Che cos'è un database di rete?

Un database di rete rappresenta i dati in una struttura simile a un grafico, in cui i puntatori collegano i record in una rete o struttura del grafico. In questo modello, i dati sono organizzati in nodi (che rappresentano entità o record) e bordi (che rappresentano le relazioni tra i nodi).

A differenza del modello gerarchico in cui un genitore può avere più figli, ma un figlio può avere solo un genitore, in un database di rete, i nodi possono avere più connessioni con altri nodi, consentendo loro di formare una rete più flexstruttura flessibile e complessa. Questa struttura consente relazioni più sofisticate tra le entità di dati, rendendola adatta a rappresentare dati interconnessi.

Uno dei principali vantaggi di un database di rete è la sua capacità di gestire relazioni e query complesse. Poiché i nodi possono avere più connessioni, il recupero dei dati è maggiore flexbile e intuitivo rispetto a database gerarchici. Questa architettura è particolarmente utile negli scenari in cui le entità di dati hanno relazioni complesse tra loro, come nei social network, nelle reti della catena di fornitura o nelle strutture organizzative.

La gestione di un database di rete può essere più complessa rispetto ad altri banca dati modelli, come mantenimento l'integrità dei dati e la gestione dei percorsi di navigazione all'interno della rete richiedono un'attenta progettazione e realizzazione.

Come funziona un database di rete?

Un database di rete organizza i dati in una struttura simile a un grafico composta da nodi e spigoli. I nodi rappresentano entità o record, mentre i bordi rappresentano le relazioni tra queste entità. Consentire ai nodi di avere più connessioni rende possibile rappresentare relazioni complesse e consente interrogazioni e navigazione efficienti tra i dati.

Quando i dati vengono archiviati in un database di rete, ciascun nodo contiene tipicamente sia campi dati (attributi) che puntatori (riferimenti) ad altri nodi a cui è connesso. Questi puntatori stabiliscono le relazioni tra i nodi, consentendo una navigazione efficiente attraverso il database.

Le interrogazioni in un database di rete vengono eseguite attraversando queste connessioni, partendo da un nodo designato e seguendo i percorsi definiti dalle relazioni. Questo approccio consente query sofisticate in grado di recuperare in modo efficiente i dati interconnessi.

Pro e contro del modello di database di rete

Il modello di database di rete presenta alcuni vantaggi e svantaggi.

Professionisti del modello di database di rete

• Flexflessibilità. Uno dei principali vantaggi del modello di database di rete è la sua flexcapacità di rappresentare relazioni complesse tra entità. Il modello di rete consente relazioni molti-a-molti tra i nodi, rendendolo adatto a scenari in cui le entità hanno relazioni complesse e interconnesse, come nei social network o nelle strutture organizzative.
• Interrogazioni efficienti. Il modello di database di rete facilita l'esecuzione di query efficienti consentendo l'accesso diretto ai record correlati tramite puntatori. Ciò significa che l'attraversamento delle relazioni tra i nodi può essere eseguito in modo rapido e diretto senza la necessità di eseguire più unioni o ricerche come in database relazionali.
• Integrità dei dati. Il modello di rete supporta l'integrità dei dati utilizzando puntatori controllati. Le relazioni tra i nodi vengono stabilite tramite questi puntatori, che garantiscono che le connessioni tra le entità rimangano coerenti e valide, preservando l'integrità dei dati.
• Scalabilità. I database di rete possono essere scalati in modo efficace per accogliere volumi crescenti di dati e una crescente complessità delle relazioni. Il modello consente di aggiungere nuovi nodi e relazioni senza ristrutturare in modo significativo l'intero database.
• Rappresentazione gerarchica. Mentre il modello di rete è di più flexbile rispetto ai database gerarchici, conserva comunque la capacità di rappresentare le relazioni gerarchiche quando necessario. Ciò lo rende adatto per applicazioni che richiedono strutture sia gerarchiche che di rete.

Modello database di rete Cons

• Complessità. Il modello di database di rete può essere più complesso da progettare, implementare e mantenere rispetto ai modelli di database più semplici come i database gerarchici o relazionali. Lo sviluppo e la manutenzione di questi database sono più impegnativi, con conseguenti costi più elevati e potenziale complessità.
• Mancanza di standardizzazione. A differenza dei database relazionali, che hanno standard ben definiti e linguaggi di query ampiamente adottati come SQL, il modello di database di rete manca di standardizzazione. Le diverse implementazioni hanno convenzioni diverse e linguaggi di query proprietari, rendendo più difficile per gli sviluppatori lavorare e migrare tra sistemi diversi.
• Ridondanza dei dati. Nel modello di rete, la ridondanza dei dati può rappresentare un problema, in particolare quando più nodi condividono relazioni comuni. A differenza dei database relazionali, i database di rete non utilizzano la normalizzazione per ridurre la ridondanza. Questa mancanza di normalizzazione può comportare dati duplicati su diversi nodi collegati dalla stessa relazione, portando a inefficienze nell'utilizzo dello storage e potenziali incoerenze se gli aggiornamenti dei dati non sono adeguatamente sincronizzati.
• Supporto e strumenti limitati. Rispetto ai database relazionali, che dispongono di un ecosistema maturo di strumenti, framework e risorse, il modello di database di rete spesso ha un supporto limitato e meno strumenti disponibili. Ciò rende più difficile per gli sviluppatori trovare soluzioni adeguate per l'amministrazione del database, l'ottimizzazione delle query e l'integrazione delle applicazioni.
• Preoccupazioni relative alle prestazioni. Sebbene il modello di rete possa offrire query efficienti per determinati tipi di relazioni, potrebbe non funzionare altrettanto bene per tutti gli scenari. Query complesse che coinvolgono l'attraversamento di più nodi e relazioni possono comportare tempi di elaborazione più lunghi e un maggiore utilizzo delle risorse, soprattutto con l'aumento delle dimensioni del database.

Database di rete popolari

Di seguito sono riportati alcuni dei database di rete più comuni, ciascuno dei quali offre caratteristiche e capacità uniche.

IDMS (Sistema di gestione del database integrato)

IDMS, sviluppato da Cullinet e successivamente acquisito da CA Technologies, è stato ampiamente utilizzato negli anni '1970 e '1980 per la sua efficienza nella gestione di complesse relazioni di dati all'interno di ambienti mainframe. IDMS organizza i dati in una struttura di rete, consentendo relazioni molti-a-molti tra i record. Questa struttura consente la rappresentazione efficiente dei dati interconnessi, rendendo il sistema particolarmente adatto per applicazioni con relazioni di dati complesse, come la pianificazione delle risorse aziendali (ERP) e l'elaborazione di transazioni su larga scala. Inoltre, questo sistema di database fornisce query efficienti attraverso il suo linguaggio di query proprietario, DL/I (DataLanguage/I), che consente query complesse.

IMS (sistema di gestione delle informazioni)

IMS, sviluppato da IBM, è una pietra angolare della gestione dei database per settori come quello bancario e finanziario grazie alla sua struttura gerarchica con funzionalità di rete, che facilita l'elaborazione di transazioni ad alto volume. Questo modello gerarchico consente un accesso e un recupero efficienti dei dati, il che è fondamentale per le applicazioni che richiedono l'elaborazione rapida di grandi quantità di dati, come i sistemi OLTP (Online Transaction Processing).

UNIDATA/Universo

UNIDATA/UniVerse è multidimensionale sistema di gestione del database (DBMS) noto per il suo flexbilità e scalabilità. Sviluppato da Rocket Software, UNIDATA/UniVerse è utilizzato in vari settori, tra cui produzione, distribuzione, finanza e sanità. Ciò che distingue UNIDATA/UniVerse è la sua capacità di supportare strutture di database di rete insieme all'organizzazione di dati multidimensionali, fornendo agli utenti una piattaforma versatile per la gestione di dati complessi relazioni di dati e analisi. Questo approccio consente alle organizzazioni di archiviare e analizzare i dati nel modo che meglio si adatta alle loro esigenze specifiche, rendendoli adatti a diverse applicazioni che vanno dall'elaborazione delle transazioni alla business intelligence e al supporto decisionale.

Relex

Relex è un sistema di database di rete specializzato progettato per applicazioni di ingegneria e gestione delle risorse, in particolare in settori come quello aerospaziale, della difesa e automobilistico. Sviluppato per affrontare le sfide uniche della gestione di dati e relazioni ingegneristici complessi, Relex offre una soluzione completa per le organizzazioni che cercano di semplificare i propri processi ingegneristici e ottimizzare la gestione del ciclo di vita delle proprie risorse. Al centro delle capacità di Relex c'è la sua capacità di modellare connessioni complesse tra vari componenti, sottosistemi e sistemi, fornendo agli ingegneri una visione olistica delle loro architetture di prodotto e consentendo un processo decisionale informato durante l'intero ciclo di vita del prodotto.

Modello 204

Il modello 204 è un sistema di gestione di database di rete sviluppato dalla Computer Corporation of America (CCA). È noto per le sue prestazioni eccezionali nell'elaborazione delle transazioni in tempo reale e nei sistemi di supporto decisionale. Il modello 204 è stato ampiamente adottato in vari settori, tra cui finanza, telecomunicazioni e settori governativi, dove l’accesso ai database ad alte prestazioni e la scalabilità sono essenziali. L'architettura di questo sistema di gestione del database è ottimizzata per gestire in modo efficiente grandi volumi di transazioni simultanee, rendendolo la scelta preferita per le applicazioni mission-critical in cui tempi di risposta rapidi sono essenziali.

Database di rete e altri modelli

Ecco i confronti tra i database di rete e altri modelli.

Modello gerarchico e modello di rete

I modelli di database gerarchici e di rete sono entrambi i primi approcci all'organizzazione e strutturazione dei dati, ma differiscono in modo significativo nelle loro architetture e capacità.

In un modello di database gerarchico, i dati sono organizzati in una struttura ad albero, in cui ogni record è collegato a un record principale, che può avere più record secondari. Questa rigida relazione genitore-figlio limita il flexcapacità di rappresentazione dei dati, poiché ogni record figlio può avere solo un genitore.

Al contrario, in un modello di database di rete, i dati sono organizzati in modo diverso flexstruttura simile a un grafico, in cui i record possono avere più connessioni con altri record, formando relazioni complesse. Questo approccio consente molteplici relazioni tra i record, consentendo una rappresentazione dei dati più ricca e versatile.

Mentre i database gerarchici eccellono nel rappresentare relazioni semplici e ben definite, faticano ad accogliere strutture di dati più complesse con entità interconnesse. I database di rete, d'altra parte, offrono maggiori flexcapacità nel modellare relazioni complesse, rendendole adatte per applicazioni in cui le entità di dati hanno interdipendenze complesse.

Il modello gerarchico è spesso più efficiente nell'interrogare e navigare tra i dati grazie alla sua struttura semplice, mentre il modello di rete può richiedere algoritmi di attraversamento più complessi.

Modello relazionale e modello di rete

I modelli di database relazionali e di rete sono due approcci fondamentalmente diversi all'organizzazione e alla rappresentazione dei dati.

In un modello di database relazionale, i dati sono organizzati in tabelle costituite da righe e colonne, dove ciascuna tabella rappresenta un'entità e relazioni tra entità stabilite tramite vincoli di chiave esterna. Ciò consente flexinterrogazione possibile utilizzando SQL e supporta la normalizzazione. I database relazionali eccellono nella gestione di dati strutturati con relazioni ben definite, rendendoli ideali per le operazioni aziendali e l'analisi dei dati.

Al contrario, un modello di database di rete organizza i dati in una struttura simile a un grafico, in cui i record sono interconnessi tramite puntatori, formando una complessa rete di relazioni. Questo modello consente relazioni molti-a-molti tra entità, offrendo una maggiore flexcapacità di rappresentare dati interconnessi. I database di rete sono adatti per applicazioni con entità di dati altamente interconnesse, come social network o sistemi complessi di gestione della catena di fornitura.

Navigare attraverso la struttura della rete e interrogare i dati nei database di rete può essere più complesso rispetto ai database relazionali, poiché spesso comporta l'attraversamento di percorsi tra i nodi e l'esecuzione di linguaggi di query specializzati specifici del sistema di database.

Modello grafico e modello di rete

I modelli di database grafici e di rete sono entrambi progettati per rappresentare e gestire dati interconnessi, ma hanno strutture sottostanti e casi d'uso diversi.

In un modello di database a grafo, i dati sono organizzati come una raccolta di nodi (che rappresentano entità) e bordi (che rappresentano relazioni) tra questi nodi. Ogni nodo può avere più bordi in entrata e in uscita, consentendo collegamenti ricchi e flexrappresentazioni comprensibili di relazioni complesse. I database a grafo sono particolarmente adatti per applicazioni in cui le relazioni tra entità sono di fondamentale importanza, come social network, motori di raccomandazione e analisi di rete. Offrono un attraversamento efficiente delle relazioni e supportano algoritmi grafici avanzati per attività quali individuazione del percorso, rilevamento della comunità e analisi della centralità.

Anche il modello di database di rete organizza i dati in una struttura simile a un grafico, ma con alcune differenze rispetto ai database a grafico. In un database di rete, i record sono interconnessi tramite puntatori per formare una rete di relazioni. A differenza di un database a grafo, dove le relazioni sono definite esplicitamente tra i nodi, i database di rete si basano su puntatori per stabilire connessioni tra i record. Mentre i database di rete offrono flexcapacità di rappresentare relazioni complesse, potrebbero non avere alcuni degli algoritmi grafici avanzati e delle capacità di query presenti nei database grafici dedicati.

I database di rete vengono spesso utilizzati in sistemi legacy o in settori specifici come l'ingegneria, dove l'attenzione è rivolta alla gestione efficiente di entità di dati interconnesse piuttosto che all'esecuzione di complesse attività di analisi dei grafici.