第2章 數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的萌芽出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代。當(dāng)時計(jì)算機(jī)開始廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)管理，對數(shù)據(jù)的共享提出了越來越高的要求。傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們的需要。能夠統(tǒng)一管理和共享數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，各種DBMS軟件都是基于某種數(shù)據(jù)模型的。所以，通常也按照數(shù)據(jù)模型的特點(diǎn)將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分為網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫、層次數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫三類。

模型（Model）是對現(xiàn)實(shí)世界的抽象。在數(shù)據(jù)庫技術(shù)中，用數(shù)據(jù)模型（Data Model）的概念描述數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和語義，對現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽象。依據(jù)抽象級別的不同，定義了4種模型：概念模型、邏輯模型、外部模型和內(nèi)部模型。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中用以提供信息標(biāo)識和操作手段的形式構(gòu)架。4種模型之間的關(guān)系如圖2-1所示。其中，“概念模型”是表達(dá)用戶需求觀點(diǎn)的數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)的模型，“邏輯模型”是表達(dá)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫全局邏輯結(jié)構(gòu)的模型，“外部模型”是表達(dá)用戶使用觀點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫局部邏輯結(jié)構(gòu)的模型，“內(nèi)部模型”是表達(dá)數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)的模型。

圖2-1 4種模型之間的關(guān)系

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的過程就是數(shù)據(jù)抽象的過程。首先，根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的概念模型；其次，根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則將概念模型轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫的邏輯模型；再次，根據(jù)不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)外部模型給應(yīng)用程序，即把在邏輯模型上二次加工得到的外部模型提供給不同用戶使用，外部模型與內(nèi)部模型的對應(yīng)稱為映像；最后，根據(jù)邏輯模型設(shè)計(jì)內(nèi)部模型，即物理的存儲。內(nèi)部模型與邏輯模型之間的對應(yīng)稱為映像。