最常用的數(shù)據(jù)模型

1、1.2.3最常用的數(shù)據(jù)模型最常用的數(shù)據(jù)模型包括四種:匚。非關(guān)系模型匚二關(guān)系模型層次模型 Hierarchioal Model) 網(wǎng)及模型(Network ModelJ關(guān)系模型(Relational Model)面向?qū)ο竽Ｐ?Object Oriented Model j注1:非關(guān)系模型在20世紀70-80年代很流行，現(xiàn)在逐步被關(guān)系模型取代 注2:下面講的數(shù)據(jù)模型都是指邏輯上的數(shù)據(jù)模型，即用戶眼中看到的數(shù)據(jù)一、層次模型定義： 有只有一個結(jié)點沒有雙親結(jié)點，這個結(jié)點稱為根結(jié)點；根以外的其他結(jié)點有且只有一個雙親結(jié)點。代表產(chǎn)品：舊M公司的IMS（Information ManagemenSystem）數(shù)

2、據(jù)庫管理系 統(tǒng)。1 .數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)用樹形結(jié)構(gòu)來表示各類實體以及實體間的聯(lián)系。 每個結(jié)點表示一個記錄類型（實體），結(jié)點之間的連線表示記錄類型問 一對多的父子聯(lián)系，這種聯(lián)系只能是父子聯(lián)系。每個記錄類型可包含若干個字段（屬性）。系編號系名辦公地點系一實體型（記錄類型）二聯(lián)系教研室教科室編號教研室學(xué)生字號姓名成績教員職工號 碼姓名御究方向圖1.12教員學(xué)生層次數(shù)據(jù)庫模型E1101 珠芝 網(wǎng)絡(luò)安全E3102王大典 q.料絡(luò)管理得值 屬性值圖1.13教員學(xué)生層次數(shù)據(jù)庫的一個值多對多聯(lián)系在層次模型中的表示必須首先將其分解成一對多聯(lián)系。分解方法有兩種：冗余結(jié)點法和虛擬結(jié)點法圖1.14(a) 一個學(xué)生選課的

3、多對多聯(lián)系圖1.14(c)虛擬結(jié)點法將多對多聯(lián)系轉(zhuǎn)化為一對多聯(lián)系2 .數(shù)據(jù)操作與完整性約束數(shù)據(jù)操作：查詢、插入、刪除和修改。完整性約束： 插入：如果沒有相應(yīng)的雙親結(jié)點值就不能插入子女結(jié)點值。如：圖 1.13 中，若新調(diào)入一名教師，在未分配到某個教研室以前，不能將新教員插入到數(shù)據(jù) 庫。刪除：如果刪除雙親結(jié)點值，則相應(yīng)的子女結(jié)點值也被同時刪除。如： 圖1.9中，若刪除網(wǎng)絡(luò)教研室，需要首先刪除屬于網(wǎng)絡(luò)教研室的所有教師的數(shù)據(jù)。 修改：應(yīng)修改所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性。如：圖 1.14(b)中, 若一個學(xué)生要改，則兩處學(xué)生記錄值均要修改。3 .存儲結(jié)構(gòu)存儲容：數(shù)據(jù)本身；數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。 兩種方法：

4、鄰接法；法。圖1.15(a)數(shù)據(jù)模型C14圖1.15(b)數(shù)據(jù)值C3 C5A1A1 B1 C3 C5 C7 C14 B4 C2 C9 66 C4 C6 C8 A2圖1.15(c)鄰接法存儲圖1.16(a)圖1.15(a)的數(shù)據(jù)值圖1.16（b）法存儲4 .優(yōu)缺點優(yōu)點 數(shù)據(jù)模型比較簡單，操作簡單； 對于實體間聯(lián)系是固定的，且預(yù)先定義好的應(yīng)用系統(tǒng)，性能較高;提供良好的完整性支持。缺點不適合于表示非層次性的聯(lián)系； 對插入和刪除操作的限制比較多；查詢子女結(jié)點必須通過雙親結(jié)點；由于結(jié)構(gòu)嚴密，層次命令趨于程序化。二、網(wǎng)狀模型定義：允許一個以上的結(jié)點無雙親；一個結(jié)點可以有多于一個的雙親。代表產(chǎn)品：DBTG（

5、統(tǒng)模型類產(chǎn)品。1 .數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來表示各類實體以及實體間的聯(lián)系，層次模型是網(wǎng)狀模型的 一個特例。 每個結(jié)點表示一個記錄類型（實體），結(jié)點之間的連線表示記錄類型問 的一對多的父子聯(lián)系。每個記錄類型可包含若干個字段（屬性）學(xué)生圖1.17(a)學(xué)生/選課/課程網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫模型學(xué)生|? |隰程C1I S2 | I _ I 豆I gm I I I C3S4 -選課 | £1 | C1 | A| S1 | G2 1A.52 G1 AHS2 I C3 IBS3 C1 Bsm I C2 | B34 | C1 I A 一S4 I C2 IAS4C3B圖1.17(b)學(xué)生/選課/課程網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫的一個

6、值2 .數(shù)據(jù)操作與完整性約束數(shù)據(jù)操作：查詢、插入、刪除和修改。完整性約束：插入：允許插入尚未確定雙親結(jié)點值的子女結(jié)點值。 刪除：允許只刪除雙親結(jié)點值。 修改：只需修改指定記錄即可性。3 .存儲結(jié)構(gòu)存儲容：數(shù)據(jù)本身；數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。兩種方法：法(包括：單向、雙向、環(huán)狀、向首等)。圖1.17（c）學(xué)生/選課/課程網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫存儲4 .優(yōu)缺點優(yōu)點能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界； 具有良好的性能，存取效率較高。缺點數(shù)據(jù)定義語言（DDL）極其復(fù)雜； 數(shù)據(jù)獨立性較差。由于實體間的聯(lián)系本質(zhì)上通過存取路徑指示的，因 此應(yīng)用程序在訪問數(shù)據(jù)時要指定存取路徑。三、關(guān)系模型定義：其邏輯結(jié)構(gòu)就是二維表格，由行列組成。代表產(chǎn)品

7、：Oracle 公司的 Oracle、Microsoft 公司的 SQL Server。1 .數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概念 關(guān)系（Relation）: 一個關(guān)系就是一表。如圖1.18。學(xué)號姓名年齡性別系名年級95004王小明19女社會學(xué)9695006黃大鵬20男商品學(xué)9596008(張文斌r一女法律學(xué)95 - - 學(xué)生登記表1元組分量主同屬性圖1.18關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 元組（Tuple）:表中的一行。 屬性（Attribute）:表中的一列。主碼（Key）:能夠唯一確定一個元組的屬性。如：學(xué)號。 域（Domain）：屬性的取值圍。如：年齡域是1-150之間、性別域是（男、 女）、系名域是一個學(xué)校所有系名的集

8、合。分量：元組中的一個屬性值，如：95004、黃大鵬、法律學(xué)。 關(guān)系模式：對關(guān)系的描述，一般表示為：關(guān)系名（屬性1,屬性2,屬性n）圖1.18的學(xué)生關(guān)系可描述為：學(xué)生（學(xué)號，年齡，性別，系名，年級）特點在關(guān)系模型中，實體及實體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來表示。如：學(xué)生、課 程、學(xué)生與課程多對多的聯(lián)系（即學(xué)生選課）均可用關(guān)系來表示，如下：學(xué)生（學(xué)號，年齡，性別，系名，年級）課程（課程號，課程名，學(xué)分）學(xué)生選課（學(xué)號，課程號，成績）關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)的，最基本的條件是，關(guān)系的每一個分量必 須是一個不可分的數(shù)據(jù)項，即不允許表中還有表。如圖 1.19中的表就不是一個 關(guān)系。2 .數(shù)據(jù)操作與完整性約束數(shù)據(jù)操作：查詢、插入、刪除和修改完整性約束：包括三大類，即：實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整 性。（在2.3節(jié)中講解）3 .存儲結(jié)構(gòu)存儲容：由于數(shù)據(jù)本身和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系均是表，物理存儲時，表以文件的形式存儲。兩種方法：一個文件一個表（如：Foxpro）；多個文件一個表（如：SQLServer）4 .優(yōu)缺點優(yōu)點：關(guān)系模型是建立在嚴格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上的；無論實體還是實體之間的聯(lián)系都用關(guān)系來表示。對數(shù)據(jù)的檢索結(jié)果也是關(guān)系（即表），因此 概念單一，其數(shù)據(jù)結(jié)