網絡模型

網絡模型是數據庫模型設想為代表對象及其關係的一種靈活的方式。其獨特之處在於，作為對象類型為節點和關係類型為弧的圖形來看，不限於層次結構。

許多工程系統的共同特點是：它們是由許多實際上交織成網絡形式的單元所組成。典型的例子有，城市交通運輸系統、城市污水彙集和處理系統，城市供水系統、城市電力電訊系統等。此外，許多工程決策問題和組織系統，雖然不具有網絡的表現形式，但也常可用網絡模型來解釋。例如，在一個建築企業中，決策和命令的流程可以用網絡模型來描述，在工程施工過程中，工作進度表可以看作是由工序組成的網絡等。將龐大複雜的工程系統和管理問題用網絡模型加以描述，可以便利地解決很多工程設計和管理決策的最優化問題。

雖然層次模型的結構數據作為樹每條記錄具有一條父記錄和多條子代，網絡模型允許每條記錄具有多條父代和子代記錄，形成一個通用的圖結構。該屬性適用於兩個層次：模式是由關係類型（在CODASYL中稱為“集合類型”）連接的記錄類型的廣義圖形，而數據庫本身是由關係（CODASYL“集合”）關聯的記錄出現的廣義圖形。這兩個級別都允許循環。支持網絡模型的主要論點與層次模型相比，是它允許對實體之間的關係進行更自然的建模。雖然這個模式被廣泛的實施和使用，但是由於兩個主要的原因，它沒有成為主導。首先，IBM選擇了堅持層次模型IMS和DL / I等已有產品的半網絡擴展。其次，它最終被關係模型所取代，它提供了一個更高層次，更具説明性的界面。直到20世紀80年代初，分級和網絡數據庫提供的低級導航接口的性能優勢對於許多大型應用程序來説是有説服力的，但隨着硬件變得更快，關係模型的額外生產力和靈活性導致逐漸淘汰企業使用的網絡模型 ^[1]  。

網絡模型的最初發明者是查爾斯·巴赫曼（Charles Bachman），並被髮展成由數據系統語言會議（CODASYL）聯盟於1969年發佈的標準規範。之後是1971年的第二次出版物，成為大多數實施的基礎。隨後的工作一直持續到20世紀80年代初，最終達到ISO規範，但這對產品影響不大。

一些使用網絡模型的着名數據庫系統包括：

一是表徵系統組成元素的節點。

二是體現各組成元素之間關係的箭線(有時是邊)。

三是在網絡中流動的流量，它一方面反映了元素間的量化關係，同時也決定着網絡模型優化的目標與方向。

1．以物質為流量的網絡模型

當網絡模型中的流量內容是液體、氣體，固體等物質實體時，就構成了以物質為流量的網絡模型，其優化目標一般是最大流量或最小費用流量。交通運輸(公路、 鐵路，航空、航海)，資源調配，工業流程裝置等許多實際問題，都可抽象為這類網絡模型。

若沿連線的數字井非距離，而是相應公路能夠通過的最大流量，則其就成為一種以物質為流量的網絡模型。

2．以信息為流量的網絡模型

以信號，數據等信息為流量的網絡模型的例子，除了廣播，通訊網絡外，還包括有在控制過程中所採用的方框圖或信流圖，社會組織系統圖、管理信息系統網絡等。

圖4-2給出了建築企業經營預測的控制系統圖。企業首先要根據生產經營的實際需要，確定預測目標和要求，據此收集有關資料，選擇適宜的預測方法進行預瀾，接着要分析預測結論是否合理，若不合理，或修訂預捐0目標和要求，或重新選擇預測方法，反之則可進入預測實施，將預測結論用於指導企業的生產經營活動，實施中可能又會遇到新的生產經營預測問題，盡而開始一個新的循環。

3．以能量為流量的網絡模型

最典型的以能量為流量的網絡系統，是城市電力系統和集中供熱系統。圖4—3給出了某城市電力網絡的示意圖。

4．以時間、費用、距離等為流量的網絡模型

以時間為流量的網絡模型，最典型的是PERT(計劃評審技術)。圖4·4為一表示裝配式房屋施工順序的網絡圖，圖中，每一根箭線表示一項工作，並標明瞭估計的工時數。利用該網絡圖，可以找出整個施工過程中的最優方案，合理解決勞力安排、資金週轉，縮短工期等問題。本例中的最短可能時間為66h。

某建築公司在河邊窪地進行某項工程的施工，工程地點過去曾受過河流漲水的影響，還遇到過破壞性的洪水氾濫。因這項工程有四個月的時間不使用設備，故需決定設備的存放方案。有三種可供選擇的方案：一是運走設備，用時再運回來，總共要花費1800元，二是將設備留在工地，建造一個平台加以保護，建造平台的費用為500元。該平台可以防禦大水， 但不能防禦破壞性的洪水氾濫，三是將設備留在工地而不採取保護措施 ^[2]  。