最常用的数据模型.docx

最常用的数据模型.docx

《最常用的数据模型.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最常用的数据模型.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

最常用的数据模型

1.2.3最常用的数据模型

最常用的数据模型包括四种：

注1：

非关系模型在20世纪70-80年代很流行，现在逐步被关系模型取代。

注2：

下面讲的数据模型都是指逻辑上的数据模型，即用户眼中看到的数据范围。

一、层次模型

定义：

①有只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点；

②根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。

代表产品：

IBM公司的IMS（InformationManagementSystem）数据库管理系统。

1.数据结构

基本结构

①用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。

②每个结点表示一个记录类型（实体），结点之间的连线表示记录类型间一对多的父子联系，这种联系只能是父子联系。

③每个记录类型可包含若干个字段（属性）。

图教员学生层次数据库模型

图教员学生层次数据库的一个值

多对多联系在层次模型中的表示

①必须首先将其分解成一对多联系。

②分解方法有两种：

冗余结点法和虚拟结点法。

图（a）一个学生选课的多对多联系

图（b）冗余结点法将多对多联系转化为一对多联系

图（c）虚拟结点法将多对多联系转化为一对多联系

2.数据操作与完整性约束

数据操作：

查询、插入、删除和修改。

完整性约束：

①插入：

如果没有相应的双亲结点值就不能插入子女结点值。

如：

图中，若新调入一名教师，在未分配到某个教研室以前，不能将新教员插入到数据库。

②删除：

如果删除双亲结点值，则相应的子女结点值也被同时删除。

如：

图中，若删除网络教研室，需要首先删除属于网络教研室的所有教师的数据。

③修改：

应修改所有相应记录，以保证数据的一致性。

如：

图（b）中，若一个学生要改姓名，则两处学生记录值均要修改。

3.存储结构

存储内容：

数据本身；数据之间的联系。

两种方法：

邻接法；链接法。

图（a）数据模型

图（b）数据值

图（c）邻接法存储

图（a）图（a）的数据值

图（b）链接法存储

4.优缺点

优点

①数据模型比较简单，操作简单；

②对于实体间联系是固定的，且预先定义好的应用系统，性能较高；

③提供良好的完整性支持。

缺点

①不适合于表示非层次性的联系；

②对插入和删除操作的限制比较多；

③查询子女结点必须通过双亲结点；

④由于结构严密，层次命令趋于程序化。

二、网状模型

定义：

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。

代表产品：

DBTG系统模型类产品。

1.数据结构

①用网状结构来表示各类实体以及实体间的联系，层次模型是网状模型的一个特例。

②每个结点表示一个记录类型（实体），结点之间的连线表示记录类型间的一对多的父子联系。

③每个记录类型可包含若干个字段（属性）。

图（a）学生/选课/课程网状数据库模型

图（b）学生/选课/课程网状数据库的一个值

2.数据操作与完整性约束

数据操作：

查询、插入、删除和修改。

完整性约束：

①插入：

允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点值。

②删除：

允许只删除双亲结点值。

③修改：

只需修改指定记录即可性。

3.存储结构

存储内容：

数据本身；数据之间的联系。

两种方法：

链接法（包括：

单向链接、双向链接、环状链接、向首链接等）。

图（c）学生/选课/课程网状数据库存储

4.优缺点

优点

①能够更为直接地描述现实世界；

②具有良好的性能，存取效率较高。

缺点

①数据定义语言（DDL）极其复杂；

②数据独立性较差。

由于实体间的联系本质上通过存取路径指示的，因此应用程序在访问数据时要指定存取路径。

三、关系模型

定义：

其逻辑结构就是二维表格，由行列组成。

代表产品：

Oracle公司的Oracle、Microsoft公司的SQLServer。

1.数据结构

概念

①关系（Relation）：

一个关系就是一张表。

如图。

图关系模型的数据结构

②元组（Tuple）：

表中的一行。

③属性（Attribute）：

表中的一列。

④主码（Key）：

能够唯一确定一个元组的属性。

如：

学号。

⑤域（Domain）：

属性的取值范围。

如：

年龄域是1-150之间、性别域是（男、女）、系名域是一个学校所有系名的集合。

⑥分量：

元组中的一个属性值，如：

95004、黄大鹏、法律学。

⑦关系模式：

对关系的描述，一般表示为：

关系名（属性1，属性2，…，属性n）

图的学生关系可描述为：

学生（学号，姓名，年龄，性别，系名，年级）

特点

①在关系模型中，实体及实体间的联系都是用关系来表示。

如：

学生、课程、学生与课程多对多的联系（即学生选课）均可用关系来表示，如下：

学生（学号，姓名，年龄，性别，系名，年级）

课程（课程号，课程名，学分）

学生选课（学号，课程号，成绩）

②关系模型要求关系必须是规范的，最基本的条件是，关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项，即不允许表中还有表。

如图中的表就不是一个关系。

图不符合关系模型规范的表格

2.数据操作与完整性约束

数据操作：

查询、插入、删除和修改。

完整性约束：

包括三大类，即：

实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。

（在节中讲解）

3.存储结构

存储内容：

由于数据本身和数据之间的联系均是表，物理存储时，表以文件的形式存储。

两种方法：

一个文件一个表（如：

Foxpro）；多个文件一个表（如：

SQLServer）。

4.优缺点

优点：

①关系模型是建立在严格的数学概念的基础上的；

②无论实体还是实体之间的联系都用关系来表示。

对数据的检索结果也是关系（即表），因此概念单一，其数据结构简单、清晰；

③关系模型的存取路径对用户透明，从而具有更高的数据独立性，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透明，查询效率往往不如非关系数据模型。

因此为了提高性能，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负担。