文章目錄

• 一：什么是數(shù)據(jù)模型
• 二：兩類數(shù)據(jù)模型
• • （1）概念模型（信息模型）
  • • A：定義
    • B：相關(guān)術(shù)語
    • C：概念模型的一種表示方法：實體-聯(lián)系方法
  • （2）邏輯模型和物理模型
• 三：數(shù)據(jù)模型的組成要素
• 四：層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型
• • （1）層次模型
  • • A：層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（二叉樹）
    • B：層次模型優(yōu)缺點（了解）
  • （2）網(wǎng)狀模型
  • • A：網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（圖）
    • B：網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點（了解）
  • （3）關(guān)系模型
  • • A：關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
    • B：關(guān)系模型的優(yōu)缺點

一：什么是數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型：計算機是不可能直接處理現(xiàn)實世界中的具體事物的，所以人們必須事先把具體事物轉(zhuǎn)化為計算機能夠處理的數(shù)據(jù)。因此數(shù)據(jù)模型是對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象，也即數(shù)據(jù)模型是用來描述數(shù)據(jù)、組織數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)進行操作的。它應該滿足下面三點要求

• 比較真實地模擬現(xiàn)實世界
• 容易被人理解
• 便于在計算機上實現(xiàn)

二：兩類數(shù)據(jù)模型

就像在建筑設計和施工的不同階段需要不同圖紙一樣，在開發(fā)實施數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)中也需要使用不同的數(shù)據(jù)模型，根據(jù)模型應用的不同目的，可分為兩大類

• 概念模型（信息模型）
• 邏輯模型和物理模型

為了把現(xiàn)實世界中的具體事物抽象、組織為某一數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型，人們常常首先將現(xiàn)實世界抽象為信息世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)換為機器世界。也就是說，首先把現(xiàn)實世界中的客觀對象抽象為某一種信息結(jié)構(gòu)，這種信息結(jié)構(gòu)并不依賴于具體的計算機系統(tǒng)，不是某一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型，而是概念級的模型:然后再把概念模型轉(zhuǎn)換為計算機上某一數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型

• 從現(xiàn)實世界到概念模型的轉(zhuǎn)換是由數(shù)據(jù)庫設計人員完成的
• 從概念模型到邏輯模型的轉(zhuǎn)換可由數(shù)據(jù)庫設計人員完成
• 從邏輯模型到物理模型的轉(zhuǎn)換主要是由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)完成

（1）概念模型（信息模型）

A：定義

概念模型：是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模，用于數(shù)據(jù)庫設計

B：相關(guān)術(shù)語

實體： 客觀存在并可以相互區(qū)別的事物。實體可以是具體的人、事、物，也可以是抽象的概念或聯(lián)系

• 比如職工、學生、學生的一次選課、教師與院系的工作關(guān)系

屬性： 實體所具有的某一特性。一個實體可以由若干屬性刻畫

• 比如(201315121， 張山，男，199505， 計算機系，2013) 即表征了一個學生

碼： 唯一標識實體的屬性

• 比如人的身份證號

實體型：用實體名及其屬性集合來抽象和刻畫同類實體

• 比如學生(學號，姓名，性別，出生年月，所在院系)就是一個實體型

實體集：同一類型實體的集合

• 例如全體學生就是一個實體集

聯(lián)系：在現(xiàn)實世界中，事物內(nèi)部以及事物之間是有聯(lián)系的，這些聯(lián)系在信息世界中反映為實體(型)內(nèi)部的聯(lián)系和實體(型)之間的聯(lián)系。實體內(nèi)部的聯(lián)系通常是指組成實體的各屬性之間的聯(lián)系，實體之間的聯(lián)系通常是指不同實體集之間的聯(lián)系

• 實體之間的聯(lián)系有一一對一、-對多和多對多 等多種類型

C：概念模型的一種表示方法：實體-聯(lián)系方法

實體聯(lián)系方法用E-R圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型，所刻畫的某些也稱為E-R模型

（2）邏輯模型和物理模型

邏輯模型：是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模，主要用于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)。主要包括

• 層次模型
• 網(wǎng)狀模型
• 關(guān)系模型
• 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型
• 對象關(guān)系數(shù)據(jù)模型
• 半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型

物理模型：是對數(shù)據(jù)最底層的抽象，它描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的表示方式和存取方法，或在磁盤或磁帶上的存儲方式和存取方法，是面向計算機系統(tǒng)的。數(shù)據(jù)庫設計人員需要了解和選擇物理模型，但用戶不需要考慮物理細節(jié)

三：數(shù)據(jù)模型的組成要素

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是所研究的對象類型的集合

數(shù)據(jù)操作：是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象(型)的實例(值)允許執(zhí)行的操作及有關(guān)的操作規(guī)則

• 查詢
• 更新

數(shù)據(jù)的完整性約束條件：數(shù)據(jù)的完整性約束條件是一組完整性規(guī)則的集合，規(guī)定數(shù)據(jù)庫狀態(tài)及狀態(tài)變化所應滿足的條件，以保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性

• 實體完整性
• 參照完整性

四：層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型

層次模型和網(wǎng)狀模型逐漸已被關(guān)系模型取代，所以對于前兩個重點掌握概念即可，關(guān)系模型是重點，同時關(guān)系模型對應的關(guān)系數(shù)據(jù)庫將在第二章重點介紹

（1）層次模型

A：層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（二叉樹）

在數(shù)據(jù)庫中定義滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合就為層次模型

• 有且只有一個結(jié)點沒有雙親結(jié)點，此結(jié)點為根節(jié)點
• 根結(jié)點以外的所有結(jié)點有且只有一個雙親結(jié)點

在層次模型中每個結(jié)點表示一個記錄類型，記錄類型之間的聯(lián)系用結(jié)點之間的連線（有向邊）表示，這種聯(lián)系是父子之間的一對多的聯(lián)系

例如

B：層次模型優(yōu)缺點（了解）

優(yōu)點

• 層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較為簡單清晰
• 層次模型的查詢效率高
• 層次模型提供了良好的完整性支持

缺點

• 層次模型不能很好的表示多對多聯(lián)系
• 插入，刪除麻煩，編寫程序復雜
• 查詢子女結(jié)點必須通過雙親結(jié)點
• 由于結(jié)構(gòu)嚴密，層次命令趨于程序化

（2）網(wǎng)狀模型

A：網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（圖）

在數(shù)據(jù)庫中定義滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合就為網(wǎng)狀模型

• 允許一個以上的結(jié)點無雙親
• 一個結(jié)點可以有多于一個的雙親

例如

B：網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點（了解）

優(yōu)點

• 能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界
• 具有良好的性能，存取效率較高

缺點

• 結(jié)構(gòu)復雜，不利于用戶掌握
• 其DDL、DML復雜，嵌入高級語言中也難以讓用戶掌握
• 用戶需要了解結(jié)構(gòu)細節(jié)，加重了編寫程序的負擔

（3）關(guān)系模型

A：關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

關(guān)系不同于上面的兩種模型，它是建立在嚴格的數(shù)學概念上的（更嚴格的定義在二章給出）。

從用戶的角度看，關(guān)系模型由一組關(guān)系組成，每個關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一張規(guī)范化的二維表

涉及術(shù)語如下

關(guān)系：一個關(guān)系對應一張表

元組：表中一行或者是一條記錄叫做一個元組

屬性：表中一列叫做一個屬性，給每一個屬性起一個名稱叫做屬性名

碼：用于唯一確定一個元組

域：屬性的取值范圍

分量：元組的每一個屬性值，關(guān)系的每一個分量都不可以再分

關(guān)系模式：對關(guān)系的描述，必須是規(guī)范化的

• 關(guān)系名（屬性1，屬性2，… ，屬性n）

B：關(guān)系模型的優(yōu)缺點

優(yōu)點

• 建立在嚴格的數(shù)學概念的基礎上
• 關(guān)系模型的概念單一，無論實體還是聯(lián)系都用關(guān)系表示，對數(shù)據(jù)的檢索和更新結(jié)果也是關(guān)系。因此簡單、清晰，易用
• 關(guān)系模型的存取路徑對用戶透明

缺點

• 查詢效率往往不如格式化數(shù)據(jù)模型
• 開發(fā)相應數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)難度大

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的（数据库系统概论|王珊）第一章绪论-第二节：数据模型的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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