(常见)数据模型

文章目录

      • 数据模型概述
        • 一、数据模型概要
          • 1.模型、建模与抽象
          • 2.数据模型
          • 3.两类数据模型
        • 二、数据库模型的组成要素
          • 1.数据结构
          • 2.数据操作
          • 3.数据的完整性约束
        • 三、概念模型
          • 1.概要
          • 2.基本概念
          • 3.概念模型的表示方法
      • 常用数据模型
        • 一、层次模型
          • 1.简介
          • 2.数据结构
          • 3.数据操纵与完整性约束
          • 4.优缺点
        • 二、网状模型
          • 1.简介
          • 2.数据结构
          • 3.数据操纵与完整性约束
          • 4.优缺点
        • 三、关系模型
          • 1.简介
          • 2.数据结构
          • 3.数据操纵与完整性约束
          • 4.优缺点

数据模型概述

一、数据模型概要

1.模型、建模与抽象
  • 模型:队对研究对象进行抽象的工具。
  • 建模:对研究对象进行抽象的过程。
  • 抽象:对事物进行简化、提取特征或共性,实现模型和事物之间的映射或投影。
2.数据模型
  • 对现实世界数据特征的抽象。
  • 用来描述数据、数据联系、数据语义以及一致性约束的一套概念工具。
  • 是数据库系统的核心和基础
3.两类数据模型
  • 概念模型:又称信息模型,主要用于数据库设计
  • 逻辑模型和物理模型:
    • 逻辑模型主要包括层次模型、网状模型、关系模型等。
    • 物理模型是对数据最底层的抽象,是面向计算机系统的。

二、数据库模型的组成要素

1.数据结构
  • 描述数据库自称对象以及对象之间的联系。
  • 数据结构描述的内容有两类:
    • 与对象的类型、性质、内容有关的。
    • 与数据之间联系有关的。
  • 数据结构是所描述对象类型的集合,是对系统静态特征的描述
2.数据操作
  • 指对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合。
  • 数据操作是对系统动态特性的描述
3.数据的完整性约束
  • 数据的完整性约束条件是一组完整性规则。
  • 保证数据的正确、有效和相容。

三、概念模型

1.概要
  • 概念模型是现实世界到机器世界的中间层次。

  • 用于信息世界的建模,是现实世界到信息世界的第一次=层抽象。

在这里插入图片描述

2.基本概念
  • 实体(entity):客观存在并可相互区别的事物。

  • 属性(attribute):实体所具有的某一特性称为属性。

  • 码(key):唯一标识实体的属性集。

  • 实体型(entity type):用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体。

  • 联系(relationship):实体之间的联系通常指不同实体集之间的联系。

在这里插入图片描述

3.概念模型的表示方法
  • 实体-联系方法
  • 改方法用E-R图来描述现实世界的概念模型。

常用数据模型

一、层次模型

1.简介
  • 层次模型是数据库中最早出现的模型。
  • 树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。
2.数据结构
  • 采用树形结构,树的性质决定了树状数据模型的特征。

  • 整个模型中有且仅有一个节点没有父节点,即根节点。

  • 其余的节点必须有且仅有一个父节点。
    在这里插入图片描述

3.数据操纵与完整性约束
  • 数据操纵:主要有查询、插入、删除和更新。
  • 完整性约束:
    • 所有的子节点不能脱离父节点而单独存在。
    • 如果要删除父节点,那么父节点下面的所有子节点都要同时删除。
    • 但是可以单独删除一些叶子节点。
4.优缺点
  • 优点

    • 数据结构简单清晰。
    • 查询效率较高,节点的有向边表示了节点之间的联系。
    • 提供了较好的数据完整性支持。
  • 缺点

    • 不适用于非层次的联系(如多对多的联系)。
    • 缺乏灵活性,若一个结点具有多个双亲结点解决办法复杂且限制修改。
    • 查询节点的时候必须知道其双亲节点。
    • 层次命令趋于程序化。

二、网状模型

1.简介
  • 有向图表示实体和实体之间的联系。
  • 可以看做是放松层次数据模型的约束性的一种扩展。
  • 去掉了层次模型的两个限制:
    • 允许多个节点没有双亲结点。
    • 允许结点有多个双亲结点。
2.数据结构
  • 采用有向图结构,有向图的性质决定了树状数据模型的特征。
  • 可以存在两个或者多个节点没有父节点。
  • 允许单个节点存在多于一个父节点。
3.数据操纵与完整性约束
  • 支持记录码的概念。
  • 保证一个联系中双亲记录和子女记录之间是一对多的联系。
  • 可以支持双亲记录和子女记录之间的某些约束条件。
4.优缺点
  • 优点
    • 可以很方便的表示现实世界中的很多复杂的关系。
    • 具有良好的性能,存储效率较高。
  • 缺点
    • 结构比较复杂。
    • 网状模型的DDL、DML复杂。
    • 编写应用程序负担较重。

三、关系模型

1.简介
  • 实体、实体之间的联系都被映射成统一的关系。
  • 建立在严格的数学概念的基础上。
2.数据结构
  • 每个关系的数据结构都是一张规范化的二维表。
  • 关系(relation):一个关系对应一张表。
  • 元组(tuple):表中的每一即为一个元组。
  • 属性(attribute):表中的每一即为一个属性。
  • 码(key):可以唯一确定一个元组。
  • 域(domain):一组具有相同数据类型的值的集合。
  • 分量:元组中的一个属性值。
    在这里插入图片描述
3.数据操纵与完整性约束
  • 操纵主要包括增删改查
  • 完整性约束包括:实体完整性、参照完整性、用户完整性
  • 操作对象和操作结果都是关系。
4.优缺点
  • 优点

    • 建立在严格的数学概念的基础上。
    • 概念单一,结构简单、清晰。
    • 存取路径对用户透明,具有更高的数据独立性、更好的安全保密性。
  • 缺点:

    • 存取路径对用户隐蔽,查询效率较低。

像一个个纯粹美丽的漩涡,谁拥有那星空却没有因此而沉默。 ——理想后花园《每一颗行星都是你》

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