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  • 数据库三种模型

    千次阅读 2021-01-15 16:56:32
    前言 数据模型数据库系统的核心,本文简要介绍三种主要的数据库模型。 一、格式化模型 格式化模型是层次模型和网状模型的统称 1.层次模型 ① 层次数据模型的概念 层次模型用属性结构来表示各类实体以及实体间的...

    前言

    数据模型是数据库系统的核心,本文简要介绍三种主要的数据库模型。


    一、格式化模型

    格式化模型是层次模型和网状模型的统称

    1.层次模型

    ① 层次数据模型的概念

    层次模型用属性结构来表示各类实体以及实体间的联系

    ② 层次模型的数据结构

    特点:

    1. 结点的双亲是唯一的;
    2. 只能直接处理一对多的实体联系;
    3. 每个记录类型可以定义一个排序段,也称码字段;
    4. 任何记录值只有按其路径查看时才能显出它的全部意义;
    5. 没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在。

    ③层次模型的数据操纵

    • 查询
    • 插入
    • 删除
    • 更新

    ④层次模型的完整性约束

    1. 无对应的双亲结点值就不能插入子女结点;
    2. 如果删除双亲结点则相应的子女节点值也被同时删除;
    3. 更新操作时,应更新所有相应记录,以保证数据的一致性。

    ⑤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;
      层次命令趋于程序化;

    2.网状模型

    ①网状模型的概念

    网状数据库系统采用网状模型作为数据的组织方式
    ✧典型代表是DBTG系统:
    ■亦称CODASYL系统
    ■20世纪70年代由DBTG提出的一个系统方案
    必实际系统
    ■Cullinet Software公司的IDMS
    ■Univac公司的DMS1100
    ■Honeywell公司的IDS/2
    ■HP公司的IMAGE

    ②网状模型的数据结构

    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。

    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千个字段
    • 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

    ③网状模型的操纵与完整性约束

    网状数据库系统(如DBTG)对数据操纵加
    了一些限制,提供了–定的完整性约束
    ■码:唯一标识记录的数据项的集合
    ■一个联系中双亲记录与子女记录之间是一-对多联系
    ■支持双亲记录和子女记录之间某些约束条件

    ④网状模型的优缺点

    • 优点
      a.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
      b.具有良好地性,存取效率较高
    • 缺点
      a.结构比较复杂,而且随着应用环境地扩大,数据库就变得越来越复杂,不利于最终用户掌握
      b.DDL、DML语言复杂,用户不容易使用
      c.记录之间联系是通过存取路径实现地,用户必须了解系统结构地细节

    3.网状模型与层次模型的区别

    ■网状模型允许多个结点没有双亲结点
    ■网状模型允许结点有多个双亲结点
    ■网状模型允许两个结点之间有多种联系(复合联系)
    ■网状模型可以更直接地描述现实世界
    ■层次模型实际上是网状模型的一一个特例

    二、关系模型

    ①关系模型的概念

    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SanJose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
    计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型

    ②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,它由行和列组成。

    • 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–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。

    • 分量
      ●元组中的一一个属性值。

    • 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)

    关系必须是规范的,满足一定的约束条件
    最基本的约束条件: 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

    一个工资表(表中有表)实例

    ③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
      ■更新
    • 存取路径对用户隐蔽,用户只要指出“千什么 ’,不必详细说明‘ “怎么干”
    • 关系的完整性约束条件
      ■实体完整性
      ■参照完整性
      ■用户定义的完整性

    ④关系数据库的优缺点

    • 优点
      1.建立在严格的数学概念的基础上
      2.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
      3.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
      1.存取路径对用户透明,查询效率往往不如格式化数据模型
      2.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

    总结

    数据库领域当前的研究工作都是以关系方法为基础,所以大家学习数据库的时候应该把重点放在关系数据库上。

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  • 数据库主要有哪几种数据模型?

    千次阅读 2021-02-01 17:05:16
    侃侃尔雅数据库主要有三种数据模型:1、层次模型将数据组织成一对多关系的结构,层次结构采用关键字来访问其中每一层次的每一部分;2、网状模型用连接指令或指针来确定数据间的显式连接关系,是具有多对多类型的数据...

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    侃侃尔雅

    数据库主要有三种数据模型:1、层次模型将数据组织成一对多关系的结构,层次结构采用关键字来访问其中每一层次的每一部分;2、网状模型用连接指令或指针来确定数据间的显式连接关系,是具有多对多类型的数据组织方式;3、关系模型以记录组或数据表的形式组织数据,以便于利用各种地理实体与属性之间的关系进行存储和变换,不分层也无指针,是建立空间数据和属性数据之间关系的一种非常有效的数据组织方法。数据模型(Data Model)是数据特征的抽象。数据(Data)是描述事物的符号记录,模型(Model)是现实世界的抽象。数据模型从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态行为和约束条件,为数据库系统的信息表示与操作提供了一个抽象的框架。数据模型所描述的内容有三部分:数据结构、数据操作和数据约束。1)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组成成分,一般可分为两类:数据类型、数据类型之间的联系。数据类型如DBTG(数据库任务组)网状模型中的记录型、数据项,关系模型中的关系、域等。联系部分有DBTG网状模型中的系型等。数据结构是数据模型的基础,数据操作和约束都基本建立在数据结构上。不同的数据结构具有不同的操作和约束。2)数据操作: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规则,用以对目标类型的有效实例所组成的数据库进行操作。3)数据约束: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。

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    数据库系统工程师考点复习:三种主要的数据模型

    实际DBMS所支持的数据模型主要有三种:

    层次模型(HierarchicalModel)

    网状模型(NetworkModel)

    关系模型(RelationalModel)

    其中,关系模型是当前DBMS所支持的数据模型的主流。90年代运行的DBMS几乎都是基于关系模型的。层次模型和网状模型统称为非关系模型。非关系模型的结构可以和图论中的图相对应,比较直观,但在理论上不完备,实现效率较低,故此目前很少用。但是最近,层次模型在研究面向对象的DBMS中已得到重视。在关系模型中,数据在用户的观点中(或在用户视图中)的逻辑结构是一张二维表(Table)。

    关系(Relation),对应于平常讲的一张表。

    元组(Tuple),表中的一行。

    属性(Attribute),表中的一列称为一个属性,给每一列起一个名,称为属性名。这一列或这个属性所有可能取的值的集合称为这个属性的值域(Domain),值域中的一个元素叫做这个属性的值。

    主关键字(PrimaryKeyAttribute或PrimaryKey),是指能唯一标识一个元组的一个或一组属性。

    分量(Attributevalue),是指元组中的一个属性值。

    关系模式(RelationalSchema),是对关系的描述,一般用关系名(属性名1,属性名2,…,属性名n)来表示。同层次模型和网状模型相比较,关系模型具有下列特点:

    (1)概念单一在关系模型中,无论是实体还是实体之间的联系都用关系来表示。在关系模型中,在用户的观点中,数据的逻辑结构就是表,也只有这唯一的概念。在非关系模型中,用户要区分记录型与记录型之间的联系两个概念;当环境复杂时,数据结构异常复杂,难以掌握。而关系模型,由于概念单一,可以变复杂为直观、简单,易学易用。

    (2)规范化所谓关系规范化是指在关系模型中,每一个关系都要满足一定的条件要求。这些条件被称为规范条件。对于关系,一个最基本的规范条件是,要求关系中的每一个属性(或分量)均是不可分的数据项;也就是说不允许表中有表,表是不可嵌套的。

    (3)在关系模型中,用户对数据的操作的输入和输出都是表,也就是说,用户通过操作旧表而得到一张新表。总之,关系模型概念简单,结构清晰,用户易学易用,有严格的以数学为基础的关系理论作指导,便于DBMS的实现。基于关系的DBMS简化了应用程序员的工作,便于数据库应用系统的设计和维护。故此,关系模型自诞生以后就得到了迅速的发展,成为应用最为广泛的、唯一的数据模型。

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    原标题:数据库-数据模型(分类、三要素、概念)

    (1)数据模型的分类:

    最常用的数据模型是概念数据模型和结构数据模型:

    ①概念数据模型(信息模型):面向用户的,按照用户的观点进行建模,典型代表:E-R图

    ②结构数据模型:面向计算机系统的,用于DBMS的实现,典型代表有:层次模型,网状模型、关系模型,面向 对象模型

    (2)数据模型的三要素:

    数据结构、数据操作、数据约束。

    (3)E-R图(实体-联系图方法):

    ① E-R实体联系图是直观表示概念模型的工具,其中包含了实体、联系、属性三个成分,联系的方 法为一对一(1:1)、一对多(1:N)、多对多(M:N)三种方式,联系属于哪种方式取决于客观实际 本身。

    ② E-R模型图,既表示实体,也表示实体之间的联系,是现实世界的抽象,与计算机系统没有关系, 是可以被用户理解的数据描述方式。通过E-R模型图可以使用户了解系统设计者对现实世界的抽象是 否符合实际情况,从某种程度上说E-R模型图也是用户与系统设计者进行交流的工具,E-R模型图已 成为概念模型设计的一个重要设计方法。

    ③ 实体用矩形框表示,联系用菱形表示,属性用椭圆表示

    (4)层次模型:

    ① 层次模型采取树形结构表示数据与数据之间的关系

    ② 层次模型不能直接表示多对多的联系

    (5)网状模型:

    ① 用网络结构表示数据与数据之间的联系的模型

    ② 网状模型子节点和父节点联系不唯一,需要为联系命名

    ③ 网状模型的优点是能更直观的描述世界,良好的性能,缺点是结构复杂

    (6)关系模型:

    ① 关系模型是目前最常见的数据模型之一,主要采用表格结构表达实体集以及实体之间的联系,最 大的特 色就是描述的一致性。

    ② 关系是一张表,关系数据模型由若干个表组成。

    ③ 可以存在1对1,1对多,多对多的关系返回搜狐,查看更多

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