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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