计算机二级公共基础学习教程

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1．数据模型的基本概念

数据是现实世界符号的抽象，而数据模型是数据特征的抽象，它从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态行为和约束条件，为数据库系统的信息表示与操作提供了一个抽象的框架。

数据模型描述的三个部分：数据结构、数据操作与数据约束。

（1）数据结构

描述数据的类型、内容、性质及数据间的联系等。

（2）数据操作

主要描述在相应的数据结构上的操作类型与操作方式。

（3）数据约束

主要描述数据结构内数据间的语法、语义联系，它们之间的制约与依存关系，以及数据动态变化的规则，以保证数据的正确、有效与相容。

逻辑数据模型又称数据模型，较为成熟的有：层次模型、网状模型和关系模型。

物理数据模型又称物理模型，是面向计算机物理表示的模型。

2．E-R模型

1）E-R模型的基本概念

E-R模型（Entity—Relationship model），即实体联系模型。

（1）实体

在现实生活中客观存在且又能相互区别的事物，称为实体。

具有共性的实体可组成一个集合称为实体集。

（2）属性

属性是用来描述实体的特征。一个实体有许多个属性。

每个属性都可以有值，一个属性的取值范围称为该属性的值域或值集。

（3）联系

反映事物之间的关联称为联系。

实体集之间的联系有多种，就实体集个数而言，有：

两个实体集间的联系

多个实体集之间的联系

一个实体集内部的联系

两个实体集间的联系即实体集间的函数关系，有如下几种关系：

一对一的联系

一对多的联系

多对多的联系

3.E-R模型三个基本概念之间的联系关系

（1）实体集与属性之间的联接关系

实体是概念世界中的基本单位，属性附属于实体，它本身并不构成独立性单位。

一个实体可以有若干个属性，实体与它所有属性构成了实体的一个完整描述。实体与属性间有一定的联系。

实体有型与值的区分，一个实体的所有属性的集合，称为实体型，而实体中属性值的集合，即构成该实体的值。

（2）实体与联系

实体集之间通过联系建立联接关系。

3）E-R模型的图示法

用矩形表示实体集，在矩形内部标出实体集的名称

用椭圆形表示属性，在椭圆上标出属性的名称

用菱形表示联系，在菱形上标出联系名

属性依附于实体，它们之间用无向线段联接

属性也依附于联系，它们之间用无向线段联接

实体集与联系之间的联接关系，通过无向线段表示

4．层次模型

若用图来表示，层次模型是一棵倒立的树。在数据库中，满足以下两个条件的数据模型称为层次模型：

有且仅有一个结点无父结点，这个结点称为根结点

其他结点有且仅有一个父结点

在层次模型中，结点层次从根开始定义，根为第一层，根的子结点为第二层，根为其子结点的父结点，同一父结点的子结点称为兄弟结点，没有子结点的结点称为叶结点。

层次模型表示的.是一对多的关系，即一个父节点可以对应多个子节点。这种模型的优点是简单、直观、处理方便、算法规范；缺点是不能表达含有多对多关系的复杂结构。

R1是根节点，R2、R3是R1的子结点，它们互为兄弟结点；R4、R5为R2的子结节点，它们也互为兄弟节点；R3、R4、R5是叶子结点。

其中，每一个节点都代表一个实体型，各实体型由上而下是1:n的联系。

支持层次模型的DBMS称为层次数据库管理系统，在这种数据库系统中建立的数据库是层次数据库。

层次数据模型支持的操作主要有：查询、插入、删除和更新。

5．网状模型

若用图来表示，网状模型是一个网络。在数据库中，满足以下两个条件的数据模型称为网状模型。

允许一个以上的结点无父结点

一个结点可以有一个以上的父结点

允许两个结点间有两种以上的联系，即允许结点间有复合链，用网络表示某种联系

由于在网状模型中子结点与父结点的联系不是唯一的，所以要为每个联系命名，并指出与该联系有关的父结点和子结点。

网状模型的优点是可以表示复杂的数据结构，存取数据的效率比较高；缺点是结构复杂，每个问题都有其相对的特殊性，实现的算法难以规范化。

在抽象网状模型中，R1与R4之间的联系被命名为L1，R1与R3之间的联系被命名为L2，R2与R3之间的联系被命名为L3，R3与R5之间的联系被命名为L4，R4与R5之间的联系被命名为L5。R1为R3和R4的父结点，R2也是R3的父结点。R1和R2没有父结点。

网状模型是一个不加任何条件限制的无向图。它没有层次模型那样需要满足严格的条件，相对比较灵活。

通常的操作方式是将网状模型分解成若干个二级树，即只有两个层次的树。

在网状模型标准中，基本结构简单二级树叫做系，系的基本数据单位是记录，它相当于E-R模型中的实体集；记录又可由若干数据项组成，它相当于E-R模型中的属性。