階層型データベースモデル

階層型データベース モデルは、データがツリーのような構造に編成されるデータ モデルです。データは、リンクを介して相互に接続されたレコードとして保存されます。レコードはフィールドのコレクションであり、各フィールドには 1 つの値のみが含まれます。レコードの種類によって、レコードに含まれるフィールドが定義されます。

階層型データベース モデルでは、各子レコードには 1 つの親しか存在できませんが、各親レコードには 1 つ以上の子レコードが存在する可能性があります。階層型データベースからデータを取得するには、ルート ノードから始めてツリー全体をトラバースする必要があります。このモデルは、1960 年代に IBM によって作成された最初のデータベース モデルとして知られています。^[要出典]

リレーショナル データベース モデルが登場したとき、階層型データベース モデルに対する批判の 1 つは、アプリケーション固有の実装に大きく依存していることでした。この制限とリレーショナル モデルの使いやすさが相まって、当初は既存のネットワーク モデルや階層型モデルに比べてパフォーマンスが低かったにもかかわらず、リレーショナル データベースの人気が高まりました。^[1]

階層構造は 1960 年代に IBM によって開発され、初期のメインフレームDBMSで使用されました。レコードの関係はツリー状のモデルを形成します。この構造は単純ですが、関係が 1 対多の関係に限定されているため柔軟性がありません。IBM情報管理システム(IMS) と RDM Mobile は、同じデータに対して複数の階層を持つ階層型データベース システムの例です。

階層型データモデルは、Coddのリレーショナルモデルが事実上すべての主流データベース管理システムで使用されるデファクトスタンダードになったため、勢いを失いました。階層型モデルのリレーショナルデータベース実装は、1992 年に初めて公開された形式で議論されました^[2] (ネストされたセットモデルも参照)。階層型データ編成スキームは、 1990 年代後半のXMLの出現とともに再浮上しました^{[3] (} XML データベースも参照)。階層構造は、今日では主に地理情報とファイルシステムの保存に使用されています。^[要出典]

現在でも階層型データベースは、特に銀行、医療、通信などの非常に高いパフォーマンスと可用性を必要とするアプリケーションで広く使用されています。最も広く使用されている商用階層型データベースの 1 つは IMS です。^{[4]階層型データベースのもう 1 つの使用例は、} Microsoft Windowsオペレーティング システムのWindows レジストリ です。^[5]

組織は、従業員番号、名、姓、部署番号などの属性/列を含むテーブルに従業員情報を保存できます。組織は必要に応じて各従業員にコンピュータ ハードウェアを提供しますが、コンピュータ機器は割り当てられた従業員のみが使用できます。組織は、各部品のシリアル番号、タイプ、および使用する従業員を含む別のテーブルにコンピュータ ハードウェア情報を保存できます。テーブルは次のようになります。

このモデルでは、employeeデータ テーブルは階層の「親」部分を表し、computerテーブルは階層の「子」部分を表します。コンピュータ ソフトウェア アルゴリズムで通常見られるツリー構造とは対照的に、このモデルでは子が親を指します。図に示すように、各従業員は複数のコンピュータ機器を所有している可能性がありますが、個々のコンピュータ機器の所有者は 1 人の従業員のみである可能性があります。

次の構造を考えてみましょう。

この場合、「子」は「親」と同じタイプです。EmpNo 10 が 20 の上司であり、30 と 40 がそれぞれ 20 に報告するという階層は、「ReportsTo」列で表されます。リレーショナル データベースの用語では、ReportsTo 列はEmpNo 列を参照する外部キーです。「子」のデータ型が異なる場合は、別のテーブルになりますが、従業員テーブルの EmpNo 列を参照する外部キーが依然として存在します。

この単純なモデルは、一般的に隣接リスト モデルとして知られており、リレーショナル モデルでは階層データをモデル化できないという初期の批判が浮上した後に、 Edgar F. Codd博士によって導入されました。 ^{[引用が必要]}ただし、このモデルは、グラフの 一般的な隣接リストの特殊なケースにすぎません。

• ツリー構造
• 階層クエリ
• 階層的クラスタリング

ウィキメディア・コモンズには、階層モデルに関連するメディアがあります。

• Troels の RDBMS の階層データへのリンク
• MySQL での階層データの管理 (このページは MySQL.com から削除されたため、archive.org から提供されています)
• MySQL の階層データ: 1 つのクエリで親と子を検索
• 階層型データベースから階層図を作成する