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  •     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 其实层次数据模型就是的图形表示就是一...
    层次数据模型

        定义:层次数据模型是用树状<层次>结构来组织数据的数据模型。

        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

    其实层次数据模型就是的图形表示就是一个倒立生长的树,由基本数据结构中的树(或者二叉树)的定义可知,每棵树都有且仅有一个根节点,其余的节点都是非根节点。每个节点表示一个记录类型对应与实体的概念,记录类型的各个字段对应实体的各个属性。各个记录类型及其字段都必须记录。
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      层次模型的特点:
        结点的双亲是唯一的
        只能直接处理一对多的实体联系
        每个记录类型可以定义一个排序字段,也称为码字段
        任何记录值只有按其路径查看时,才能显出它的全部意义
        没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在
      实例:
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        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

        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

    层次数据库系统的典型代表是IBM公司的IMS(Information Management System)数据库管理系统


    网状数据模型

        定义:用有向图表示实体和实体之间的联系的数据结构模型称为网状数据模型。
        满足下面两个条件的基本层次联系的集合称为网状数据模型:
        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。
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      其实,网状数据模型可以看做是放松层次数据模型的约束性的一种扩展。网状数据模型中所有的节点允许脱离父节点而存在,也就是说说在整个模型中允许存在两个或多个没有根节点的节点,同时也允许一个节点存在一个或者多个的父节点,成为一种网状的有向图。因此节点之间的对应关系不再是1:n,而是一种m:n的关系,从而克服了层次状数据模型的缺点。
      特征:
         1. 可以存在两个或者多个节点没有父节点;
         2. 允许单个节点存在多于一个父节点;
      网状数据模型中的,每个节点表示一个实体,节点之间的有向线段表示实体之间的联系。网状数据模型中需要为每个联系指定对应的名称。
      实例:  
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        优点:
        网状数据模型可以很方便的表示现实世界中的很多复杂的关系;
        修改网状数据模型时,没有层次状数据模型的那么多的严格限制,可以删除一个节点的父节点而依旧保留该节点;也允许插入一个没有任何父节点的节点,这样的插入在层次状数据模型中是不被允许的,除非是首先插入的是根节点;
        实体之间的关系在底层中可以借由指针指针实现,因此在这种数据库中的执行操作的效率较高;

        缺点:
         网状数据模型的结构复杂,使用不易,随着应用环境的扩大,数据结构越来越复杂,数据的插入、删除牵动的相关数据太多,不利于数据库的维护和重建。
         网状数据模型数据之间的彼此关联比较大,该模型其实一种导航式的数据模型结构,不仅要说明要对数据做些什么,还说明操作的记录的路径;
        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,用户必须了解系统结构的细节

        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个特例

    典型代表是DBTG系统,亦称CODASYL系统,是20世纪70年代由DBTG提出的一个系统方案。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。


    三、关系型数据模型
      关系型数据模型对应的数据库自然就是关系型数据库了,这是目前应用最多的数据库。
      定义:使用表格表示实体和实体之间关系的数据模型称之为关系数据模型。
      关系型数据库是目前最流行的数据库,同时也是被普遍使用的数据库,如MySQL就是一种流行的数据库。支持关系数据模型的数据库管理系统称为关系型数据库管理系统。
      特征:
         1. 关系数据模型中,无论是是实体、还是实体之间的联系都是被映射成统一的关系—一张二维表,在关系模型中,操作的对象和结果都是一张二维表,它由行和列组成;
         2. 关系型数据库可用于表示实体之间的多对多的关系,只是此时要借助第三个关系—表,来实现多对多的关系;
         3. 关系必须是规范化的关系,即每个属性是不可分割的实体,不允许表中表的存在;
      实例:

    在这里插入图片描述

        优点:
         结构简单,关系数据模型是一些表格的框架,实体的属性是表格中列的条目,实体之间的关系也是通过表格的公共属性表示,结构简单明了;
        关系数据模型中的存取路径对用户而言是完全隐蔽的,是程序和数据具有高度的独立性,其数据语言的非过程化程度较高;
        操作方便,在关系数据模型中操作的基本对象是集合而不是某一个元祖;
         有坚实的数学理论做基础,包括逻辑计算、数学计算等;

        缺点:
        查询效率低,关系数据模型提供了较高的数据独立性和非过程化的查询功能(查询的时候只需指明数据存在的表和需要的数据所在的列,不用指明具体的查找路径),因此加大了系统的负担;
        由于查询效率较低,因此需要数据库管理系统对查询进行优化,加大了DBMS的负担;

        相关概念:
        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。
        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),如: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

        术语对比
    在这里插入图片描述

        关系的完整性约束条件
        实体完整性
        实体完整性是指实体的主属性不能取空值。实体完整性规则规定实体的所有主属性都不能为空。实体完整性针对基本关系而言的,一个基本关系对应着现实世界中的一个主题,例如上例中的学生表对应着学生这个实体。现实世界中的实体是可以区分的,他们具有某种唯一性标志,这种标志在关系模型中称之为主码,主码的属性也就是主属性不能为空。
        参照完整性
        在关系数据库中主要是值得外键参照的完整性。若A关系中的某个或者某些属性参照B或其他几个关系中的属性,那么在关系A中该属性要么为空,要么必须出现B或者其他的关系的对应属性中。
        用户定义的完整性
        用户定义完整性是针对某一个具体关系的约束条件。它反映的某一个具体应用所对应的数据必须满足一定的约束条件。例如,某些属性必须取唯一值,某些值的范围为0-100等。

    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



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  • 层次模型网状模型关系模型的优缺点总结

    层次模型

    优点:

    1. 数据结构简单清晰。
    2. 因为记录之间的联系用有向边表示,这种联系在DBMS中通常使用指针实现,查询效率高。层次模型数据库性能优于关系数据库,不低于网状数据库。
    3. 提供了良好的完整性支持。进行插入操作时,如果没有对应的双亲结点就不能插入它的子女结点值。进行删除操作时,如果删除双亲结点,则相应的子女结点值也将被同时删除。

    缺点:

    1. 现实世界中的很多联系是非层次性的。如果结点之间具有多对多联系,不再适合使用层次模型表示。如果一个子女结点确实具有多个双亲结点,使用层次结构模型表示的时候就会出现大量的冗余,且操作复杂。
    2. 查询子女结点必须通过双亲结点。
    3. 由于结构严密,层次命令趋于程序化。

    网状模型

    优点:

    1. 能够更为直接地表示现实世界。
    2. 具有良好的性能,存取效率高。

    缺点:

    1. 结构复杂,伴随应用环境的扩大,数据结构变得越来越复杂,不利于最终用户掌握。
    2. 网状模型的数据定义语言和数据管理语言复杂。
    3. 由于记录之间的联系通过存取路径实现,应用程序在访问数据的时候必须选择恰当的存取路径,因此用户必须了解系统结构的细节,导致加重了编写应用程序的负担。

    关系模型

    优点:

    1. 关系模型建立在严格的数学概念的基础之上。
    2. 关系模型概念单一。无论是实体还是实体之间的联系都用关系来表示。对数据的检索和更新结果也是基于关系(表)的。所以,数据结构简单清晰,用户易懂易用。
    3. 关系模型的存取路径对用户透明,从而具有较高的数据独立性,更好的安全保密性,也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。

    缺点:

    1. 由于存取路径对用户是透明的,查询效率往往不如格式化数据模型。
    2. 为了提高系统性能,数据库管理系统必须对用户的查询请求进行优化。
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  • 层次模型 结点的双亲都是唯一的 只能直接处理一对多关系 任何记录值按其路径查看 没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在 网状模型 允许一个和多个的结点 允许多个结点没有双亲 允许两个结点有多种联系 要...

    层次模型

    结点的双亲都是唯一的
    只能直接处理一对多关系
    任何记录值按其路径查看
    没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在

    网状模型

    允许一个和多个的结点
    允许多个结点没有双亲
    允许两个结点有多种联系
    要为每个联系命名,并指出该联系有关的双亲记录和子女记录

    关系模型(重点)

    1.关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表
    2.关系模型的数据结构
    关系:一个关系通常说的一张表
    元组:表中一行即一组
    属性:一列即一个属性,给每一个属性取名,即属性名
    主码:也成码键,表中的某个属性组,它可以唯一确定一个元组
    域:形同数据类型的值的集合,属性的取值范围来自某个域
    分量:元组中的一个属性值
    关系模式:关系名(属性1,属性2…,属性n)
    3.关系必须是规范化的,关系中每一个分量必须是不可分的数据项,不允许表中还有表
    4.
    关系名————表名
    关系模式————表头(对表格的描述)
    关系————一张二维表
    元组————记录或者行
    属性————列
    属性名————列名
    属性值————列值
    分量————一条记录中的一个列值
    非规范关系————表中有表
    5.操作对象和操作结果都是关系
    6.完整性约束
    关系的两个不变性:
    1.1**实体完整性

    • 关系的主属性不能取空值
      2.2参照完整性**
      一个表(s)中的键是另一个表(R)的主键键,这个(S)中键称作外码(取空值或非空值)
      R:参照关系
      S:被参照关系
      3.3用户定义完整性
      关系模型提供定义和检验这类完整性机制
      针对某一具体关系数据库的约束条件,反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求

    7.特点
    实体和各种联系都是用关系来表示
    对数据检索也是关系
    数据库独立性和安全性

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  • 数据库领域中主要的逻辑数据模型有:层次模型网状模型关系模型、面向对象数据模型等,我们重点讲解了**层次模型网状模型关系模型**。 1.1 层次模型 层次数据库系统的典型代表是IBM公司的Information ...
       数据库领域中主要的逻辑数据模型有:层次模型、网状模型、关系模型、面向对象数据模型等,我们重点讲解了**层次模型、网状模型、关系模型**。
    

    1.1 层次模型
    层次数据库系统的典型代表是IBM公司的Information Management System数据库管理系统。层次模型用树形结构来表示各类实体以及实体之间的联系。
    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,这个结点称为根节点;2.根以外的其它结点有且仅有一个双亲结点。
    在层次模型中,每个结点表示一个记录,记录类型之间的联系用结点之间的连线(有向边)表示,这种联系是父子之间的一对多的联系。
    在这里插入图片描述
    1.1.1 层次模型中的数据操纵和完整性约束条件
    数据操纵:查询、插入、删除、更新
    完整性约束条件:
    1.无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值,即上图中根节点R1没有双亲结点,则在其下不能插入子女结点;
    2.如果删除双亲结点值,则相应的子女结点值也被同时删除,即在上图中删除R2就同时删掉了R4和R5;
    3.更新操作时,应更新所相应记录,以保持数据的一致性,例如:在以下两个关系中:课程(课程号,课程名,平均成绩),成绩(学号,课程号,成绩),要修改课程关系中的平均成绩,也需要修改成绩关系中的成绩。
    层次模型的一个基本特点是,任何一个给定的记录值只能按其层次路径查看,没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而单独存在。
    1.2 网状模型
    网状数据库系统采用网状模型作为数据的组织方式。典型的代表是DBTG系统。
    在数据库中,把满足以下两个条件的基本层次联系集合称为网状模型:
    1.允许一个以上的结点无双亲;2.一个结点可以有多余一个的双亲
    在这里插入图片描述

    在网状模型中,多对多联系的表示方法:将多对多联系直接分解成一对多联系,如:在上图中,R1的关系可拆分为R1–R4,R1–R3。
    1.2.1 数据操纵与完整性约束条件
    网状数据库系统对数据操纵加了一些限制,提供了一定的完整性约束:
    唯一标识记录的数据项的集合
    一个联系中支持双亲记录与子女记录之间的一对多联系
    支持双亲记录和子女记录之间某些约束性条件

    1.3 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。
    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。
    在这里插入图片描述
    1.3.1 关系模型的数据结构
    关系(Relation):一个关系对应通常所说的一张表。
    元组(Tuple):表中的一行即为一个元组。
    属性(Attrubute):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。
    码(Key):表中的某个属性组,它可以唯一确定一个元组。
    域(Domain):属性的取值范围。
    分量:元组中的一个属性值。
    关系模式:对关系的描述,如:学生(学号,姓名,年龄,性别,系,年级)
    关系最基本的规范条件: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
    3.3.2关系术语与一般表格的术语对比
    在这里插入图片描述
    1.3.3 数据操纵和完整性约束条件
    数据操作是集合操作操作对象和操作结果都是关系,即若干元组的集合。同样也可进行查询、插入、删除、更新操作。
    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
    1.3.4 关系模型与非关系模型的比较
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    1.4 层次模型、网状模型和关系模型的优缺点
    在这里插入图片描述

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    1.2.1 两大类数据模型 1.2.2 数据模型的组成要素 1.2.3 概念模型 1.2.4 最常用的数据模型 1.2.5 层次模型 1.2.6 网状模型 1.2.7 关系模型
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空空如也

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层次模型网状模型关系模型