層次數據庫

層次模型數據庫系統是最早研製成功的數據庫系統，這種數據庫最成功的典型是IMS。

IMS的全稱時Information Management System，由IBM公司研製成功。

IMS於1969年投入運行，最早的版本有IMS/360-1和IMS/360-2。較近的版本有IMS/VS DL/1，它是在操作系統DOS/VS（Disk Operation System/Virtual Storage）支持下運行。

IMS/VS DL/1的數據操縱語言叫DL/1（Data Language/1），是宿主型語言。它使用的宿主語言有彙編語言，PL/1，COBOL，RPG ΙΙ等。應用程序是以宿主語言為基礎加上DL/1語句組成。DL/1語句實際上是宿主語言的調用語句（call語句）。每一個這樣的調用語句都對應有一個用宿主編寫的子程序來完成對數據庫的某種操縱功能。

IMS/VS DL/1的數據描述語言是彙編語言的宏語句。

層次數據庫IMS的系統結構如圖1所示。

I/O區即為用户工作區，用户通過自己的應用程序來實現對數據庫的各種操縱。

IMS控制程序即為數據庫管理系統DBMS。

數據庫描述DBD（Data Base Description）的集合是IMS數據庫的概念模式並有部分存貯結構的定義。它規定了數據庫的總體邏輯結構和部分物理存貯結構。

若干個PCB（Program Comunication Block）組成一個PSB（Program Specification Block）相當於IMS數據庫的外模式，它是相應於某個用户需要的局部邏輯結構，是提供給該用户的一個數據庫子集的數據結構。

IMS/VS DL/1的數據庫的基本數據結構是層次結構，即數據之間的聯繫表現為分層的樹狀結構。

每個實體的信息構成一個片段（segment），它是應用程序訪問數據庫的基本數據單位，每個片段成為樹結構中的一個結點（node），各個結點之間只有縱向聯繫。

每個結點最多有一個比它高一級的節點，這高一級的結點叫雙親。沒有雙親的結點叫根。每一個層次結構中有且僅有一個根，叫根片段。

層次結構中的每一個片段，相當於網狀數據庫中的一個記錄。每個片段由多個字段組成。字段相當於網狀數據庫中的數據項。

數據庫管理員根據需要定義一個片段的名及其中每個字段的名和數據類型（字符型、數字型等）及長度。片段的這種定義叫片段型，片段型的每一個具體取值叫片段值。

每個片段定義一個關鍵字段（key）用來標識片段值，它應能唯一地標識出一個片段值。

同一雙親值且同一片段型的各個片段值稱為孿生片段值。顯然根片段型的各片段值互為孿生。

一個根片段型及其所有從屬片段型組成的一個層次結構叫一個物理數據庫記錄型。

根片段型的一個值及其所有從屬片段值的整體為一個物理數據庫記錄值。

對應於同一物理數據庫記錄型的所有物理數據庫記錄值的集合稱為一個物理數據庫。 ^[1]