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Netzwerkdatenbank, relationale Datenbank und Diagrammdatenbank im Vergleich

Was ist eine Netzwerkdatenbank?

Ein Netzwerkdatenbankverwaltungssystem (Netzwerk-DBMS) basiert auf einem Netzwerkdatenmodell, mit dem jeder Datensatz mit mehreren Primärdatensätzen und mehreren Sekundärdatensätzen verknüpft werden kann. Mit Netzwerkdatenbanken können Sie ein flexibles Modell für Beziehungen zwischen Entitäten erstellen. Das Netzwerkmodell wurde 1969 von Charles Bachman als Erweiterung des hierarchischen Datenbankmodells vorgeschlagen.

 

Das Wort "Netzwerk" in Netzwerkdatenbanken bezieht sich nicht auf Verbindungen zwischen verschiedenen Computern und Software (als Netzwerk bezeichnet), sondern auf Beziehungen zwischen verschiedenen Dateneinheiten.

 

In diesem Artikel erfahren Sie:

 

Wie funktioniert eine Netzwerkdatenbank?

Eine Netzwerkdatenbank basiert auf einer herkömmlichen hierarchischen Datenbank, mit der Ausnahme, dass jedes Objekt mehrere übergeordnete Elemente anstelle eines einzelnen übergeordneten Elements haben kann. Auf diese Weise können Sie komplexere Beziehungen modellieren. 

 

Netzwerkdatenbanken können anstelle einer Baumstruktur als Diagramm dargestellt werden. Das Diagramm wird durch ein Schema definiert, bei dem es sich um eine Liste von Datenknoten und deren Beziehungen handelt. Dies stellt eine Datenstruktur bereit, auf die in einer regulären relationalen Datenbank nur durch Inferenz zugegriffen werden kann.

 

Netzwerkdatenbanken bieten viel Flexibilität, sind jedoch weiterhin auf Zugriffsmuster und Entwurfsbeschränkungen hierarchischer Datenbanken beschränkt. Diese Einschränkungen wurden später durch relationale Datenbankverwaltungssysteme überwunden.

 

Vor- und Nachteile des Netzwerkdatenmodells

Vorteile

 

  • Einfaches Konzept- Wie eine hierarchische Datenbank sind Netzwerkdatenbanken konzeptionell einfach und leicht zu entwerfen.
  • Mehrere Arten von Beziehungen- Netzwerkmodelle können Eins-zu-Viele- und Viele-zu-Viele-Beziehungen unterstützen. Dies ist nützlich, um reale Beziehungen zwischen Entitäten zu erfassen. 
  • Datenintegrität- Das Netzwerkmodell erlaubt es Mitgliedern nicht, ohne Eigentümer zu existieren.
  • Datenunabhängigkeit- Das Netzwerkmodell ist dem hierarchischen Modell bei der Trennung der Datenverarbeitung von den Details der physischen Speicherung überlegen.
  • Datenzugriff- Der Datenzugriff ist schneller und einfacher als in einer hierarchischen Datenbank.

Nachteile

 

  • Komplexe Implementierung- Alle Datensätze müssen mithilfe von Zeigern gespeichert werden, wodurch die Datenbankstruktur viel komplexer wird als in einer hierarchischen Datenbank.
  • Ineffiziente Bedienung- Einfüge-, Lösch- und Aktualisierungsvorgänge erfordern viele Zeigeranpassungen, die die Leistung beeinträchtigen können.
  • Nicht flexible Struktur- Es ist schwierig, die Struktur einer Datenbank zu ändern, wenn sie bereits gefüllt ist.

 

Hierarchisches vs Netzwerkmodell vs relationales Datenbankmodell

Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung der Unterschiede zwischen einem traditionellen hierarchischen Datenmodell, einem Netzwerkdatenmodell und dem modernen relationalen Datenmodell.

 

Hierarchisches Modell Netzwerkmodell Relationales Modell
Organisiert Daten in einer Baumstruktur Organisieren Sie Daten in einer Diagrammstruktur Speichert Daten in Tabellen
Repräsentiert Eins-zu-Viele-Beziehungen Repräsentiert viele-zu-viele-Beziehungen Unterstützt Eins-zu-Viele- und Viele-zu-Viele-Beziehungen
Ineffizienter Zugriff auf Daten Effizienter Zugriff auf Daten Effizienter Zugriff auf Daten
Unflexibel Flexibel beim Entwerfen der Datenbank, weniger flexibel nach dem Auffüllen von Daten Flexibel sowohl während des Entwurfs als auch nach dem Laden von Daten

Netzwerkdatenbank vs Graphendatenbank

Netzwerkdatenbanken ähneln einem neuen Typ einer nicht relationalen Datenbank, der Diagrammdatenbank. Hier sind einige der Unterschiede zwischen Netzwerkdatenbanken und Diagrammdatenbanken.

 

Netzwerkdatenbank Diagrammdatenbank
Verwendet ein Schema, das angibt, welcher Datensatztyp in welchem anderen Datensatztyp verschachtelt werden kann Keine Einschränkung, jeder Scheitelpunkt kann eine Kante zu jedem anderen Scheitelpunkt haben
Der einzige Weg, auf einen Datensatz zuzugreifen, ist über einen der Zugriffspfade für diesen Datensatz Es ist möglich, direkt auf alle Scheitelpunkte mit eindeutigen IDs zu verweisen oder einen Index zu verwenden, um Scheitelpunkte mit einem bestimmten Wert zu finden
Die untergeordneten Elemente jedes Datensatzes haben eine voreingestellte Reihenfolge, und die Datenbank muss diese Reihenfolge beibehalten. Scheitelpunkte und Kanten werden nicht sortiert, nur die Ergebnisse werden beim Ausführen einer Abfrage sortiert.
Verwendet die SQL-Abfragesprache Unterstützt deklarative Abfragesprachen wie Cypher und SparQL

Datenbanksysteme mit dem Netzwerkmodell

Bekannte Datenbanksysteme, die das Netzwerkmodell verwenden, umfassen:

Integrierter Datenspeicher

Integrated Data Storage (IDS) war ein frühes Netzwerkdatenbank-Managementsystem, das für seine hohe Leistung bekannt war.

 

IDS wurde von Charles Bachman bei General Electric entworfen und 1973 mit dem Turing Award der Computer Society ausgezeichnet. 

 

IDS zielt darauf ab, die Leistung mit verfügbarer Hardware zu maximieren, die zu diesem Zeitpunkt äußerst begrenzt war und daher nicht einfach zu verwenden oder Anwendungen mit IDS zu implementieren war. Die intelligente Implementierung von IDS-Datenbanken (wie das große CSS-Projekt von British Telecom) zeigte jedoch ein Leistungsniveau für Daten im Terabyte-Maßstab, das in keiner modernen relationalen Datenbankimplementierung erreicht werden konnte. 

IDMS

Das Integrated Database Management System (IDMS) verwendete das CODASYL-Netzwerkmodell. Ursprünglich von BF Goodrich entwickelt, war es seit 1989 im Besitz von Computer Associates, die es in CA IDMS umbenannten.

 

Heute wird CA IDMS als Teil von IBM z Systems als leistungsstarkes Datenbankverwaltungssystem verwendet und von Hunderten großer Unternehmen und Regierungsbehörden auf der ganzen Welt verwendet. CAI IDMS / DB ist eine leistungsstarke Datenbank-Engine, die sowohl Netzwerk- als auch relationalen Zugriff bietet und die neueste Hardware verwendet, um eine hohe Leistung zu erzielen, einschließlich des IBM z Systems Integrated Information Processor (zIIP).

Raima Database Manager

Raima Database Manager (RDM) ist eine eingebettete relationale Datenbank, die für die Ausführung auf ressourcenbeschränkten IoT-Edge-Geräten optimiert ist, die Echtzeitantworten erfordern.

 

RDM unterstützt noSQL (Datenbankzugriff auf Datensatz- und Cursorebene), SQL-Datenbankdesign und SQL-ähnliche Datenmanipulationen. Nicht-SQL-Funktionen sind in einer eingebetteten Systemumgebung mit stark begrenzten Ressourcen sehr wichtig. In einer solchen Umgebung stehen hohe Leistung und sehr geringe Stellflächen an erster Stelle. SQL ist wichtig für die Bereitstellung von Standardmethoden für den Datenbankzugriff.

 

Netzwerkdatenbank mit Raima

Raima Database Manager, auch RDM genannt, ist ein RDBMS (Relational Database Management System), das für IoT Edge-Anwendungsfälle entwickelt wurde. Durch die Kombination der Netzwerk- und relationalen Modelltechnologien in einem einzigen System können Sie mit RDM Informationen unabhängig von der Komplexität der Daten effizient organisieren und darauf zugreifen. Das Raima-Datenbanksystem ist so optimiert, dass es sowohl als speicherinternes DBMS mit der Fähigkeit, Daten auf der Festplatte zu speichern, als auch als vollständig festplattenbasiertes Datenbanksystem ausgeführt werden kann. Es ist sehr leistungsfähig mit geringer E / A-Latenz und minimalem Verarbeitungsaufwand. 

Raima Database Manager bietet Entwicklern eine Vielzahl von Datenbankfunktionen, darunter mehrere APIs und Indizierungsmethoden, die nur minimale Ressourcen erfordern. Ein großartiges DBMS für eingebettete Geräte und Anwendungen, die auf Echtzeitbetriebssystemen ausgeführt werden. 

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