数据库系统原理——数据抽象的级别

时间:2024-03-19 17:56:03

1.数据抽象的过程

模型是对现实世界的抽象,在数据技术中,我们用数据模型的概念描述数据库的结构和定义,对现实世界的数据进行抽象。

从现实世界的信息到数据库存储的数据以及用户使用的数据是一个逐步抽象的过程。

数据库系统原理——数据抽象的级别

根据抽象的级别定义了四种模型:概念数据模型(表达用户需求观点的数据全局逻辑结构的模型)、逻辑数据模型(表达计算机实现观点的DB全局逻辑结构的模型)、外部数据模型(表达用户使用观点的DB布局逻辑结构模型的模型)、内部数据模型。(表达DB物理结构的模型)。

数据抽象的过程,也就是数据库设计的过程,步骤如下:

第一步:根据用户需求,设计数据库的概念模型。

第二步:根据转换规则,把概念模型转换成数据库的逻辑模型。

第三步:根据用户的业务特点,设计不同的外部模型,给程序员使用。

第四步:数据实现时,要根据逻辑模型设计其内部模型。

如图四种模型之间的相互关系

数据库系统原理——数据抽象的级别

  1. 概念模型
  1. 四种模型中,概念模型的抽象级别最高。
  2. 概念模型的特点:

概念模型表达了数据的的整体逻辑结构,它是系统用户对整个应用项目设计的数据库的全面描述。

概念模型是从用户需求的观点出发,对数据进行建模。

概念模型独立于硬件和软件。

概念模型是数据库设计人员与用户之间进行交流的工具。

  1. 概念模型的表示方法——E—R图

表示概念模型的方法很多,其中最常用的是P.P.SChen于1976年提出的实体—联系方法。

该方法是E-R图来描述现实世界的概念模型,提供了表示实体型、属性和联系的方法。

E-R图中包含的要素有:实体型、属性、联系

实体类型:用矩形框表示,框内标明实体类型名。

属性:用椭圆形表示,椭圆内标明类型名,并用无向边将其与所属的实体连接起来。

联系:用菱形框表示,菱形内标明联系名,并用无向边分别与相关实体连接起来,同时在无向边旁边标上联系的类型。

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  1. 逻辑模型

逻辑模型的特点:

  1. 逻辑模型表达了DB的整体逻辑结构,但它是设计人员对整个应用项目数据库的全面描述。
  2. 逻辑模型是从数据库实现的观点出发,对数据建模。
  3. 逻辑模型独立于硬件,但依赖于软件(DBMS)。
  4. 逻辑模型是数据库设计人员与应用程序员之间进行的工具。

逻辑模型的分类,层次模型、网状模型、关系模型。

  1. 层次模型

层次模型是一种用树型结构表示实体类型及实体间联系的数据模型,其中每一个结点代表一种实体类型,有且只有一个结点没有双亲节点(根节点),根以外的其它结点有且只有一个双亲节点,上一层记录类型和下一层记录类型之间的联系是1:N联系。

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2)网状模型

网状模型是用图结构来表示实体类型及实体之间的联系。有向图中的节点是记录类型,箭头表示从箭尾的记录类型到箭头的记录类型间联系是1:N联系。

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

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  1. 关系模型

关系模型数据结构简单,容桂理解,容易理解。关系模型是有若干关系模式组成的集合。

关系模型用二维表结构来表示实体及实体之间的联系。

数据库系统原理——数据抽象的级别

  1. 外部模型

外部模型的特点:

  1. 外部模型第逻辑模型的一个逻辑子集。
  2. 外部模型独立于硬件依赖于软件
  3. 外部模型反映了用户使用数据库的观点。
  1. 内部模型

是数据最底层的抽象,它描述数据在磁盘或磁带上的存储方式、存取设备和存取方法。