最常用的数据模型

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1、1.2.3 最常用的数据模型最常用的数据模型包括四种：层次環型亡al ModeD网秩嘆型(Network Model)匚二非关系橈型关系模型(Rula/tionnl Model)1x壬爭蜡冲面尚需象模型(Ob北毗Oriented Model/天斥惺塞注 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 围。一、层次模型定义： 有只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点； 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(Information Management S

2、ystem)数据库管理系统。1. 数据结构基本结构 用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。 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。 每个记录类型可包含若干个字段(属性)。图 1.12 教员学生层次数据库模型E2101C02计算机信息楼学生联系教硏室R01数据库R02信息系统R03E1709E350 I苗明鳖据仓库 王人上丨并冇験据上S6E871文軽號363874-S6E876 张孝-实体隼FunE3021 -王大咱悶络會理敎员码值属性值图 1.13 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 必须首先将其分解成

3、一对多联系 分解方法有两种：冗余结点法和虚拟结点法。图 1.14(a) 一个学生选课的多对多联系图 1.14(b) 冗余结点法将多对多联系转化为一对多联系图 1.14(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： 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 1.13 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。 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 1.9 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。 修改：应修改所有相

4、应记录，以保证数据的一致性。如：图1.14(b)中， 若一个学生要改，则两处学生记录值均要修改。3. 存储结构 存储容：数据本身；数据之间的联系 两种方法：邻接法；法。图 1.15(a) 数据模型图 1.15(b) 数据值A1B1C3C5C7C14B4C2C9B6C4C6C0A2图 1.15(c) 邻接法存储Al.-*B4/ JJI. T 图 1.16(a) 图 1.15(a) 的数据值图 1.16(b) 法存储.V 1I4b -4. 优缺点优点 数据模型比较简单，操作简单； 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 提供良好的完整性支持。缺点 不适合于表示非层次性的联系； 对

5、插入和删除操作的限制比较多； 查询子女结点必须通过双亲结点； 由于结构严密，层次命令趋于程序化。二、网状模型定义： 允许一个以上的结点无双亲； 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 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。 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。 每个记录类型可包含若干个字段（属性）。图 1.17（a） 学生/选课/课程网状数据库模型图 1.17(b) 学生 /选课/课程网状数据库的一个值S1杲程C1S2C2S3C3S4S1C1AS1C2AS2C1AS2C3

6、BS3C1BS3C2BS4C1AS4C2AS4C3B2. 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： 插入：允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点值。 删除：允许只删除双亲结点值。 修改：只需修改指定记录即可性3. 存储结构 存储容：数据本身；数据之间的联系。 两种方法：法(包括：单向、双向、环状、向首等)。图 1.17(c) 学生 /选课/课程网状数据库存储4. 优缺点 优点 能够更为直接地描述现实世界； 具有良好的性能，存取效率较高。缺点 数据定义语言 (DDL) 极其复杂； 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

7、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 SQL Server。1. 数据结构 概念如图 1.18。 关系 （Relation） ：一个关系就是一表。学生登记衰学号姓名年龄性别年级95004王小明19女社会学9595006黄左鹏20男商品学9595008乘文運)18女法:律学95.主码分量属性图 1.18 关系模型的数据结构 元组 （Tuple） ：表中的一行。 属性 （Attribute） ：表中的一列。 主码 （Key） ：能够唯一确定一个元组的属性。如：学号。 域 （Domain） ：属性的

8、取值围。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。 分量：元组中的一个属性值，如： 95004 、黄大鹏、法律学。 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 1.18 的学生关系可描述为：学生（学号，年龄，性别，系名，年级）特点 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,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） 关系模型要求关系必须是规的,最基本的条件是,关系的每一个分量必 须是

9、一个不可分的数据项,即不允许表中还有表。如图 1.19 中的表就不是一个 关系。班号组名（）扣除实发本补助/(004甲軒32001003120丿 1500501450008甲组2200150100225C1图 1.19 不符合关系模型规的表格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 2.3 节中讲解）3. 存储结构 存储容：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： 关系模型是建立在严格的数学概念的基础上的; 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; 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 的安全性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。缺点： 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。