數據模型有哪三種(數據庫的三種模型分別是什么)

前言

數據模型是數據庫系統的核心,本文簡要介紹三種主要的數據庫模型。

一、格式化模型

格式化模型是層次模型和網狀模型的統稱

1.層次模型

① 層次數據模型的概念

層次模型用屬性結構來表示各類實體以及實體間的聯系

② 層次模型的數據結構

特點:

1. 結點的雙親是唯一的;

2. 只能直接處理一對多的實體聯系;

3. 每個記錄類型可以定義一個排序段,也稱碼字段;

4. 任何記錄值只有按其路徑查看時才能顯出它的全部意義;

5. 沒有一個子女記錄值能夠脫離雙親記錄值而獨立存在。

③層次模型的數據操縱

• 查詢

• 插入

• 刪除

• 更新

④層次模型的完整性約束

1. 無對應的雙親結點值就不能插入子女結點;

2. 如果刪除雙親結點則相應的子女節點值也被同時刪除;

3. 更新操作時,應更新所有相應記錄,以保證數據的一致性。

⑤層次模型的優缺點

• 優點
  層次模型的數據結構比較簡單清晰;
  查詢效率高,性能優于關系模型,不低于網狀模型;
  層次數據模型提供了良好的完整性支持。

• 缺點
  結點之間的多對多聯系表示不自然;
  對插入和刪除操作的限制多,應用程序的編寫比較復雜;
  查詢子女結點必須通過雙親結點;
  層次命令趨于程序化;

2.網狀模型

①網狀模型的概念

網狀數據庫系統采用網狀模型作為數據的組織方式
?典型代表是DBTG系統:
■亦稱CODASYL系統
■20世紀70年代由DBTG提出的一個系統方案
必實際系統
■Cullinet Software公司的IDMS
■Univac公司的DMS1100
■Honeywell公司的IDS/2
■HP公司的IMAGE

②網狀模型的數據結構

滿足下面兩個條件的基本層次聯系的集合:

1. 允許一個以上的結點無雙親;

2. 一個結點可以有多于一個的雙親。

表示方法(與層次數據模型相同)

• 實體型:用記錄類型描述
  每個結點表示-一個記錄類型(實體)

• 屬性:用字段描述
  每個記錄類型可包含若千個字段

• 聯系:用結點之間的連線表示記錄類型(實體)之間的一對多的父子聯系

③網狀模型的操縱與完整性約束

網狀數據庫系統(如DBTG)對數據操縱加
了一些限制,提供了–定的完整性約束
■碼:唯一標識記錄的數據項的集合
■一個聯系中雙親記錄與子女記錄之間是一-對多聯系
■支持雙親記錄和子女記錄之間某些約束條件

④網狀模型的優缺點

• 優點
  a.能夠更為直接地描述現實世界,如一個結點可以有多個雙親
  b.具有良好地性,存取效率較高

• 缺點
  a.結構比較復雜,而且隨著應用環境地擴大,數據庫就變得越來越復雜,不利于最終用戶掌握
  b.DDL、DML語言復雜,用戶不容易使用
  c.記錄之間聯系是通過存取路徑實現地,用戶必須了解系統結構地細節

3.網狀模型與層次模型的區別

■網狀模型允許多個結點沒有雙親結點
■網狀模型允許結點有多個雙親結點
■網狀模型允許兩個結點之間有多種聯系(復合聯系)
■網狀模型可以更直接地描述現實世界
■層次模型實際上是網狀模型的一一個特例

二、關系模型

①關系模型的概念

關系數據庫系統采用關系模型作為數據的組織方式
心970年美國IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd首次提出了數據庫系統的關系模型
計算機廠商新推出的數據庫管理系統幾乎都支持關系模型

②關系模型的數據結構

在用戶觀點下,關系模型中數據的邏輯結構是一張二維表,它由行和列組成。

• 關系(Relation)
  ●一個關系對應通常說的一張表

• 元組(Tuple)
  ●表中的一行即為一個元組

• 屬性(Attribute )
  ●表中的一列即為一個屬性,給每–個屬性起一個名稱即屬性名

• 主碼(Key)
  ●也稱碼鍵。表中的某個屬性組,它可以唯一 確定一個元組

• 域(Domain )
  ●是一組具有相同數據類型的值的集合。屬性的取值范圍來自某個域。

• 分量
  ●元組中的一一個屬性值。

• 關系模式 ●對關系的描述 關系名(屬性1,屬性2,,.屬性n) 學生(學號,姓名,年齡,性別,系名,年級)

關系必須是規范的,滿足一定的約束條件
最基本的約束條件: 關系的每一個分量必須是一個不可分的數據項,不允許表中還有表

③關系模型的操縱與完整性約束

• 數據操作是集合操作,操作對象和操作結果都是關系
  ■查詢
  ■插入
  ■刪除
  ■更新

• 存取路徑對用戶隱蔽,用戶只要指出“千什么 ’,不必詳細說明‘ “怎么干”

• 關系的完整性約束條件
  ■實體完整性
  ■參照完整性
  ■用戶定義的完整性

④關系數據庫的優缺點

• 優點
  1.建立在嚴格的數學概念的基礎上
  2.概念單一
  ●實體和各類聯系都用關系來表示
  ●對數據的檢索結果也是關系
  3.關系模型的存取路徑對用戶透明
  ●具有更高的數據獨立性,更好的安全保密性
  ●簡化了程序員的工作和數據庫開發建立的工作

• 缺點
  1.存取路徑對用戶透明,查詢效率往往不如格式化數據模型
  2.為提高性能,必須對用戶的查詢請求進行優化,增加了開發數據庫管理系統的難度

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