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  • 关系数据模型——三个组成部分
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    2021-09-04 15:17:03

    关系模型的三个组成部分,是指关系数据模型的数据结构、关系数据模型的操作集合和关系数据模型的完整性约束。

    • 关系数据模型的数据结构
      主要描述数据的类型、内容、性质以及数据间的联系等,是目标类型的集合。
      目标类型是数据库的祖成成分,一般可分为两类:数据类型、数据类型之间的联系。
    • 关系数据模型的操作集合
      数据模型中数据操作主要描述在相应的数据结构上的操作类型和操作方式。它是操作算符的集合,包括若干操作和推理准则,用以对目标类型的有效实例所组成的数据库进行操作。
    • 关系数据模型的完整性约束
      数据模型中的数据约束主要描述数据结构内数据间的语法、词义联系、他们之间的制约和依存关系,以及数据动态变化的规则,以保证数据的正确、有效和相容。它是完整性规则的集合,用以限定符合数据模型的数据库状态,以及状态的变化。
      约束条件可以按不同的原则划分为数据值的约束和数据间联系的约束;静态约束和动态约束;实体约束和实体间的参照约束等

    数据模型按不同的应用层次分成三种类型:分别是概念数据模型、逻辑数据模型、物理数据模型。
    1、概念模型
    概念模型是一种面向用户、面向客观世界的模型,主要用来描述世界的概念化结构,它是数据库的设计人员在设计的初始阶段,摆脱计算机系统及DBMS的具体技术问题。
    概念模型用于信息世界的建模,一方面应该具有较强的语义表达能力,能够方便直接表达应用中的各种语义知识,另一方面它还应该简单、清晰、易于用户理解。
    2、逻辑模型
    逻辑模型是一种面向数据库系统的模型,是具体的DBMS所支持的数据模型,如网状数据模型(Network Data Model)、层次数据模型(Hierarchical Data Model)等等。此模型既要面向用户,又要面向系统,主要用于数据库管理系统(DBMS)的实现。
    3、物理模型
    物理模型是一种面向计算机物理表示的模型,描述了数据在储存介质上的组织结构,它不但与具体的DBMS有关,而且还与操作系统和硬件有关。
    每一种逻辑数据模型在实现时都有其对应的物理数据模型。DBMS为了保证其独立性与可移植性,大部分物理数据模型的实现工作由系统自动完成,而设计者只设计索引、聚集等特殊结构。

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  • 数据模型数据模式的理解和区别

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    数据模型数据模式的理解和区别       用自己的话总结就是:给定一个数据模型,怎么描述?用数据模式来描述。       怎么理解看下文: 什么是数据...

          用自己的话总结就是:给定一个数据模型,怎么描述?用数据模式来描述。
          怎么理解看下文:

    什么是数据模型?

          数据模型是用来描述数据的一组定义。一般来说,数据的描述包括两个方面,一是数据的静态特征,包括数据的基本结构,数据间的联系和数据的约束。二是数据的动态特征,是指定义在数据上的操作。

    为什么数据模型要分级?

          数据模型的好坏很难抽象的评价,这取决于它的用途。对人来说,人们总是希望数据模型尽可能地反应现实世界和接近人对现实世界的观察的和理解,也就是数据模型要面向现实世界,面向用户,但是数据模型又是实现DBMS的基础,它对系统的复杂性,性能影响很大,因此从实现的角度来看,又希望数据模型型接近数据在计算机中的物理表示,以便于实现,减少开销,也就是数据模型不得不在一定程度上面向实现,面向计算机。因此在数据库中,针对不同的使用对象和应用目的,采用多级数据模型,分为概念模型,逻辑模型,物理模型。

    怎么理解概念模型,逻辑模型,物理模型?

          概念模型是面向用户,面向现实世界的数据模型,是与DBMS无关的,它主要用来描述一个单位的概念化结构
          逻辑模型是从用户从数据库所看到的数据模型,它与DBMS有关,DBMS常以其所用的逻辑模型来分类。用概念模型表示的数据必须转化为逻辑模型表示的数据,才能在DBMS中实现。逻辑模型既要面向用户,也要面向实现。逻辑模型只反映数据的逻辑结构,如文件,记录,字段等,而不反应数据的存储结构,如物理块,指针,索引等。
          物理模型用来反映数据存储结构,数据库的数据最终都要存储到介质上,物理模型不仅与DBMS有关,还与操作系统和硬件有关。

    什么是数据模式?

          大家都知道,在程序设计语言中,一个数据有型和值之分。型是该数据的数据类型,值是型的一个实例。
          例如:整型是型,而93是它其中一个值,同样的道理,描述数据的手段是型(就是数据模型),对型的描述(就是对某一类数据的结构,联系和约束的描述)是值(就是数据模式),通俗来讲就是,给定一个数据模型,怎么描述?用数据模式描述。在同一种数据模式下,可以有很多值,称为实例。
          下图(a)是数据模式,(b)是一个实例。在这里插入图片描述
          注意,上图是数据模式下的实例,不要混淆。数据模式是相对稳定的,而实例是相对变动的,数据模式反映一个单位的各种事物的结构,属性,联系和约束,实质上是用数据模型对一个单位的模拟,而实例反应的是数据库某一时刻的状态,即这一单位的当前状态。

    怎么区别数据模型和数据模式?

          前面其实也说了不少,下面加一点具体的理解:
          数据模型和数据模式不应混淆,正像不应把程序设计语言和用程序设计语言所写的一段程序混为一谈一样,数据模型是描述数据的手段,而数据模式是用给定数据模型对具体数据的描述。
          在DBMS中,由于数据用多级数据模型来描述,相应地也有多级数据模式。分为三级:
    在这里插入图片描述

    • 概念模式
      • 概念模式是用逻辑数据模型的一个单位的数据的描述,概念模式的设计是数据库设计的最基本任务,概念模式也称为逻辑模式。
    • 外模式
      • 外模式是用逻辑数据模型对用户所用到的那部分数据的描述。每个用户所感兴趣的数据不完全一样,另外,从保密的观点出发,也不宜让用户接触与自己无关的数据,因此每个用户的外模式不一定相同。外模式是概念模式的一部分或是从概念模式推导而来的,有了概念模式,设计外模式就比较方便了。
    • 内模式
      • 内模式是用物理数据模型对数据的描述。内模式对一般用户是透明的,但它的设计直接影响数据库性能。

    概念模式,外模式,内模式都存于数据目录中,是数据目录最基本的内容。DBMS通过数据目录,管理和访问数据模式。

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    数据模型

    数据模分为两类
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    2.逻辑模型和物理模型

    逻辑模型物理模型
    层次模型、网状模型、关系模型、面向对象数据模型、对象关系数据模型、半结构化数据模型描述数据在系统内部的表示方式和存取方法,或在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法,是面向计算机系统的

    非关系模型

    1. 层次模型
      (1)有且只有一个结点没有双亲结点,这个结点称为根节点。
      (2)根以外的其他结点有且仅有一个双亲结点。
      层次模型像一颗倒立的树,结点的双亲是唯一的

    2. 网状模型
      (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
      网状模型中子女结点于双亲节点的联系可以不唯一

    关系模型

    从用户观点看,关系模型是由一组关系组成,每个关系的数据结构是一张规范化的二维表。
    二维表里术语对比

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  • 01.数据模型 模型是现实世界的模拟和抽象。 数据模型是模型的一种,实现实世界对象特征的一种抽象。 数据模型应满足三方面要求: 1)便于在计算机中实现。 2)容易被人理解 3)能够较真的模拟真实世界 数据模型是...

    “成功的路上并不挤,只是你淘汰了你自己”,你好,我是梦阳辰,未来我陪你一起成长。

    01.数据模型

    模型是现实世界的模拟和抽象。

    数据模型是模型的一种,实现实世界对象特征的一种抽象。

    数据模型应满足三方面要求

    1)便于在计算机中实现。

    2)容易被人理解

    3)能够较真的模拟真实世界

    数据模型是用来描述数据组织数据和对数据进行操作的。

    数据模型的三部分:
    数据结构:描述实体的构成和联系。

    数据操作:对数据库的查询与更新。

    完整性约束:对数据施加规则和限制。

    数据模型的类型:
    1)概念模型
    概念模型是对真实世界中问题域内事物的描述。主要用来描述一个单位的概念化结构。

    数据库的设计阶段,摆脱了计算机系统及DBMS的具体技术问题,可以集中精力去分析数据以及数据之间的联系。

    表示概念模型最常用的就是实体联系图(E-R图),其基本要素是实体属性联系,表示方法为:

    实体:用矩形表示,矩形框内写明实体名。
    属性:用椭圆形表示,用无向边将其与相应的实体连接起来。
    联系:用菱形表示,框内写明联系名,并用无向边与有关实体连接起来,同时在无向边旁标上联系的类型。
    在这里插入图片描述

    2)逻辑模型:
    逻辑模型即数据的逻辑结构,是具体的DBMS所支持的数据模型,它的目标是尽可能详细地描述数据,但不考虑数据在物理上如何实现。它既要面向用户,又要面向系统。

    它包括所有的实体和关系,确定每个实体的属性,定义每个实体的主键,指定实体的外键(其他表的主键)。并根据需要进行范式化处理。

    常用的逻辑模型:
    层次模型
    用树形结构表示数据及关系。

    网状模型
    用网络结构表示数据及关系。

    关系模型
    用二维表结构表示数据及关系。

    3)物理模型:
    物理模型是在逻辑模型的基础上,进行数据库体系结构设计,真正实现数据在数据库中的存放。其目标是指定如何用数据库模式来实现逻辑模型,以及真正的保存数据。

    02.关系模型

    关系模型是由美国IBM公司San Jose研究室的研究员E.F.Codd在1970年提出来的,是目前最常用的数据模型。

    定义:即关系的描述,是用公式来描述数据之间的关系。

    1.表示形式:关系名(属性名1,属性名2…)

    2.主键:加粗

    3.外键:倾斜

    学生表(学号,姓名,性别,专业号,年龄…)
    课程表(课程编号,课程名称,学分…)
    成绩表(学号,课程号,成绩)

    关系模型的专业术语:
    关系:一个关系对应一张二维表。

    元组:关系中的一行为一个元组。

    属性:关系中的一列,包括属性类型,属性名,属性值。

    :属性的取值范围。

    分量:元组中的一个属性值。

    码(key)
    候选码:若关系中的某一属性的值能唯一的标识一个元组。

    主码:也叫主属性或主键,候选码选定一个为主码。

    外码:也叫外键。关系中的一个属性不是该关系的主码,而是另外一个关系的主码。

    常用的关系操作:
    集合操作:
    并,交,差,笛卡儿积,除

    数据查询:
    选择,投影,连接

    数据更新:
    插入,删除,修改

    数据约束:

    1)实体完整性约束:
    主键是否为空。

    2)参照完整性约束:
    外键是否为空

    3)域完整性约束:
    属性值的范围。
    4)用户定义完整性约束
    设置字段的有效性规则。

    03.关系代数

    关系代数是一种抽象的查询语言,通过使用各类运算符来对关系的进行运算,以表达查询。关系代数中的运算符包括4大类:
    1)比较运算
    大于,小于,等于…

    2)逻辑运算
    非,与,或

    3)集合运算
    并,差(-),交,广义笛卡尔乘积

    4)关系运算
    专门的关系运算包括选择(σ)、投影(π)、连接(⋈) 、除(÷)四种运算

    选择,限制条件,筛选。

    投影:把若干列刷选出来。

    连接:笛卡尔积运算再筛选。

    等值连接(equi-join)是从关系R与S的广义笛卡尔积中选取A、B属性值相等的那些元组
    等值连接:
    自然连接(natural-join)是一种特殊的等值连接,要求两个关系具有相同的属性组,在结果中把重复的属性列去掉。

    除运算:
    在这里插入图片描述

    示例:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    “ 认真生活,就能找到生活藏起来的糖果。”

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

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