DBMS 中的数据模型

在设计数据库之前，我们先创建它的数据模型。这是设计数据库的第一步。它充当现实世界中的对象与计算机中存在的数据库之间的桥梁。

引言

数据模型是对数据的描述、数据语义和一致性约束的建模。它提供了概念工具，用于描述数据抽象每个级别上的数据库设计。

数据模型的基本结构是实体、属性、关系和约束。数据模型通过确保我们理解以下内容，简化了对数据含义的了解：

• 每个用户的数据需求。
• 数据的性质独立于其物理表示。
• 数据在应用领域中的使用。

为什么我们需要数据模型？

数据模型的主要目的是帮助理解数据的含义，并就信息需求进行沟通。它支持用户和数据库设计人员之间的沟通。通过这种方式，它帮助组织更好地理解数据。

数据建模增强了应用程序的可维护性，未来的系统可以重用现有模型的一部分，这有助于降低开发成本。

因此，有以下四种数据模型用于理解数据库的结构

1) 关系数据模型： 这种模型以表中行和列的形式设计数据。因此，关系模型使用表来表示数据和数据之间的关系。表也称为关系。这个模型最初由 Edgar F. Codd 于 1969 年描述。关系数据模型是广泛使用的模型，主要用于商业数据处理应用程序。

2) 实体-关系数据模型： ER 模型是将数据表示为对象及其之间关系的逻辑表示。这些对象称为实体，关系是这些实体之间的关联。该模型由 Peter Chen 设计，并于 1976 年发表。它在数据库设计中得到了广泛应用。一组属性描述实体。例如，student_name、student_id 描述“学生”实体。一组相同类型的实体称为“实体集”，一组相同类型的关系称为“关系集”。

3) 基于对象的数据模型： ER 模型的扩展，也包含了函数、封装和对象标识的概念。该模型支持丰富的类型系统，包括结构化类型和集合类型。因此，在 20 世纪 80 年代，开发了各种遵循面向对象方法的数据库系统。在这里，对象不过是携带着其属性的数据。

4) 半结构化数据模型： 这种数据模型与其他三种数据模型（如上所述）不同。半结构化数据模型允许在相同类型的单个数据项可能具有不同属性集的地方进行数据规范。可扩展标记语言，也称为 XML，被广泛用于表示半结构化数据。尽管 XML 最初设计用于将标记信息包含到文本文档中，但由于其在数据交换中的应用而变得重要。

数据模型的好处

1. 数据模型表示准确的数据。这确保了数据库开发中错误的减少。
2. 数据模型能够提供易于理解或记忆的视觉表示。
3. 数据模型侧重于数据安全。私有或敏感数据得到安全保护。
4. 数据模型改善了开发人员和商业智能团队之间的沟通。
5. 数据模型提高了数据库性能的效率。
6. 数据模型是一种非常快速且易于处理的技术。

使用数据模型的缺点

1. 如果对特定结构进行微小更改，则整个应用程序都需要修改。
2. 要开发数据模型，学习物理数据存储特性很重要。
3. 有时数据模型包含庞大的数据库。这个庞大的数据库导致理解数据模型时出现问题。
4. DBMS 中缺少数据操作语言。

数据建模过程

数据建模通过遵循几个步骤进行。这涉及识别和分析组织的业务需求。数据模型通常遵循以下工作流程：

第一步：理解需求——

数据建模过程始于对业务需求的理解。我们需要识别实体并研究数据类型、约束和规则。

第二步：理解每个实体的特征——

在识别和理解实体之后，我们必须理解每个实体的特征。每个实体的属性都与其他实体不同，因为每个实体都包含至少一个或多个唯一属性。这些唯一属性称为属性。商业组织的客户可能具有不同的属性，例如姓名、联系电话、地址等。

第三步：在不同实体之间建立连接——

数据建模的这一步定义了不同实体之间的连接。例如，客户可以通过他们居住的地址相互关联。基本上，这一步识别了实体之间的关系。

第四步：模式设计和分析——

在这一步，商业组织决定如何使用数据。在这里，分别设计和分析数据建模模式。

第五步：数据冗余的规范化和减少——

规范化技术用于组织数据模型和数据库。规范化导致数据库中存储空间的减少。

第六步：数据模型的验证——

现在在这一步，需要与利益相关者一起验证数据模型，以确保满足所有需求。

第七步：实施和维护——

在此过程中，在数据库中实施物理数据模型。我们需要定期更新数据模型，以适应需求的变化。

一些关于数据模型的选择题

1. 以下哪项不是数据模型的类型？

1. 物理数据模型
2. 概念数据模型
3. 表示数据模型
4. 平面文件数据模型

2. 数据建模中常用的术语是 ERD。ERD 代表什么？

1. 实体关系数据
2. 实体关系图
3. 扩展可靠数据
4. 以上都不是

3. 关系数据模型是由哪位科学家提出的？

1. Ralph Kimball
2. Claude Elwood Shanon
3. Edgar F. Codd
4. 以上都不是

4. 减少数据冗余的过程叫做 -

1. 反规范化
2. 规范化
3. 稳定化
4. 以上都不是

5. 数据模型的优点是什么？

1. 数据模型包含准确的数据
2. 数据模型提高了数据库性能
3. A 和 B 均可
4. 以上都不是