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第五节 层次模型和网状模型 1. 层次模型 (1) 什么是层次模型 用树形(层次)结构表示实体及实体间联系的数据模型称为层次模型。 (2) 树中的每一个结点表示一个记录类型，连线表示双亲-子女关系。 因此，层次模型实际上是以记录类型为结点的有向树。层次模型满足以下三个条件： 有且仅有一个结点无双亲结点，称为根结点。 根以外的其它结点有且仅有一个双亲结点。 没有子女结点的结点，称为叶结点。 (3) 层次模型的示例 层次模型这种结构方式反映了现实世界中数据的层次结构关系。 在现实世界中，许多实体之间的联系本身就是一种自然的层次结构关系，例如，学校行政机构的组织方式就是一种层次结构关系，如图1所示。其实，所有企事业单位的行政机构的组织方式都是一种层次结构关系。 图1 学校行政机构的层次模型 (4) 层次模型的优点 在层次模型中，通过指针来实现记录之间的联系，查询效率较高。 (5) 层次模型的缺点 缺点1：由于从属结点有且只有一个双亲结点，所以它只能表示1：N联系，虽然有各种辅助手段实现M：N联系，但较复杂，用户不易掌握。 缺点2：由于层次顺序的严格和复杂，引起数据的查询和更新操作都很复杂，因此应用程序的编写也比较复杂。 (6) 层次模型的应用 层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型，层次数据库管理系统采用层次模型作为数据的组织方式。 层次数据库系统的典型代表是IBM公司于1968年推出的IMS(Information Management System)数据库管理系统，这是世界上第一个大型的商用数据库管理系统，曾经得到广泛的应用。 2. 网状模型 (1) 什么是网状模型 用网状结构表示实体及实体间联系的数据模型称为网状模型。 (2) 网中的每一个结点表示一个记录类型，联系用链接指针来实现。 网状模型满足以下两个条件： 允许有一个以上的结点无双亲结点。 一个结点可以有多个双亲结点。 这样，在网状模型中任何两个结点都可以有联系，从而能够描述客观世界中实体的M：N联系。 (3) 网状模型的示例 网状模型可以方便地表示各种类型之间的联系，如图2所示，给出了一个简单的城市之间的铁路交通联系的网状模型。 图2 铁路交通的网状模型 (4) 网状模型的优点 优点1：能表示多对多联系，能够直接描述复杂的关系。 优点2：在网状模型中，同样通过指针来实现记录之间的联系，查询效率较高。 (5) 网状模型的缺点 缺点1：编写应用程序比较复杂，程序员必须熟悉数据库的逻辑结构。 缺点2：数据的独立性比较差，程序和数据没有完全独立。 (6) 网状模型的应用 网状数据库管理系统采用网状数据模型作为数据的组织方式。 例如，Cullinet Software公司的IDMS，Honeywell公司的IDS/2，HP公司的IMAGE等都是一些比较成功的基于网状数据模型的数据库管理系统，并在20世纪70~80年代得到广泛的应用。 由于层次数据库管理系统和网状数据库管理系统的应用程序编写复杂，因此从20世纪80年代中期起其市场已被关系数据库管理系统产品所取代。