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計算機二級公共基礎學習教程
1.數據模型的基本概念
數據是現實世界符號的抽象,而數據模型是數據特征的抽象,它從抽象層次上描述了系統的靜態特征、動態行為和約束條件,為數據庫系統的信息表示與操作提供了一個抽象的框架。
數據模型描述的三個部分:數據結構、數據操作與數據約束。
(1)數據結構
描述數據的類型、內容、性質及數據間的聯系等。
(2)數據操作
主要描述在相應的數據結構上的操作類型與操作方式。
(3)數據約束
主要描述數據結構內數據間的語法、語義聯系,它們之間的制約與依存關系,以及數據動態變化的規則,以保證數據的正確、有效與相容。
邏輯數據模型又稱數據模型,較為成熟的有:層次模型、網狀模型和關系模型。
物理數據模型又稱物理模型,是面向計算機物理表示的模型。
2.E-R模型
1)E-R模型的基本概念
E-R模型(Entity—Relationship model),即實體聯系模型。
(1)實體
在現實生活中客觀存在且又能相互區別的事物,稱為實體。
具有共性的實體可組成一個集合稱為實體集。
(2)屬性
屬性是用來描述實體的特征。一個實體有許多個屬性。
每個屬性都可以有值,一個屬性的取值范圍稱為該屬性的值域或值集。
(3)聯系
反映事物之間的關聯稱為聯系。
實體集之間的聯系有多種,就實體集個數而言,有:
兩個實體集間的聯系
多個實體集之間的聯系
一個實體集內部的聯系
兩個實體集間的聯系即實體集間的函數關系,有如下幾種關系:
一對一的聯系
一對多的聯系
多對多的聯系
3.E-R模型三個基本概念之間的聯系關系
(1)實體集與屬性之間的聯接關系
實體是概念世界中的基本單位,屬性附屬于實體,它本身并不構成獨立性單位。
一個實體可以有若干個屬性,實體與它所有屬性構成了實體的一個完整描述。實體與屬性間有一定的聯系。
實體有型與值的區分,一個實體的所有屬性的集合,稱為實體型,而實體中屬性值的集合,即構成該實體的值。
(2)實體與聯系
實體集之間通過聯系建立聯接關系。
3)E-R模型的圖示法
用矩形表示實體集,在矩形內部標出實體集的名稱
用橢圓形表示屬性,在橢圓上標出屬性的名稱
用菱形表示聯系,在菱形上標出聯系名
屬性依附于實體,它們之間用無向線段聯接
屬性也依附于聯系,它們之間用無向線段聯接
實體集與聯系之間的聯接關系,通過無向線段表示
4.層次模型
若用圖來表示,層次模型是一棵倒立的樹。在數據庫中,滿足以下兩個條件的數據模型稱為層次模型:
有且僅有一個結點無父結點,這個結點稱為根結點
其他結點有且僅有一個父結點
在層次模型中,結點層次從根開始定義,根為第一層,根的子結點為第二層,根為其子結點的父結點,同一父結點的子結點稱為兄弟結點,沒有子結點的結點稱為葉結點。
層次模型表示的是一對多的關系,即一個父節點可以對應多個子節點。這種模型的優點是簡單、直觀、處理方便、算法規范;缺點是不能表達含有多對多關系的復雜結構。
R1是根節點,R2、R3是R1的子結點,它們互為兄弟結點;R4、R5為R2的子結節點,它們也互為兄弟節點;R3、R4、R5是葉子結點。
其中,每一個節點都代表一個實體型,各實體型由上而下是1:n的聯系。
支持層次模型的DBMS稱為層次數據庫管理系統,在這種數據庫系統中建立的數據庫是層次數據庫。
層次數據模型支持的操作主要有:查詢、插入、刪除和更新。
5.網狀模型
若用圖來表示,網狀模型是一個網絡。在數據庫中,滿足以下兩個條件的數據模型稱為網狀模型。
允許一個以上的結點無父結點
一個結點可以有一個以上的父結點
允許兩個結點間有兩種以上的聯系,即允許結點間有復合鏈,用網絡表示某種聯系
由于在網狀模型中子結點與父結點的聯系不是唯一的,所以要為每個聯系命名,并指出與該聯系有關的父結點和子結點。
網狀模型的優點是可以表示復雜的數據結構,存取數據的效率比較高;缺點是結構復雜,每個問題都有其相對的特殊性,實現的算法難以規范化。
在抽象網狀模型中,R1與R4之間的聯系被命名為L1,R1與R3之間的聯系被命名為L2,R2與R3之間的聯系被命名為L3,R3與R5之間的聯系被命名為L4,R4與R5之間的聯系被命名為L5。R1為R3和R4的父結點,R2也是R3的父結點。R1和R2沒有父結點。
網狀模型是一個不加任何條件限制的無向圖。它沒有層次模型那樣需要滿足嚴格的條件,相對比較靈活。
通常的操作方式是將網狀模型分解成若干個二級樹,即只有兩個層次的樹。
在網狀模型標準中,基本結構簡單二級樹叫做系,系的基本數據單位是記錄,它相當于E-R模型中的實體集;記錄又可由若干數據項組成,它相當于E-R模型中的屬性。
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