數(shù)據(jù)庫的三種模型分別是什么

這篇文章主要介紹了數(shù)據(jù)庫的三種模型分別是什么，具有一定借鑒價值，感興趣的朋友可以參考下，希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲，下面讓小編帶著大家一起了解一下。

前言

數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，本文簡要介紹三種主要的數(shù)據(jù)庫模型。

一、格式化模型

格式化模型是層次模型和網(wǎng)狀模型的統(tǒng)稱

1.層次模型

① 層次數(shù)據(jù)模型的概念

層次模型用屬性結(jié)構(gòu)來表示各類實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系

② 層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

特點(diǎn)：

1. 結(jié)點(diǎn)的雙親是唯一的；

2. 只能直接處理一對多的實(shí)體聯(lián)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(dú)立存在。

③層次模型的數(shù)據(jù)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(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就不能插入子女結(jié)點(diǎn)；

2. 如果刪除雙親結(jié)點(diǎn)則相應(yīng)的子女節(jié)點(diǎn)值也被同時刪除；

3. 更新操作時，應(yīng)更新所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性。

⑤層次模型的優(yōu)缺點(diǎn)

• 優(yōu)點(diǎn)
  層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較簡單清晰；
  查詢效率高，性能優(yōu)于關(guān)系模型，不低于網(wǎng)狀模型；
  層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持。

• 缺點(diǎn)
  結(jié)點(diǎn)之間的多對多聯(lián)系表示不自然；
  對插入和刪除操作的限制多，應(yīng)用程序的編寫比較復(fù)雜；
  查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過雙親結(jié)點(diǎn)；
  層次命令趨于程序化；

2.網(wǎng)狀模型

①網(wǎng)狀模型的概念

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用網(wǎng)狀模型作為數(shù)據(jù)的組織方式
?典型代表是DBTG系統(tǒng):
■亦稱CODASYL系統(tǒng)
■20世紀(jì)70年代由DBTG提出的一個系統(tǒng)方案
必實(shí)際系統(tǒng)
■Cullinet Software公司的IDMS
■Univac公司的DMS1100
■Honeywell公司的IDS/2
■HP公司的IMAGE

②網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合:

1. 允許一個以上的結(jié)點(diǎn)無雙親;

2. 一個結(jié)點(diǎn)可以有多于一個的雙親。

表示方法(與層次數(shù)據(jù)模型相同)

• 實(shí)體型:用記錄類型描述
  每個結(jié)點(diǎn)表示-一個記錄類型(實(shí)體)

• 屬性:用字段描述
  每個記錄類型可包含若千個字段

• 聯(lián)系:用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄類型(實(shí)體)之間的一對多的父子聯(lián)系

③網(wǎng)狀模型的操縱與完整性約束

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(如DBTG)對數(shù)據(jù)操縱加
了一些限制，提供了–定的完整性約束
■碼:唯一標(biāo)識記錄的數(shù)據(jù)項的集合
■一個聯(lián)系中雙親記錄與子女記錄之間是一-對多聯(lián)系
■支持雙親記錄和子女記錄之間某些約束條件

④網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點(diǎn)

• 優(yōu)點(diǎn)
  a.能夠更為直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，如一個結(jié)點(diǎn)可以有多個雙親
  b.具有良好地性，存取效率較高

• 缺點(diǎn)
  a.結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境地擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫就變得越來越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握
  b.DDL、DML語言復(fù)雜，用戶不容易使用
  c.記錄之間聯(lián)系是通過存取路徑實(shí)現(xiàn)地，用戶必須了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)地細(xì)節(jié)

3.網(wǎng)狀模型與層次模型的區(qū)別

■網(wǎng)狀模型允許多個結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)
■網(wǎng)狀模型允許結(jié)點(diǎn)有多個雙親結(jié)點(diǎn)
■網(wǎng)狀模型允許兩個結(jié)點(diǎn)之間有多種聯(lián)系(復(fù)合聯(lián)系)
■網(wǎng)狀模型可以更直接地描述現(xiàn)實(shí)世界
■層次模型實(shí)際上是網(wǎng)狀模型的一一個特例

二、關(guān)系模型

①關(guān)系模型的概念

關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用關(guān)系模型作為數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的關(guān)系模型
計算機(jī)廠商新推出的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)幾乎都支持關(guān)系模型

②關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在用戶觀點(diǎn)下，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，它由行和列組成。

• 關(guān)系(Relation)
  ●一個關(guān)系對應(yīng)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(shù)據(jù)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(guān)系模式 ●對關(guān)系的描述 關(guān)系名(屬性1,屬性2，，.屬性n) 學(xué)生(學(xué)號，姓名，年齡，性別，系名，年級)

關(guān)系必須是規(guī)范的，滿足一定的約束條件
最基本的約束條件： 關(guān)系的每一個分量必須是一個不可分的數(shù)據(jù)項，不允許表中還有表

③關(guān)系模型的操縱與完整性約束

• 數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對象和操作結(jié)果都是關(guān)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(xì)說明‘ “怎么干”

• 關(guān)系的完整性約束條件
  ■實(shí)體完整性
  ■參照完整性
  ■用戶定義的完整性

④關(guān)系數(shù)據(jù)庫的優(yōu)缺點(diǎn)

• 優(yōu)點(diǎn)
  1.建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上
  2.概念單一
  ●實(shí)體和各類聯(lián)系都用關(guān)系來表示
  ●對數(shù)據(jù)的檢索結(jié)果也是關(guān)系
  3.關(guān)系模型的存取路徑對用戶透明
  ●具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，更好的安全保密性
  ●簡化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫開發(fā)建立的工作

• 缺點(diǎn)
  1.存取路徑對用戶透明，查詢效率往往不如格式化數(shù)據(jù)模型
  2.為提高性能，必須對用戶的查詢請求進(jìn)行優(yōu)化，增加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的難度

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