

În 1971 grupul Database Task Group a publicat un raport înaintat la ANSI

( American Standard Institute) pentru standardizare. Raportul creaza modelul CODASYL DBTG care a stat la baza mai multor modele comerciale cum ar fi S (Honeywell) IMS (Computer Associates). Limbajul DDL pentru descrierea schemei, al DBTG este prezentat în continuare pe un exemplu.

Dupa cum am vazut mai înainte, schema conceptuala trece prin mai multe stadii pentru a putea fi transpusa în model retea. Pasii acestei transformari sunt:

1. Crearea poiectului conceptual.

2.1 Transformarea modelului conceptual în model retea urmarind 2.1 relatiile 1 la n se vor transcrie fara probleme în DDL .

2.2 Relatiile n la m se transforma în doua seturi având relatii 1 la n adaugând entitatea necesara de legatura.

2.3 Daca sunt relatii complexe, n-are, se convertesc în relatii binare conform modelului prezentat .

3. Se traduce în DDL modelul obtinut.

În acest limbaj avem componentele:

sectiunea record (înregistrari)

sectiunea set care specifica legaturile dintre înregistrari. Sa consideram diagrama conceptuala din fig 3.10

fig.3.10.

Transformata în model retea se poate vedea în figura urmatoare.

Acest model da nastere la urmatoarea secventa în DDL al DBTG.

1. SCHEMA NAME IS INTRARI

2. RECORD NAME IS CLIENT

3. CLIENT-ID TYPE IS NUMERIC INTEGER

4. NUME TYPE IS CHARACTER 15

5. ADRESA TYPE IS CHARACTER 20

6. VAL-CONT TYPE IS NUMERIC (5.2)

7. RECORD NAME IS FACT

8. NRFACT TYPE IS NUMERIC INTEGER

9. DATA TYPE IS CHARACTER 9

10. RECORD NAME IS LINIE-FACT

11. COD-PROD TYPE IS NUMERIC INTEGER

12. PRET TYPE IS NUMERIC (13.2)

13. CANT TYPE IS NUMERIC (6.2)

14. CLIFACT

15. OWNER IS CLIENT

16. MEMBER IS FACT

17. FACTLIN

18. OWNER IS FACT .

19. MEMBER IS LINE-FACT

În programe se va defini numai subschema care da un acces limitat la date. Limbajul DBTG mai contine si partea cu care se descriu algoritmii aplicatiilor.