数据库系统中的数据模型
一、数据模型
1.数据模型的基本概念
（1）数据模型就是对现实世界事物的抽象。
（2）数据库中的模型要满足三个条件：
①能比较真实的模拟出现实世界
②容易被人所理解
③在计算机系统上容易实现
（3）数据模型是数据库的核心和基础
2.数据模型的分类
（1）概念模型
概念模型也被称作信息模型，它是按照用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库的设计。（现实世界到概念模型这部分工作由数据库设计人员来进行完成）
（2）逻辑模型
逻辑模型主要包括层次模型，网状模型，关系模型，面向对象数据模型。它是按照计算机系统的观点来对数据建模，用于DBMS实现（概念模型到逻辑模型这部分也是由数据库设计人员完成，可能会用到一些数据库设计工具）
（3）物理模型
物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在磁盘上的存取和表示方式（逻辑模型到物理模型这部分是由DBMS完成）
3.常见的逻辑模型
（1）层次模型
层次模型是用树状结构来表示各类实体和实体之间的关系。
层次模型具有如下特点
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
3.结点的双亲是唯一的
4.只能直接处理一对多的实体联系
5.任何记录值只有按其路径查看
6.没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在
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
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
层次数据库的命令（语言）趋于程序化
（2）网状模型
网状数据库系统采用网状结构来表示各类实体以及实体间的联系。
网状模型具有如下特点：
•允许多个结点没有双亲结点
•允许一个结点有多个双亲结点
•允许两个结点之间有多种联系
•要为每个联系命名并指出与该联系有关的双亲记录和子女记录
网状模型的优缺点
优点
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；
具有良好的性能， 存取效率较高。
缺点
结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越
复杂，不利于最终用户掌握；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，应用程序必须选择存取路径，
加重了程序员的负担
（3）关系数据库模型
关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式。
在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。关系数据库不允许表中有表
关系模型的优缺点
优点
建立在严格的数学概念的基础上
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
存取路径对用户透明，查询效率往往不如格式化数据模型
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
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