網絡數據庫,關係數據庫和圖形數據庫的比較

1 月 24

什麼是網絡數據庫?

網絡數據庫管理系統(Network DBMS)基於網絡數據模型,該模型允許每個記錄與多個主要記錄和多個輔助記錄相關。網絡數據庫使您可以創建實體之間關係的靈活模型。該網絡模型由Charles Bachman於1969年提出,是對分層數據庫模型的擴展。

 

The word “network” in network databases does not refer to connections between different computers and software (known as networking), but rather about relations between different data entities.

 

 

網絡數據庫如何工作?

網絡數據庫基於傳統的分層數據庫,不同之處在於它允許每個對象具有多個父對象而不是單個父對象。這使您可以為更複雜的關係建模。 

 

網絡數據庫可以表示為圖形而不是樹形結構。該圖由模式定義,該模式是數據節點及其之間的關係的列表。這提供了一個數據結構,在常規關係數據庫中,只能通過推理來訪問。

 

網絡數據庫提供了很大的靈活性,但是仍然受限於分層數據庫的訪問模式和設計限制。這些限制後來被關係數據庫管理系統克服。

 

網絡數據模型的利與弊

優點

 

  • 簡單的概念-like a hierarchical database, network databases are conceptually simple and easy to design.
  • 多種關係-network models can support one-to-many and many-to-many relationships, which is useful for capturing real life relationships between entities. 
  • 數據的完整性-the network model does not allow members to exist without an owner.
  • 數據獨立性-the network model is superior to the hierarchical model in separating data processing from the details of physical storage.
  • 資料存取-data access is faster and easier than in a hierarchical database.

缺點

 

  • 複雜的實施-all records must be stored using pointers, making database structure much more complex than in a hierarchical database.
  • 低效的操作處理-insertion, deletion and updating operations require many pointer adjustments, which can hurt performance.
  • 非彈性結構-it is difficult to change the structure of a database once it is already populated.

 

分層與網絡模型與關係數據庫模型

下面總結了傳統的分層數據模型,網絡數據模型和現代的關係數據模型之間的區別。

 

層次模型 網絡模型 關係模型
以樹狀結構組織數據 將數據組織成圖結構 將數據存儲在表中
表示一對多關係 表示多對多關係 支持一對多和多對多關係
數據訪問效率低 高效訪問數據 高效訪問數據
僵硬的 設計數據庫時很靈活,填充數據後不太靈活 在設計過程中和加載數據後都非常靈活

網絡數據庫與圖數據庫

網絡數據庫類似於一種新型的非關係數據庫,即圖數據庫。這是網絡數據庫和圖形數據庫之間的一些差異。

 

網絡數據庫 圖數據庫
使用一個架構,該架構指定可以將哪種記錄類型嵌套在哪種其他記錄類型中 無限制,任何頂點均可具有任何其他頂點的邊緣
訪問記錄的唯一方法是通過該記錄的訪問路徑之一 可以直接引用具有唯一ID的所有頂點,或使用索引查找具有特定值的頂點
每個記錄的子級都有一個預設的順序,數據庫必須保持該順序。 頂點和邊不排序,運行查詢時僅對結果排序。
使用SQL查詢語言 支持聲明性查詢語言,例如Cypher和SparQL

使用網絡模型的數據庫系統

使用網絡模型的知名數據庫系統包括:

集成數據存儲

集成數據存儲(IDS)是一種早期的網絡數據庫管理系統,以其高性能著稱。

 

IDS was designed by Charles Bachman at General Electric, and won the Computer Society’s Turing Award in 1973. 

 

IDS aims to maximize performance using available hardware, which was extremely limited at the time, so was not easy to use or implement applications using IDS. However, smart implementation of IDS type databases (such as British Telecom’s large CSS project) demonstrated a level of performance on terabyte-scale data unmatched in any modern relational database implementation. 

IDMS

集成數據庫管理系統(IDMS)使用了CODASYL網絡模型。最初由BF Goodrich開發,自1989年以來由Computer Associates擁有,後者將其重命名為CA IDMS。

 

如今,CA IDMS已作為高性能數據庫管理系統用作IBM z Systems的一部分,並已被全球數百家大型企業和政府機構使用。 CAI IDMS / DB是功能強大的數據庫引擎,可提供網絡訪問和關係訪問,並使用最新的硬件來實現高性能,包括IBM z Systems集成信息處理器(zIIP)。

Raima數據庫管理器

Raima數據庫管理器(RDM)是嵌入式關係數據庫,經過優化可在需要實時響應的資源受限的IoT邊緣設備上運行。

 

RDM支持noSQL(記錄和游標級別的數據庫訪問),SQL數據庫設計和類似SQL的數據操作。在資源非常有限的嵌入式系統環境中,非SQL功能非常重要。在這樣的環境中,高性能和很小的佔用空間是最重要的。 SQL對於提供標準的數據庫訪問方法很重要。

 

Raima的網絡數據庫

Raima數據庫管理器(也稱為RDM)是針對IoT Edge用例開發的RDBMS(關係數據庫管理系統)。通過將網絡和關係模型技術結合在一個系統中,RDM使您可以高效地組織和訪問信息,而不必考慮數據的複雜性。 Raima數據庫系統經過優化,可以作為具有將數據持久保存到磁盤的內存DBMS或完全基於磁盤的數據庫系統運行。它具有低I / O延遲和最小處理開銷的高性能。 

Raima數據庫管理器為開發人員提供了豐富的數據庫功能集,包括需要最少資源的多個API和索引方法。適用於在實時操作系統上運行的嵌入式設備和應用程序的出色DBMS。 

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