2020.5.25-数据库原理与应用：数据库原理与应用Day2
1.2.1 概念模型
1.概念模型的表示方法
实体-联系方法（Entity-Relationship） E-R图
- 实体型：用矩形框表示，实体集名字写在框中。
- 联系：用菱形框表示，联系名写在框中，用无向边与相关实体集连接，并注明联系类型。
- 属性：用椭圆表示，属性名写在椭圆中，如果为码属性，其名字带下划线。用无向边将实体集和它的全部属性连接起来。若联系也有属性，把属性和菱形用无向边连起来。
上图表示单个实体集之间的联系。
以上表示多个实体集之间的联系。
例如某大学选修课程案例。添加上属性后为：
1.2.2 逻辑模型
逻辑模型是从软件管理角度组织数据。
逻辑模型通常由数据结构、数据操作和数据的完整性约束条件三部分组成。
1.2.3逻辑模型的组成要素
- 数据结构：描述数据库的组成对象以及对象之间的联系。
- 数据操作：对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则。
- 数据的完整性约束条件：一组完整性规则，给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则。
1.2.4常用的逻辑模型
在数据库应用系统中，逻辑模型由概念模型转化而来。目前数据库领域中主要的逻辑模型有：层次模型（树）、网状模型（图）、关系模型（表）、面向对象数据模型、对象关系数据模型、半结构化数据模型。前两种在早期DBMS中存在，后来由于各自的优缺点，目前多用的是关系模型，后三者较为少见。
1.2.5层次模型
层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型。
层次数据库系统的典型代表是IBM公司的IMS（Information Management System）数据库管理系统。
层次模型用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。
层次模型中的几个术语：根节点、双亲结点、兄弟结点、叶节点。
特点：
- 结点的双亲是唯一的；
- 只能直接处理一对多的实体联系；
- 任何记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义；
- 没有一个子女记录值能够脱离双亲记录而独立存在。
层次模型的优缺点
优点：层次模型的数据结构比较简单清晰。
缺点：结点之间的多对多联系表示不自然；对插入和删除操作的限制多，应用程序的编写比较复杂；查询子女结点必须通过双亲结点。
1.2.6 网状模型
网状数据库系统采用网状模型作为数据的组织方式，典型代表是DBTG系统。
满足下面两个条件的基本层次联系的集合：
- 允许一个以上的结点无双亲；
- 一个结点可以有多于一个的双亲。
网状模型的优缺点
优点：能够更为直观地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲；良好的性能，存取效率较高。
缺点：结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握；DDL、DML语言复杂，用户不容易使用。
1.2.7 关系模型
关系模型是最重要的一种数据模型，也是目前主要采用的数据模型。
从用户观点看，关系模型由一组关系组成。每个关系的数据结构是一张规范化的二维表。 （行和列）
关系模型的术语：
- 关系（Relation）：一个关系通常来说是一张表。
- 元组（Tuple）：表中的一行即为一个元组，在机器学习中成为一个样本。
- 属性（Attribute）：表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名，机器学习中成为特征。
- 码（Key）：表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。每个元组的不同之处。
- 域（Domain）：一组具有相同数据类型的值的集合（也就是二维表中的一列）。属性的取值范围来自某个域。
- 分量：元组中的一个属性值。
关系必须是规范化的，满足一定的规范条件。
最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项。关系模型是一张二维表，但是一张二维表未必是一个关系模型。
关系模型中的数据都是可查询、插入、删除和更新的。
关系模型的优缺点
优点：建立在严格的数据概念的基础上：集合代数；关系模型的概念单一：关系；关系模型的存取路径对用户隐藏：更好的安全保密性。
缺点：存取路径对用户隐藏，查询效率往往不如格式化数据模型。为了提高性能，数据库管理系统必须对用户的查询请求进行优化，因此增加了开发数据库管理系统的难度。