Éstas son bases de datos que, como su nombre indica, almacenan su información en una estructura jerárquica. En este modelo los datos se organizan en una forma similar a un árbol (visto al revés), en donde un nodo padre de información puede tener varios hijos. El nodo que no tiene padres es llamado raíz, y a los nodos que no tienen hijos se los conoce como hojas.
Las bases de datos jerárquicas son especialmente útiles en el caso de aplicaciones que manejan un gran volumen de información y datos muy compartidos permitiendo crear estructuras estables y de gran rendimiento.
Una de las principales limitaciones de este modelo es su incapacidad de representar eficientemente la redundancia de datos.
CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA JERÁRQUICA
Los segmentos, en función de su situación en el árbol y de sus características, pueden denominarse como:
1)SEGMENTO PADRE: Es aquél que tiene descendientes, todos ellos localizados en el mismo nivel. (cuadro B).
2) SEGMENTO HIJO: Es aquél que depende de un segmento de nivel superior. Todos los hijos de un Mismo padre están en el mismo nivel del árbol. (Cuadro C, D)
3) SEGMENTO RAÍZ: El segmento raíz de una base de datos jerárquica es Αel padre que no tiene padre. La raíz siempre es única y ocupa el nivel superior del árbol. (Cuadro A)
Una OCURRENCIA de un segmento de una base de datos jerárquica es el conjunto de valores particulares que toman todos los campos que lo componen en un momento determinado.
Un REGISTRO de la base de datos es el conjunto formado por una ocurrencia del segmento raíz y todas las Ocurrencias del resto de los segmentos de la base de datos que dependen jerárquicamente de dicha ocurrencia raíz.
La relación PADRE/HIJO en la que se apoyan las bases de datos jerárquicas, determina que el camino de Acceso a los datos sea ÚNICO; este camino, denominado CAMINO SECUENCIA JERÁRQUICA, comienza siempre en una ocurrencia del segmento raíz y recorre la base de datos de arriba a abajo, de izquierda a derecha y por último de adelante a atrás.
El esquema es una estructura arborescente compuesta de nodos, que representan las entidades, enlazados por arcos, que representan las asociaciones o interrelaciones entre dichas entidades.
La estructura del modelo de datos jerárquico es un caso particular de la del modelo en red, con fuertes restricciones adicionales derivadas de que las asociaciones del modelo jerárquico deben formar un árbol ordenado, es decir, un árbol en el que el orden de los nodos es importante. Una estructura jerárquica, tiene las siguientes características:
El árbol se organiza en un conjunto de niveles.
- El nodo raíz, el más alto de la jerarquía, se corresponde con el nivel 0.
- Los arcos representan las asociaciones jerárquicas entre dos entidades y no tienen nombre, ya que no es necesario porque entre dos conjuntos de datos sólo puede haber una interrelación.
-Mientras que un nodo de nivel superior (padre) puede tener un número ilimitado de nodos de nivel inferior (hijos), al nodo de nivel inferior sólo le puede corresponder un único nodo de nivel superior. en otras palabras, un progenitor o padre puede tener varios descendientes o hijos, pero un hijo sólo tiene un padre.
- Todo nodo, a excepción del nodo raíz, ha de tener obligatoriamente un padre.
- Se llaman hojas los nodos que no tienen descendientes.
- Se llama altura al número de niveles de la estructura jerárquica.
- Se denomina momento al número de nodos.
- El número de hojas del árbol se llama peso.
- Sólo están permitidas las interrelaciones 1:1 ó 1:N
- Cada nodo no terminal y sus descendientes forman un subárbol, de forma que un árbol es una estructura recursiva.
El árbol se suele recorrer en preorden; es decir, raíz, subárbol izquierdo y subárbol derecho.
Entre las restricciones propias de este modelo se pueden resaltar:
A) Cada árbol debe tener un único segmento raíz.
B) No puede definirse más de una relación entre dos segmentos dentro de un árbol.
C) No se permiten las relaciones reflexivas de un segmento consigo mismo.
D) No se permiten las relaciones N:M.
E) No se permite que exista un hijo con más de un padre.
F) Para cualquier acceso a la información almacenada, es obligatorio el acceso por la raíz del árbol, excepto en el caso de utilizar un índice secundario.
G) El árbol debe recorrer siempre de acuerdo a un orden prefijado: el camino jerárquico.
H) La estructura del árbol, una vez creada, no se puede modificar.
Las estructuras jerárquicas se clasifican también como:
- Lineales: es un caso particular y simple en el que cada tipo de registro padre sólo puede tener un tipo de registro hijo, donde se muestra la interrelación entre (Los Cuadros F,G)
-Arborescente propiamente dicha: un tipo de registro padre puede tener varios tipos de registro
Descendientes. (Los Cuadros B,C,D).
Base de datos en red:
Éste es un modelo ligeramente distinto del jerárquico; su diferencia fundamental es la modificación del concepto de nodo: se permite que un mismo nodo tenga varios padres (posibilidad no permitida en el modelo jerárquico).
Fue una gran mejora con respecto al modelo jerárquico, ya que ofrecía una solución eficiente al problema de redundancia de datos; pero, aun así, la dificultad que significa administrar la información en una base de datos de red ha significado que sea un modelo utilizado en su mayoría por programadores más que por usuarios finales.
Los vendedores destacados para distribuir determinados productos en algunas ciudades puede ilustrar este modelo. Cada producto puede ser distribuido por más de un vendedor, así mismo cada vendedor puede encargarse de diferentes ciudades.
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