1.2 數據模型

　　1.2.1 數據模型概念

　　1、數據模型(Data Model)--是數據庫系統的形式框架，是用來描述數據的一組概念和定義，包括描述數據、數據聯系、數據操作、數據語義以及數據一致性的概念工具;

　　2、數據模型應滿足：(1)能夠比較真實地模擬現實世界;(2)容易為人們所理解;(3)便于在計算機上實現。

　　3、 數據模型的組成：

　　(1) 數據結構：用于描述系統的靜態特征，從語法角度表述了客觀世界中數據對象本身的結構和數據對象之間的關聯關系，是刻畫一個數據模型性質最重要的方面。在數據庫系統中，通常按照數據結構的類型來區分、命名各種數模，如層次、網狀、關系數模。

　　(2) 數據操作：用于描述系統的動態特征，是一組對數據庫中各種數據對象允許執行的操作和操作規則組成的集合。數據操作可以是檢索、插入等，數模必須定義這些操作的確切含義、操作符號、操作規則以及實現操作的數據庫語言。

　　(3) 數據完整性約束：是一組完整性規則的集合，它定義了數模必須遵守的語義約束，也規定了數據庫中數據內部及數據之間聯系所必須滿足的語義約束。它限定了數據庫的狀態以及狀態的變化，以便維護數據的正確性、有效性。

　　1.2.2 數據模型分類

　　1、 用數據模型這一概念來描述數據庫的結構和語義，通過現實世界—信息世界—機器世界的抽象轉換過程構建數據庫，并根據模型所定義的規范去管理和使用數據。

　　2、 建模過程：(1)將現實世界的數據對象抽象為信息世界中的某一信息結構;(2)再將信息結構轉換為機器世界中某一具體DBMS支持的數據模型，并存儲于計算機中。

　　3、 數據模型分類：

　　(1) 概念數據模型(概念模型)：按用戶的觀點對數據和信息進行建模，是現實世界到信息世界的第一層抽象，強調其語義表達功能，易于用戶理解，是用戶與設計人員交流的語言，主要用于數據庫設計。最常用的是實體—聯系模型。

　　(2) 數據結構模型(表示型/實現型)：是機器世界中與具體DBMS相關的數據模型，包括關系模型、網狀模型和層次模型

　　(3) 物理數據模型：屬底層數據模型，描述數據的實際存儲方式。

　　1.3 數據視圖與模式結構

　　1.3.1 數據視圖與數據抽象

　　1、 數據視圖：指從某個角度看到的客觀世界數據對象的特征，是對數據對象某一方面特征的描述。

　　2、 數據抽象：是一種數據描述和數據庫設計原則，是指專注于數據對象的某方面特征，而忽略其他特征。

　　3、 集和值：集是指對某一類數據的結構和屬性的說明，值是集的一個具體賦值;

　　4、 數據模式：對數據庫中數據某方面結構和特征的描述，它僅涉及集的描述，不涉及具體的值。

　　1.3.2 三級模式結構

　　1、 數據庫三級模式結構—外部級、概念級和內部級，分別定義了外模式、模式和內模式，用于從不同角度描述數據庫結構。

　　2、 模式：

　　(1) 也稱邏輯模式、概念模式;

　　(2) 對數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共數據視圖;

　　(3) 模式不僅定義了數據的邏輯結構，還定義了數據之間的聯系、與數據的關的安全性和完整性要求;

　　(4) 一個數據庫只有一個模式，建立在某種數據結構模型基礎上。

　　3、 外模式：

　　(1) 也稱子模式、用戶模式、用戶視圖;

　　(2) 是對數據庫用戶能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特征的描述。

　　(3) 一個數據庫可以有多個外模式，每個外模式描述了某個特定用戶所使用的局部數據的邏輯結構和特征，是與某一應用有關的數據的邏輯表示。

　　(4) 外模式還是保證數據安全的有力措施，每個用戶只能看見和訪問所對應的外模式中的數據，其它數據對他是不可見的。

　　4、 內模式：

　　(1) 也稱物理模式、存儲模式;

　　(2) 是對數據庫中數據的物理結構和存儲方式的描述，代表了數據在數據庫內部的表示方式和物理組織結構;