Modello gerarchico

Nell'ambito delle basi di dati, il modello gerarchico è un modello logico in cui i dati sono organizzati in una struttura ad albero.

Schema di un database gerarchico

E' stato il primo modello di database ad avere largo successo commerciale. Uno dei DBMS commerciali gerarchici più utilizzati è IBM IMS.^[1]

Descrizione

Il modello gerarchico prevede che i dati siano organizzati seguendo una struttura ad albero, che si suppone rifletta una gerarchia esistente tra le entità rappresentate nel database. I dati sono memorizzati sotto forma di record, ovvero collezioni di uno o più campi. Un tipo notevole di campo è quello di "collegamento" (in inglese link), che connette un record ad altri record associati. Tramite i collegamenti si realizzano delle catene di record che formano un albero. Un esempio potrebbe essere un record di tipo "cliente", collegato a vari "ordini", a loro volta collegati a vari "articoli".

Nel modello gerarchico ogni record può avere un solo genitore, ma zero o più discendenti. Il modello reticolare estende il modello gerarchico, ammettendo multipli genitori. Per recuperare dati da questi database, l'albero dei record deve essere attraversato nella sua interezza partendo dal record radice. Entrambi i modelli erano particolarmente adatti a gestire dati che venivano normalmente conservati su supporti a nastro magnetico, che dovevano necessariamente essere letti dall'inizio alla fine o comunque sequenzialmente al fine di recuperare una qualsiasi quantità di dati.

Una pecca del modello gerarchico è la sua stretta dipendenza sulle implementazioni specifiche alle applicazioni. Questa limitazione nel tempo spostò le preferenza dei progettisti verso il modello relazionale, nonostante le implementazioni di quest'ultimo fossero inizialmente meno performanti.^[2]

Storia

Il modello gerarchico venne sviluppato da IBM negli anni 1960 per l'uso nei primi DBMS su mainframe. La struttura ad albero risultò semplice ma inflessibile poiché permetteva di definire soltanto relazioni del tipo uno-a-molti (1:N). IMS e RDM Mobile sono esempi di DBMS gerarchici che gestiscono multiple gerarchie sugli stessi dati.

Il modello gerarchico perse trazione nel momento in cui il modello relazionale di Codd divenne lo standard de facto usato da virtualmente tutti i principali sistemi di gestione delle basi di dati. Un'implementazione su database relazionale del modello gerarchico (modello a set innestati) venne discussa per la prima volta in un articolo pubblicato nel 1992.^[3] Gli schemi gerarchici per l'organizzazione dei dati sono tornati di moda con l'avvento di XML e i database XML verso la fine degli anni 1990.

Tra gli usi contemporanei dei modelli gerarchici rientrano la memorizzazione di informazioni geografiche e i file system. In particolare i database gerarchici sono ancora ampiamente usati per applicazioni ad alto grado di affidabilità e prestazioni, come nel settore bancario, medico e delle telecomunicazioni. Un altro esempio di database gerarchico è il registro di Windows.

Bibliografia

• Abraham Silberschatz, Henry F. Korth e S. Sudarshan, Database System Concepts, 4ª ed., McGraw-Hill, 2004.