网状数据库系统(数据库)

时间：2022-11-29 06:30:01 | 来源：信息时代

时间：2022-11-29 06:30:01 来源：信息时代

    网状数据库系统 : 采用网状数据模型来描述数据库的数据库系统。
1964年,Charles W. Bachman等人在美国通用电气公司开发了第一个网状数据库管理系统(integrated data store,IDS),IDS奠定了网状数据库的基础,并在当时得到了广泛的应用。美国数据系统语言委员会(conference on data system language,CODASYL)下属的数据库任务组(data base task group,DBTG)于1969年提出了网状模型、数据定义语言DDL和操纵语言DML的规范说明,并于1971年出版了第一个正式报告,这个里程碑式的文献被称作DBTG报告。该报告描述的网状数据库系统被称为CODASYL或DBTG系统。1971年报告之后又出现了一些新的版本,值得一提的有1973年、1978年、1981年和1984年的修改版本,后来改名为DBLTG(data base language task group)系统。DBTG首次确定了数据库的三层体系结构,明确了数据库管理员(data base administrator,DBA)的概念,规定了DBA的作用与地位。由于巴赫曼主持设计和开发了IDS系统,并且积极推动和促成网状数据库标准的制定,被公认为“网状数据库之父”。DBTG系统虽然不是在计算机上实现的实际的软件系统,但是它所提出的基本概念、方法和技术具有普遍的意义。在20世纪70年代和80年代,曾经出现过大量的网状数据库系统的产品,比较著名的有Cullinet软件公司的IDMS系统,Honeywell公司的IDSII系统,Univac公司的DMS1100系统,HP公司的IMAGE系统,以及Oracle公司的Oracle CODASYL DBMS系统等。
网状数据库系统采用网状数据模型作为数据的基本结构,网状模型是一种比层次模型更具有普遍性的结构,它去掉了层次模型的限制,允许多个结点没有双亲结点,允许一个结点有多个双亲结点,此外它还允许两个结点之间有多种联系(称之为复合联系)。网状数据库系统用系(set)来描述网状模型,系是实体之间一对多联系的逻辑表示,是在访问数据库时应该遵循的存取路径,系值中的诸记录在存储器中是用指针连接起来的。因此,网状模型可以更直接地去描述现实世界,能够很容易地实现现实世界中各种各样的复杂关系,受到用户的欢迎。
在结构上,网状数据库系统是典型的三级模式,由子模式、模式和存储模式组成。模式是对整个数据库的逻辑视图的描述,对应于数据库的概念层;子模式是对用户关心的局部数据结构的描述,对应数据库的外层或用户视图;存储模式(又称物理模式)是对数据库的存储组织的描述,对应数据库的物理层。有一些网状数据库系统还提供了安全模式,它描述访问数据库的各种限制,以保证数据在数据库、区域、系和记录等层次的安全。
在网状数据库系统中,每一级模式都有对应的数据描述语言DDL,另外,网状数据库系统还提供了数据操纵语言DML。1984年,美国国家标准协会(ANSI)提出了一个网状定义语言(network definition language,NDL)的推荐标准。1987年,ISO 8907定义了NDL国际标准,NDL提供了定义网状数据库的逻辑数据结构和访问数据库的基本操作工具,提供了数据库的设计、存取、控制和保护的功能。NDL包括以下三种数据库语言的语法和语义:
(1)模式数据描述语言:用于说明网状数据库的结构和完整性约束。
(2)子模式数据描述语言:用于说明网状数据库的用户视图。
(3)数据操纵语言:用于说明施加于特定子模式上的数据库过程和执行语句。
网状数据库是导航式数据库,用户在操作数据库时不但要说明做什么,还要说明怎么做。例如,在查询语句中不但要说明查找的对象,而且还要规定查找时的存取路径。一个实用的网状模型经过反复的评价和修改可以分解成系的集合,并用模式数据描述语言(DDL)描述成模式。用户使用相应的宿主语言编写应用程序,援引子模式,调用数据操纵语言(DML)中的语句,在网状数据库管理系统的控制下实现对数据库中数据的存放、检索和修改。系统按照DML语句指定的存取路径对数据库进行访问,并利用系统在内存中开辟的用户工作区(user work area,UWA)实现应用程序和系统之间的通信,完成应用程序对数据库的操作任务。
采用网状数据模型虽然为网状数据库系统带来了数据描述能力强大和存取效率高等优点,但也产生了使用和维护复杂的缺点。网状数据库系统使用了很多与数据检索和数据处理不相干的概念,用户对数据库的访问必须沿着存取路径到达目标数据,这就要求随时记录数据库在各个范围中的当前值。应用程序员还必须了解数据库设计的细节,在一些不必要的低级结构上考虑问题和编码,从而加重了使用者的负担。另外,网状数据库的操纵语言是过程性的,对数据的操作是一次一个记录的存取方式,数据的逻辑独立性不高。随着应用环境的扩大,数据库的结构和用户视图将变得越来越复杂而不够清晰,上述缺点会变得更加严重。
网状数据库在20世纪70年代和80年代非常流行,在数据库产品中占主导地位。近年来逐渐被关系数据库系统取代,但是由于历史的原因,目前在美国、加拿大等国家,网状数据库的用户仍然很多。