1.3 數據模型

數據模型（Data Model）是數據庫設計中用來對現實世界進行抽象的工具。數據模型包含數據結構、數據操作和數據約束等三方面的內容，分別描述系統的靜態特征、動態行為和約束條件，為數據庫系統的信息表示與操作提供一個抽象的框架。對現實世界的抽象建模過程分為三個階段，分別是概念數據模型、邏輯數據模型和物理數據模型，如圖1-9所示。

圖1-9 數據抽象過程與數據模型

1. 概念數據模型

概念數據模型（Conceptual Data Model）是數據庫設計人員在需求分析的基礎上對客觀對象及其聯系的第一次抽象。概念數據模型的建模是一個在信息世界，或者說在設計人員頭腦中進行數據抽象的過程，設計人員不受操作系統及數據庫管理系統的具體技術束縛，專注于把數據庫的開發需求按照用戶的觀點抽象為文字或圖表。E-R模型是常用的概念數據模型設計工具之一。概念數據模型與具體的操作系統、數據庫管理系統和硬件設備都沒有關系。

2. 邏輯數據模型

概念數據模型無法直接被計算機處理，需要轉換為邏輯數據模型（Logical Data Model）。邏輯數據模型是一種在數據世界中面向具體的數據庫管理系統的數據模型，涉及計算機系統和數據庫管理系統，但并不考慮數據在存儲設備上的實現。

3. 物理數據模型

每一種邏輯數據模型在實現時都有其對應的物理數據模型。物理數據模型（Physical Data Model）是一種面向計算機的物理表示的模型，描述了數據在儲存介質上的組織結構。物理數據模型建模是一個在計算機世界中進行數據抽象和數據處理的過程，與操作系統、數據庫管理系統和硬件都有關系，同一種邏輯數據模型可以生成不同的物理數據模型。數據庫管理系統提供了數據的物理獨立性與可移植性，大部分物理數據模型的實現工作由系統自動完成，設計者只需要設計索引、聚集等特殊結構。類似于使用Word編輯文檔并提交保存后，文檔由系統自動存儲在存儲介質上。