06数据库系统原理(2).pptVIP

第2章数据模型数据模型：现实世界数据特征的抽象。数据库不仅要反映数据本身的内容，而且要反映数据之间的联系。由于计算机不可能直接处理现实世界中的事物，所以人们必须事先把具体事物转换成计算机能够处理的数据。（数字化）数据库中采用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。数据模型就是现实世界的一种模拟。现有的数据库系统都是基于某种数据模型的。2.1两大类数据模型根据模型应用的不同目的分:概念模型（信息模型）按用户观点对数据进行建模，强调语义表达功能独立于计算机系统和DBMS主要用于数据库的概念设计逻辑模型和物理模型（数据模型）按计算机系统的观点对数据进行建模，直接面向数据库的逻辑结构与计算机系统和DBMS相关（DBMS支持某种数据模型）有严格的形式化定义（层次、网状和关系模型），以便于在计算机系统中实现数据抽象的层次数据模型的例子现实世界客户存款信息世界概念模型（E-R模型）数据模型的例子机器世界数据模型

（关系模型）2.2数据模型的组成要素数据模型是严格定义的一组概念的集合。这些概念精确地描述了系统的静态特性、动态特性和完整性约束条件。数据结构（用于描述系统的静态特性）现实世界实体及实体间联系的表示和实现数据操作（用于描述系统的动态特性）数据库检索和更新的实现数据的完整性约束（是一组完整性规则的集合。以保证数据的正确、有效和相容）数据及数据间联系应具有的制约和依赖规则：如，一个系可有多个学生，一个学生只能属于一个系2.2.1数据结构数据结构描述数据库的组成对象以及对象之间的联系。主要内容有两类：一类是与对象的类型、内容、性质有关的。一类是与对象之间联系有关的在数据库系统中，按照其数据结构的类型来命名数据模型。数据结构是对系统静态特性的描述2.2.2数据操作数据操作：对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作及有关的操作规则数据操作的类型：检索、更新（包括插入、删除、修改）数据模型对操作的定义：操作的确切含义、操作符号、操作规则（如优先级）、实现操作的语言数据操作是对系统动态特性的描述。2.2.3完整性约束数据的约束条件一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。反映和规定本数据模型必须遵守的基本的通用的完整性约束条件。提供定义完整性约束条件的机制，以反映具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。2.3主要的逻辑数据类型目前数据库领域常用的数据模型有4种：非关系模型层次模型（HierarchicalModel）网状模型(NetworkModel)数据结构：以基本层次联系为基本单位基本层次联系：两个记录以及它们之间的一对多（包括一对一)的联系关系模型(RelationalModel)数据结构：表面向对象模型(ObjectOrientedModel）数据结构：对象2.4层次模型采用层次模型作为数据的组织方式的数据库系统称为层次数据库系统。典型代表：IMS数据库管理系统：第一个大型商用DBMS、1968年推出、IBM公司研制2.4.1层次数据模型的数据结构用树形结构来表示各类实体及实体间的联系的数据模型称为层次模型。满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。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表示方法实体型：用记录类型描述。每个结点表示一个记录类型。属性：用字段描述。每个记录类型可包含若干个字段。联系：用结点之间的连线表示记录（类）型之间的一对多的联系层次数据模型的数据结构（续）层次模型的一般表示：层次数据模型的数据结构（续）特点结点的双亲是惟一的父子结点之间是一对多的联系没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在2.4.2层次模型的数据操纵

和完整性约束数据操纵：查询、插入、删除、更新完整性约束：插入：无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值删除：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：更新操作时，应更新所有相应记录，以保证数据的一致性2.4.3层次模型的优缺点优点层次数据模型简单清晰，对具有一对多的层次关系的部门描述自然、直观，容易理解层次数据模型通过联系记录了记录之间的存取路径、查询效率高缺点多对多联系表示不自然查询子女结点必须通过双亲结点对插入和删除操作的限制多2.5网状模型网状数据库采用网状模型作为数据的组织方式