SQLServer2008数据库应用基础:数据结构模型

数据模型是一种工具，它描述出了人们的信息要求，并将这种需求通过易于数据库系统实现的形式表现出来。数据模型就是将信息抽象化、规范化后形成的一套模型，不同的数据模型具有不同的数据结构。数据模型是沟通现实世界和抽象计算机世界的桥梁。

数据模型的构成：

√ 数据结构：数据结构由数据对象及该对象中所有数据成员的关系组成。

√ 数据操作：数据操作是指对数据库中的数据对象可能进行的操作，如：查询、插入、更新等。

√ 数据完整性：数据完整性是指对数据来说，数据应当符合一定的规则和制约，使数据具有合理、正确、相容性。

数据结构模型的类型

目前最常用的数据模型有：层次模型（Hierarchical Model）、网状模型（Network Model)、关系模型（Relational Model）、面向对象模型（Object Oriented Model）。层次和网状模型属于非关系模型，非关系模型在20世纪70年代流行，在数据库系统产品中占主导位置。从20世纪80年代开始关系型数据库占据了主导地位，而面向对象数据库模型仍在研究中。

1.层次模型

层次模型来源于数据结构中的树，是一种类似于树的结构。层次模型的特征如下：

√ 仅有一个根节点；

√ 一个节点与另一个节点若有联系则只可能为“父子关系”；

√ 每个节点均处于某一级别上；

√ 每个节点均可通过“父子关系”指针找到。

层次模型示例如图1-2所示。

图1-2　人力资源的层次结构

有很多基于层次的实例，如下所示：

一台计算机的结构可以表示为：计算机→主机→主板→集成电路

军队的一个简单编制：营长→连长→排长→班长→士兵

IBM公司的IMS（Information Management System）是层次型数据库系统的典型代表。由于层次型数据库比非层次型数据库使用率低，所以现在已经很少使用层次模型了。

2.网状模型

网状模型特征如下：

√ 不存在级别；

√ 一个节点可拥有多个父节点或多个子节点；

√ 记录有若干数据项，且这些数据项可有多个值。(www.xing528.com)

网状数据模型在现实生活中很普遍，例如，一个客户与销售商和产品的联系，主要体现在：一个客户可接受多个销售人员的销售，而一个销售人员可以销售多个产品给客户，一个产品可以被销售商销售给多个客户，它们可以被多个销售人员销售。

如图1-3所示是厂家和销售商的网状模型，其中厂家A给商店A、商店B或商店C供货，同样，商店A也可以从厂家A或厂家B或厂家C进货。

图1-3　网状数据模型示例

网状数据模型的代表产品是Cullinet软件公司的IDMS等。网状数据模型对于层次和非层次数据模型的结构都可以描述，在数据库发展史上具有重要的地位。网状模型与层次模型有明显的区别，在层次模型中，所有的节点形成一棵倒树，有一个根节点，每个节点必须处于一个层次上，除根节点外，每个节点只有一个父节点，但可以有多个子节点，而网状模型中每个节点不存在明显的层次级别，一个节点可以拥有多个父节点或多个子节点等。

3.关系模型

关系模型具有不同于格式化模型（层次模型和网状模型）的风格和理论基础。总的来说，它是一种数学化的模型。关系模型的基本组成是关系。它把记录集合定义为一张二维的表，即：关系。表的每一行是一条记录，表示一个实体。每一列是记录中的一个数据项，表示实体的一个属性，如表1-1学生（关系）、表1-2课程（关系）、表1-3选课（关系），它们分别为三个实体集合。其中，选课表又是学生表和课程表两实体的联系。

使用关系模型的好处是，二维表格简单、直观易懂，用户只需使用简单的查询语句就可以对数据库进行操作，即用户只需要指出“干什么”或“找什么”，而不需要详细说明“怎么干”“怎么找”，无须设计存储结构和访问技术的细节等。

表1-1　学生（关系）

表1-2　课程（关系）

表1-3　选课（关系）

以上三张表中，每张表表示一个关系，而表的格式是一个关系的定义。

通常表示形式为：

关系名（属性名1，属性名2，……，属性名n）

以上三个表具有三个关系可以表示为：

学生（学号，姓名，年龄，性别，籍贯）

课程（课程号，名称，学分）

选课（学号，课程号，成绩）

4.面向对象模型

面向对象模型是一种新兴的数据模型，它采用面向对象模型的方法来设计数据库。面向对象的数据存储对象是以对象为单位每个对象包含对象的属性和方法，具有类和继承的特点。