三種數(shù)據(jù)模型

• 概念模型
• 邏輯模型
• 物理模型

現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的抽象過(guò)程

概念模型 Conceptual Model

概念模型是描述信息世界的模型，也稱信息模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模。概念模型屬于高層數(shù)據(jù)模型，是獨(dú)立于具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和DBMS的，通常用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。

邏輯模型 Logical Model

邏輯模型屬于機(jī)器世界的模型，與具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)。邏輯模型按照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn)。

物理模型 Physical Model

物理模型也屬于機(jī)器世界的模型，與具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)。物理模型用以描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的表示方式和存取方法，以及在物理存儲(chǔ)介質(zhì)上的組織結(jié)構(gòu)和存取方法。

E-R模型

Entity-Relationship方法是最廣泛被采用的概念模型設(shè)計(jì)方法，由P.P.S.Chen于1976年提出的。E-R方法采用E-R圖來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型。采用E-R方法設(shè)計(jì)的概念模型稱為E-R模型。

E-R模型包括：

• 實(shí)體 Entity
• 屬性 Attribute
• 聯(lián)系 Relationship

實(shí)體 Entity： 客觀存在并可相互區(qū)分的事物稱為實(shí)體。
屬性 Attribute： 指實(shí)體所具有的某一特征稱為屬性。
域 Domain：屬性的取值范圍。
鍵 Key：唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為鍵
實(shí)體型 Entity Type：具有相同屬性的實(shí)體必然具有相同的特征和性質(zhì)。
實(shí)體集 Entity Set：同型實(shí)體組成的集合稱為實(shí)體集。

E-R圖

1. 實(shí)體用矩形表示
2. 屬性用橢圓表示，出現(xiàn)在鍵中的屬性，屬性名字帶有下劃線
3. 聯(lián)系用菱形表示，聯(lián)系可能具有屬性

聯(lián)系類型：
一對(duì)一聯(lián)系（1:1）
一對(duì)多聯(lián)系（1:n）
多對(duì)多聯(lián)系（m:n）

舉個(gè)栗子：

E-R圖

邏輯模型

邏輯模型是按照數(shù)據(jù)的組織方式來(lái)描述信息的，實(shí)際上數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)就是按照邏輯模型進(jìn)行描述、組織和存儲(chǔ)的。通常所說(shuō)的數(shù)據(jù)模型指的是邏輯模型?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都是基于某種數(shù)據(jù)模型的。

數(shù)據(jù)模型的組成要素

• 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
• 數(shù)據(jù)操作
• 完整性約束

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)模型的基本成分。它規(guī)定如何把基本數(shù)據(jù)項(xiàng)組織成大的數(shù)據(jù)的單位，并描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。

數(shù)據(jù)操作

數(shù)據(jù)操作是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象和實(shí)例允許執(zhí)行的數(shù)據(jù)庫(kù)操作或推導(dǎo)規(guī)則，是系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述。

數(shù)據(jù)庫(kù)中主要有檢索（查詢）和更新（包括插入、刪除和修改）兩大類操作。

完整性約束

數(shù)據(jù)的完整性約束是一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)及其聯(lián)系鎖滿足的制約和依存規(guī)則，用以明確或隱含地定義正確的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)或狀態(tài)變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效和相容。

主要的數(shù)據(jù)模型

• 層次模型 Hierarchical Model
• 網(wǎng)狀模型 Network Model
• 關(guān)系模型 Relational Model
• 面向?qū)ο竽Ｐ?Object-Oriented Model
• 對(duì)象關(guān)系模型 Object Relational Model

術(shù)語(yǔ)

• 關(guān)系：一個(gè)關(guān)系就是一張二維表
• 元組：表中的一行即為一個(gè)元組
• 屬性：表中的一列即為屬性
• 域：屬性的取值范圍稱為該屬性的域
• 鍵：也稱之為碼，是表中的某個(gè)屬性或?qū)傩越M，它可以唯一地確定標(biāo)識(shí)一個(gè)元組。
• 關(guān)系模式：關(guān)系模式是對(duì)關(guān)系的描述，可以看作是二維表的表頭結(jié)構(gòu)。通常關(guān)系模式的描述形式為：關(guān)系名（屬性1，屬性2，...，屬性n）。

說(shuō)明

關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)范化的，要滿足一定的規(guī)范條件。最基本的規(guī)范條件是：關(guān)系中的每一個(gè)分量都是不可再分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，意即表中不能再有表。

非規(guī)范化的關(guān)系示例