Mô hình mạng là mở rộng của cấu trúc phân cấp vì nó cho phép quản lý quan hệ nhiều-nhiều trong cấu trúc dạng cây cho phép nhiều cha mẹ.
Có hai khái niệm cơ bản của mô hình mạng:
- Bản ghi (Records) chứa các trường (fields) cần tổ chức phân cấp.
- Tập hợp (Sets) dùng để định nghĩa quan hệ một-nhiều giữa các bản ghi có một chủ sở hữu (owner), nhiều thành viên (members).
Một bản ghi có thể đóng vai trò chủ sở hữu trong bất kỳ số lượng tập hợp nào, và thành viên trong bất kỳ số lượng tập hợp nào.
Lưu ý: Set không được nhầm lẫn với tập hợp toán học.
Một set được thiết kế với danh sách liên kết vòng (circular linked lists) nơi một loại bản ghi, chủ sở hữu của set còn gọi là cha, xuất hiện một lần trong mỗi vòng, và loại bản ghi thứ hai, gọi là cấp dưới (subordinate) hoặc con, có thể xuất hiện nhiều lần trong mỗi vòng.
Một cấu trúc phân cấp được thiết lập giữa hai loại bản ghi nào đó nơi loại (A) là chủ sở hữu của loại (B). Đồng thời, một set khác có thể được phát triển nơi set sau (B) là chủ sở hữu của set trước (A). Trong mô hình này, quyền sở hữu được xác định bởi hướng, do đó tất cả các set bao gồm một đồ thị có hướng tổng quát. Truy cập bản ghi được phát triển bằng cấu trúc lập chỉ mục của danh sách liên kết vòng.
Mô hình mạng có các đặc điểm chính sau:
- Nó biểu diễn sự dư thừa dữ liệu hiệu quả hơn mô hình phân cấp.
- Có thể có nhiều hơn một đường đi từ nút trước đến nút kế tiếp.
- Các thao tác của mô hình mạng được duy trì bởi cấu trúc lập chỉ mục của danh sách liên kết (vòng) nơi một chương trình duy trì vị trí hiện tại và điều hướng từ bản ghi này sang bản ghi khác bằng cách theo dõi các quan hệ mà bản ghi tham gia.
- Bản ghi cũng có thể được định vị bằng cách cung cấp giá trị khóa.
Sơ đồ sau描绘 mô hình mạng. Một đại lý (agent) đại diện cho nhiều khách hàng (clients) và quản lý nhiều nghệ sĩ (entertainers). Mỗi khách hàng lên lịch bất kỳ số lượng buổi biểu diễn (engagements) nào và thanh toán cho đại lý. Mỗi nghệ sĩ biểu diễn nhiều buổi và có thể chơi nhiều thể loại âm nhạc.
Một tập hợp bản ghi được biểu diễn bởi một nút, và cấu trúc set giúp thiết lập quan hệ trong mạng giúp liên kết một cặp nút với nhau bằng cách dùng một nút làm chủ sở hữu và nút kia làm thành viên. Quan hệ một-nhiều được quản lý bởi cấu trúc set, nghĩa là bản ghi trong nút chủ sở hữu có thể liên quan đến một hoặc nhiều bản ghi trong nút thành viên, nhưng một bản ghi đơn lẻ trong nút thành viên chỉ liên quan đến một bản ghi trong nút chủ sở hữu.
Ngoài ra, bản ghi trong nút thành viên không thể tồn tại nếu không liên quan đến bản ghi hiện có trong nút chủ sở hữu. Ví dụ: khách hàng phải được gán cho một đại lý, nhưng đại lý không có khách hàng vẫn có thể liệt kê trong cơ sở dữ liệu.
Sơ đồ trên cho thấy cấu trúc set cơ bản. Một hoặc nhiều set (kết nối) có thể được định nghĩa giữa một cặp nút cụ thể, và một nút đơn lẻ cũng có thể tham gia các set khác với các nút khác trong cơ sở dữ liệu.
Dữ liệu có thể dễ dàng truy cập trong mô hình mạng nhờ cấu trúc set phù hợp. Không có hạn chế về việc chọn nút gốc, dữ liệu có thể truy cập qua bất kỳ nút nào và đi lùi hoặc tiến với các set liên quan.
Ví dụ, khi người dùng muốn tìm đại lý đã đặt một buổi biểu diễn cụ thể. Anh ấy bắt đầu bằng cách định vị bản ghi biểu diễn thích hợp trong nút ENGAGEMENTS, sau đó xác định khách hàng "chủ sở hữu" bản ghi biểu diễn đó qua cấu trúc set Schedule. Cuối cùng, xác định đại lý "chủ sở hữu" bản ghi khách hàng qua cấu trúc set Represent.
Ưu điểm
- Truy cập dữ liệu nhanh.
- Cho phép người dùng tạo truy vấn phức tạp hơn so với cơ sở dữ liệu phân cấp. Do đó, nhiều loại truy vấn có thể chạy trên mô hình này.
Nhược điểm
- Người dùng phải rất am hiểu cấu trúc cơ sở dữ liệu để làm việc qua các cấu trúc set.
- Cập nhật trong cơ sở dữ liệu này là nhiệm vụ nhàm chán. Không thể thay đổi cấu trúc set mà không ảnh hưởng đến chương trình ứng dụng dùng cấu trúc đó để điều hướng dữ liệu. Nếu thay đổi set, phải sửa đổi tất cả tham chiếu từ chương trình ứng dụng đến cấu trúc đó.