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介紹資料庫的三種模型

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發布: 2021-01-18 09:14:46
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介紹資料庫的三種模型

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##前言

資料模型是資料庫系統的核心,本文簡要介紹三種主要的資料庫模型。


一、格式化模型

格式化模型是層次模型與網狀模型的統稱

#1.層次模型

① 層次資料模型的概念

層次模型用屬性結構來表示各類實體以及實體間的聯繫

② 層次模型的資料結構

#特點:

    結點的雙親是唯一的;
  1. 只能直接處理一對多的實體聯繫;
  2. 每個記錄類型可以定義一個排序段,也稱碼欄位;
  3. 任何記錄值只有按其路徑查看時才能顯出它的全部意義;
  4. 沒有一個子女記錄值能夠脫離雙親記錄值而獨立存在。

③層次模型的資料操縱

    查詢
  • #插入
  • 刪除
  • 更新

④層次模型的完整性限制

    無對應的雙親結點值就不能插入子女結點;
  1. 如果刪除雙親結點則相應的子女節點值也被同時刪除;
  2. 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

  • ## 層次模型的資料結構較簡單且清晰;
    查詢效率高,效能優於關係模型,不低於網狀模型;
    層次資料模型提供了良好的完整性支援。

  • 缺點

    結點之間的多對多聯繫表示不自然;
    對插入和刪除操作的限制多,應用程式的編寫比較複雜;
    查詢子女結點必須經過雙親結點;
    層次指令趨於程式化;

2.網狀模型

①網狀模型的概念

網狀資料庫系統採用網狀模型作為資料的組織方式


✧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網狀模型的資料結構

滿足下面兩個條件的基本層次連結的集合:

    允許一個以上的結點無雙親;
  1. 一個結點可以有多於一個的雙親。
表示方法(與層次資料模型相同)

    實體型:以記錄型別描述
  • 每個結點表示-一個記錄型別(實體)
  • 屬性:用欄位描述
  • 每個記錄型別可包含若千個欄位
  • 連結:用結點之間的連線表示記錄型別(實體)之間的一對多的父子聯繫

③網狀模型的操縱與完整性限制

網狀資料庫系統(如DBTG)對資料操縱加

了一些限制,提供了–定的完整性約束
■碼:唯一標識記錄的資料項目的集合
■一個聯繫中雙親記錄與子女記錄之間是一-對多聯繫
■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,訪問效率較高
  • 缺點
  • a.結構比較複雜,而且隨著應用環境地擴大,資料庫就變得越來越複雜,不利於最終用戶掌握
    b.DDL、DML語言複雜,用戶不容易使用
    c.記錄之間聯繫是透過訪問路徑實現地,用戶必須了解系統結構地細節

3.網狀模型與層次模型的差異

■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繫(複合聯繫)
■網狀模型可以更直接地描述現實世界
■層次模型其實是網狀模型的一一個特例

二、關係模型

①關係模型的概念

關係資料庫系統採用關係模型作為資料的組織方式


心970年美國IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd首次提出了資料庫系統的關係模型 計算機廠商新推出的資料庫管理系統幾乎都支援關聯式模型

②關係模型的資料結構#

在使用者觀點下,關係模型中資料的邏輯結構是一張二維表,它由行和列組成。

  • 關係(Relation)
    ●一個關係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稱

  • 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 )
    ●是一組具有相同資料類型的值的集合。屬性的取值範圍來自某個域。

  • 分量
    ●元組中的一一個屬性值。

  • 關係模式●對關係的描述關係名(屬性1,屬性2,,.屬性n) 學生(學號,姓名,年齡,性別,系名,年級)

關係必須是規範的,滿足一定的約束條件
最基本的限制條件: 關係的每一個分量必須是一個不可分的資料項,不允許表中還有表

介紹資料庫的三種模型

③關係模型的操縱與完整性限制

  • #資料運算是集合運算,操作物件與運算結果都是關係
    ■查詢
    ■插入
    ■刪除
    ■更新
  • 存取路徑對使用者隱蔽,使用者只要指出「千什麼',不必詳細說明' “怎麼幹」
  • 關係的完整性限制條件
    ■實體完整性
    ■參考完整性
    ■使用者定義的完整性

④關聯式資料庫的優缺點

  • 優點
    1.建立在嚴格的數學概念的基礎上
    2.概念單一
    ●實體和各類聯繫都用關係來表示
    ●對資料的檢索結果也是關係
    3.關係模型的存取路徑對使用者透明
    ●具有更高的資料獨立性,更好的安全保密性
    ●簡化了程式設計師的工作和資料庫開發建立的工作
  • 缺點
    1.存取路徑對使用者透明,查詢效率往往不如格式化資料模型
    2.為提高效能,必須對使用者的查詢請求進行最佳化,增加了開發資料庫管理系統的難度

總結

資料庫領域目前的研究工作都是以關係方法為基礎,所以大家學習資料庫的時候應該要把重點放在關聯式資料庫上。

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