通知 网站从因情语写改为晴雨,这个网站的模板也从calmlog_ex改为 whimurmur

数据库系统概论基础2 数据库系统的核心:数据模型

2600人浏览 / 0人评论 / | 作者:因情语写  | 分类: 数据库系统概论  | 标签: 数据库系统概论  | 

作者:因情语写

链接:https://www.proprogrammar.com/article/499

声明:请尊重原作者的劳动,如需转载请注明出处


    绪论 1.2 数据模型

  • 数据模型是对现实世界数据特征的抽象。
  • 通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟。
  • 数据模型应满足三方面要求:

    能比较真实地模拟现实世界;
    容易为人所理解;
    便于在计算机上实现;

  • 数据模型是数据库系统的核心和基础

    1.2 数据模型

    1.2.1 两类数据模型
    1.2.2 概念模型
    1.2.3 数据模型的组成要素
    1.2.4 常用的数据模型
    1.2.5 层次模型
    1.2.6 网状模型
    1.2.7 关系模型

    1.2.1 两类数据模型

  • 数据模型分为两类(两个不同的层次)

    (1) 概念模型,也称信息模型
    它是按用户的观点来对数据和信息建模,用于数据库设计。
    (2) 逻辑模型物理模型

  • 逻辑模型主要包括网状模型、 层次模型、 关系模型、 面向对象数据模型、 对象关系数据模型、 半结构化数据模型等。

    按计算机系统的观点对数据建模, 用于DBMS实现。

  • 物理模型是对数据最底层的抽象

    描述数据在系统内(磁盘上) 的表示方式和存取方法。

    1.2.2 概念模型

  • 概念模型的用途

    概念模型用于信息世界的建模
    是现实世界到机器世界的一个中间层次
    是数据库设计的有力工具
    数据库设计人员和用户之间进行交流的语言

  • 对概念模型的基本要求

    较强的语义表达能力
    简单、 清晰、 易于用户理解

    例:工厂物质管理的概念模型

    1. 信息世界中的基本概念

    (1) 实体(Entity)
    客观存在并可相互区别的事物称为实体。
    可以是具体的人、 事、 物或抽象的概念。
    (2) 属性(Attribute)
    实体所具有的某一特性称为属性。 一个实体可以由若干个属性来刻画。
    (3) 码(Key)
    唯一标识实体的属性集称为码。
    (4) 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称为实体型
    (5) 实体集(Entity Set)
    同一类型实体的集合称为实体集

    (6) 联系(Relationship)

  • 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体(型) 内部的联系和实体(型) 之间的联系。
  • 实体内部的联系: 是指组成实体的各属性之间的联系
  • 实体之间的联系: 通常是指不同实体集之间的联系

    实体之间的联系有一对一(1:1) 、 一对多(1:n) 和多对多(m:n) 等多种类型

    实体-联系方法

  • 概念模型的一种表示方法:
  • 实体-联系方法(Entity-Relationship Approach)

    用E-R图来描述现实世界的概念模型
    E-R方法也称为E-R模型

    1.2.3 数据模型的组成要素

  • 数据模型是严格定义的一组概念的集合

    精确地描述了系统的静态特性、动态特性和完整性约束条件(Integrity Constraints)。

  • 数据模型由三部分组成

    1 数据结构--描述系统的静态特性
    2 数据操作--描述系统的动态特性
    3 完整性约束

    1. 数据结构

  • 刻画数据模型性质的重要方面

    数据结构的类型来命名数据模型
    层次结构-层次模型、 网状结构--网状模型、 关系结构—关系模型

  • 描述数据库的组成对象--对象的类型、 内容、 性质
  • 描述对象之间的联系

 

    2. 数据操作

  • 数据操作

    对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合
    包括操作及有关的操作规则

  • 数据操作的类型

    查询
    更新(包括插入、 删除、 修改)

  • 数据操作语言

    定义数据操作的确切含义、 符号、 优先级别
    实现数据操作的语言
    查询语言——Query Language
    更新语言——Insert、 Delete、 Update

    3. 数据的完整性约束条件

  • 一组完整性规则的集合

    完整性规则:给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则。
    用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化,以保证数据的正确、有效和相容。

  • 数据模型对完整性约束条件的定义

    反映和规定必须遵守的基本的通用的完整性约束条件。
    提供定义完整性约束条件的机制, 以反映具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。

    1.2.4 常用的数据模型

    1.2.5 层次模型

  • 层次模型用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系
  • 表示方法

    实体型: 用记录类型描述
    每个结点表示一个记录类型(实体)
    属性: 用字段描述
    每个记录类型可包含若干个字段
    联系: 用结点之间的连线表示记录类型(实体) 之间的一对多的父子联系

  • 层次模型的定义

    满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型
    1. 有且只有一个结点没有双亲结点, 这个结点称为根结点
    2. 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点

    1. 层次模型的数据结构

    2. 层次模型的数据操纵与完整性约束

  • 层次模型的数据操纵

    查询
    插入
    删除
    更新

  • 层次模型的完整性约束条件

    无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值
    如果删除双亲结点值,则相应的子女结点值也被同时删除
    更新操作时,应更新所有相应记录,以保证数据的一致性

    3.层次模型的优缺点

  • 优点

    层次模型的数据结构比较简单清晰
    查询效率高, 性能优于关系模型, 不低于网状模型
    层次数据模型提供了良好的完整性支持

  • 缺点

    结点之间的多对多联系表示不自然
    对插入和删除操作的限制多,应用程序的编写比较复杂
    查询子女结点必须通过双亲结点
    层次数据库的命令(语言)趋于程序化

    1.2.6 网状模型

  • 网状数据库系统采用网状结构来表示各类实体以及实体间的联系
  • 表示方法(与层次数据模型相同)

    实体型: 用记录类型描述
    每个结点表示一个记录类型(实体)
    属性: 用字段描述
    每个记录类型可包含若干个字段
    联系: 用结点之间的连线表示记录类型(实体) 之间的一对多的父子联系

  • 网状模型的定义

    满足下面两个条件的基本层次联系的集合:
    1. 允许一个以上的结点无双亲;
    2. 一个结点可以有多于一个的双亲。

    1. 网状模型的数据结构

    2. 网状模型的数据操纵与完整性约束

  • 导航式的查询语言和增删改操作语言
  • 完整性约束条件不严格

    允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点值
    允许只删除双亲结点值

  • 实际的网状数据库系统提供了一定的完整性约束

    支持码的概念:唯一标识记录的数据项的集合,取唯一的值;
    保证一个联系中双亲记录与子女记录之间是一对多联系;
    可以定义双亲记录和子女记录之间某些约束条件。
    例:“属籍类别”的概念
    要求双亲记录存在才能插入子女记录,双亲记录删除时也连同删除。
    选课记录就应该满足这种约束条件:
    学生选课记录值中学号必须是学生记录中存在的某一学生的学号,
    课程号必须是课程记录中存在的某一门课程号。

    3. 网状模型的优缺点

  • 优点

    能够更为直接地描述现实世界, 如一个结点可以有多个双亲;
    具有良好的性能, 存取效率较高。

  • 缺点

    结构比较复杂,而且随着应用环境的扩大,数据库的结构就变得越来越复杂,不利于最终用户掌握;
    DDL、 DML语言复杂,用户不容易使用;
    记录之间联系是通过存取路径实现的,应用程序必须选择存取路径,加重了程序员的负担。

    1.2.7 关系模型

  • 关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式
  • 1970年美国IBM公司San Jose研究室的研究员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型
  • 计算机厂商推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型

    1. 关系模型的数据结构

  • 在用户观点下, 关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。

 

  • 关系(Relation) —— 一个关系对应通常说的一张表
  • 元组(Tuple) —— 表中的一行即为一个元组
  • 属性(Attribute) ——表中的一列即为一个属性, 给每一个属性起一个名称即属性名
  • 主码(Key) ——也称码键。 表中的某个属性组, 它可以唯一确定一个元组
  • 域(Domain) ——是一组具有相同数据类型的值的集合。

    属性的取值范围来自某个域。
    例:学生年龄属性的域(15~45岁) ,
    性别的域是(男, 女) ,
    系名的域是一个学校所有系名的集合;

  • 分量——元组中的一个属性值。
  • 关系模式——对关系的描述

    关系名(属性1,属性2, …,属性n)
    学生(学号, 姓名,年龄,性别,系名,年级)

  • 关系必须是规范化的, 满足一定的规范条件

    最基本的规范条件:关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项, 不允许表中还有表。 图1.15中工资和扣除是可分的数据项 ,不符合关系模型要求

    2. 关系模型的操纵与完整性约束

  • 数据操作是集合操作, 操作对象和操作结果都是关系

    查询
    插入
    删除

  • 存取路径对用户隐蔽, 用户只要指出“找什么” , 不必详细说明“怎么找” 。

    提高了数据的独立性, 提高了用户生产率。

    3. 关系模型的优缺点

    优点

  • 建立在严格的数学概念的基础上
  • 概念单一

    实体和各类联系都用关系来表示
    对数据的检索结果也是关系

  • 关系模型的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
    简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作
    缺点

  • 存取路径对用户透明, 查询效率往往不如格式化数据模型
  • 为提高性能, 必须对用户的查询请求进行优化, 增加了开发数据库管理系统的难度

     目标

    ① 需要了解的
    层次数据模型及网状数据模型的基本概念
    层次和网状数据库的内容十分精简
    这两类系统虽然有它们的缺点,但是执行效率高是他们的显著优点
    ② 需要牢固掌握的
    概念模型的基本概念
    数据模型的3个组成要素
    关系数据模型的相关概念
    ③难点
    数据模型的概念对于刚刚学习数据库的读者来说会感到比较抽象。


亲爱的读者:有时间可以点赞评论一下

点赞(0) 打赏

全部评论

还没有评论!
广告位-帮帮忙点下广告