Introducción al modelo de base de datos jerárquico

El modelo de base de datos es una forma de definir la estructura o el diseño lógico de una base de datos. Indica la forma en que se almacenan, acceden y actualizan los datos en DBMS (Sistema de gestión de bases de datos). Ahora discutiremos el modelo de base de datos jerárquico en detalle. Hay muchos modelos de datos para representar datos. Algunos son:

  • Modelo relacional
  • Modelo jerárquico
  • Modelo de red
  • Modelo de entidad-relación

En Relación, los datos del Modelo se organizan en tablas 2D (bidimensionales) donde una relación se mantiene mediante un campo común en dos tablas.

En el modelo de base de datos jerárquico, los datos se representan en una estructura de árbol. Representa una relación padre-hijo con un solo padre para cada hijo.

El modelo de red es una extensión del modelo jerárquico. En estos datos se representa en forma de gráficos con más de un nodo primario para un nodo secundario.

En el modelo de entidad-relación, los objetos se dividen en entidades y sus características en sus atributos y luego la relación se establece entre diferentes entidades.

Ahora discutiremos el modelo de base de datos jerárquico en detalle.

¿Qué es el modelo de base de datos jerárquico?

Un modelo de base de datos jerárquica es un modelo de datos en el que los datos se representan en la estructura de árbol. En este modelo, los datos se almacenan en forma de registros que son la colección de campos. Los registros están conectados a través de enlaces y el tipo de registro indica qué campo contiene el registro. Cada campo puede contener solo un valor.

Un modelo de base de datos jerárquico debe tener solo un elemento primario para cada nodo secundario, pero los nodos principales pueden tener más de un elemento secundario. Múltiples padres no están permitidos. Esta es la principal diferencia entre el modelo de base de datos jerárquico y de red. El primer nodo del árbol se llama nodo raíz. Cuando es necesario recuperar los datos, se recorre todo el árbol a partir del nodo raíz. Este modelo representa relaciones de uno a muchos.

Veamos un ejemplo: supongamos que tenemos un directorio principal que contiene otros subdirectorios. Cada subdirectorio contiene más archivos y directorios. Cada directorio o archivo puede estar en un solo directorio, es decir, solo tiene un padre.

Aquí A es el directorio principal, es decir, el nodo raíz. B1 y B2 son sus hijos o subdirectorios. B1 y B2 también tienen dos hijos C1, C2 y C2, C3 respectivamente. Pueden ser directorios u otros archivos. Esto representa relaciones de uno a muchos.

Usos del modelo de base de datos jerárquico

Un modelo de base de datos jerárquico fue ampliamente utilizado durante la era de las computadoras mainframe. Hoy, un modelo de base de datos jerárquico se utiliza principalmente para almacenar sistemas de archivos e información geográfica. Se utiliza en aplicaciones donde se requiere un alto rendimiento, como telecomunicaciones y banca. También se usa una base de datos jerárquica para el Registro de Windows en el sistema operativo Microsoft Windows. Es útil cuando se cumplen las dos condiciones siguientes:

  1. Los datos deben estar en un patrón jerárquico, es decir, la relación padre-hijo debe estar presente.
  2. Se debe acceder a los datos en un patrón jerárquico a través de una sola ruta.

Ventajas del modelo de base de datos jerárquico

  • Los datos se pueden recuperar fácilmente debido a los enlaces explícitos presentes entre las estructuras de la tabla.
  • La integridad referencial siempre se mantiene, es decir, cualquier cambio realizado en la tabla primaria se actualiza automáticamente en una tabla secundaria.
  • Promueve el intercambio de datos.
  • Es conceptualmente simple debido a la relación padre-hijo.
  • La seguridad de la base de datos se aplica.
  • Eficiente con relaciones 1: N.
  • Una clara cadena de mando o autoridad.
  • Aumenta la especialización.
  • Alto rendimiento.
  • Resultados claros

Desventajas del modelo de base de datos jerárquico

  • Si la tabla primaria y la tabla secundaria no están relacionadas, agregar una nueva entrada en la tabla secundaria es difícil porque se debe agregar una entrada adicional en la tabla primaria.
  • Las relaciones complejas no son compatibles.
  • Redundancia que da como resultado información inexacta.
  • El cambio en la estructura conduce a cambios en todos los programas de aplicación.
  • La relación M: N no es compatible.
  • Sin manipulación de datos o lenguaje de definición de datos.
  • Falta de estándares.
  • Poca flexibilidad
  • Barreras de comunicación
  • Desunión organizacional.
  • Estructura rígida

Características del modelo de base de datos jerárquico:

  • Relaciones de muchos a muchos: solo admite relaciones de uno a muchos. Muchas a muchas relaciones no son compatibles.
  • Problema en la eliminación: si se elimina un padre, el hijo se elimina automáticamente.
  • Jerarquía de datos: los datos se representan en una estructura jerárquica en forma de árbol.
  • Relación padre-hijo: cada hijo puede tener solo un padre pero un padre puede tener más de un hijo.
  • Puntero: los punteros se utilizan para vincular registros que indican cuál es un registro primario y secundario.
  • La entrada y salida del disco se minimiza: los registros primarios y secundarios se colocan o almacenan cerca uno del otro en el dispositivo de almacenamiento, lo que minimiza la entrada y salida del disco duro.
  • Navegación rápida: como el padre y el hijo se almacenan uno cerca del otro, el tiempo de acceso se reduce y la navegación se vuelve más rápida.
  • Relación predefinida: todas las relaciones entre los nodos raíz, padre e hijo están predefinidas en el esquema de la base de datos.
  • Dificultad de reorganización : la jerarquía impide la reorganización de los datos.
  • Redundancia: una a muchas relaciones aumenta la redundancia en los datos, lo que conduce a la recuperación de datos inexactos.

Ejemplos

Tomemos un ejemplo de estudiantes universitarios que toman diferentes cursos. Se puede asignar un curso a un solo estudiante, pero un estudiante puede tomar tantos cursos como desee, por lo tanto, seguir una o varias relaciones.

Ahora podemos representar el modelo jerárquico anterior como tablas relacionales como se muestra a continuación:

Mesa de estudiante:

Mesa de curso:

De esta manera, el modelo jerárquico se puede representar en tablas relacionales y viceversa.

Conclusión

En este artículo, hemos discutido en detalle el modelo de base de datos jerárquico que describe la relación padre-hijo que facilita la representación de datos y la comprensión del concepto fácilmente. Se usó principalmente en tiempos de computadoras mainframe, pero aún así, se usa en muchos campos donde el alto rendimiento y los conceptos fáciles son los parámetros. Por lo tanto, el modelo jerárquico es eficiente para una o muchas relaciones y se usa ampliamente para registrar datos del sistema de archivos.

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