数据库模型详解

 

什么是数据库模型

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内容

数据库模型的类型

关系模型

分层模型

网络模型

面向对象的数据库模型

对象关系模型

实体关系模型

其他数据库模型

NoSQL数据库模型

Web上的数据库

 

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数据库模型显示数据库的逻辑结构，包括确定如何存储和访问数据的关系和约束。各个数据库模型是根据设计者采用的更广泛的数据模型的规则和概念设计的。大多数数据模型可以由附带的数据库图表示。

 

数据库模型的类型

有很多种数据模型。一些最常见的包括：

• 分层数据库模型
• 关系模型
• 网络模型
• 面向对象的数据库模型
• 实体关系模型
• 文件模型
• 实体 - 属性 - 值模型
• 星型架构
• 对象关系模型，它组合了两个组成其名称的模型

您可以根据几个因素选择使用其中任何一个来描述数据库。最重要的因素是您使用的数据库管理系统是否支持特定模型。大多数数据库管理系统都是在考虑特定数据模型的情况下构建的，并且要求用户采用该模型，尽管有些数据模型支持多个模型。

此外，不同的模型适用于数据库设计过程的不同阶段。高级概念数据模型最适合以人们感知数据的方式绘制数据之间的关系。另一方面，基于记录的逻辑模型更接近地反映了数据存储在服务器上的方式。

选择数据模型也需要将数据库的优先级与特定模型的优势保持一致，无论这些优先级包括速度，成本降低，可用性还是其他方面。

让我们仔细看看一些最常见的数据库模型。

关系模型

最常见的模型，关系模型将数据分类到表中，也称为关系，每个表由列和行组成。每列都列出了相关实体的属性，例如价格，邮政编码或出生日期。一起，关系中的属性称为域。选择特定属性或属性组合作为主键，当它被称为外键时，可以在其他表中引用。

每一行（也称为元组）包括有关所涉实体的特定实例的数据，例如特定员工。

该模型还考虑了这些表之间的关系类型，包括一对一，一对多和多对多关系。这是一个例子：

在数据库中，可以对表进行规范化，或使表符合规范化规则，使数据库具有灵活性，适应性和可伸缩性。归一化时，每个数据都是原子的，或者分成最小的有用部分。

关系数据库通常用结构化查询语言（SQL）编写。该模型由EF Codd于1970年推出。

分层模型

层次模型将数据组织成树状结构，其中每个记录具有单个父或根。同级记录按特定顺序排序。该顺序用作存储数据库的物理顺序。该模型适用于描述许多现实世界的关系。

该模型主要由IBM的信息管理系统在60年代和70年代使用，但由于某些操作效率低下，它们今天很少见。

网络模型

网络模型建立在层次模型上，允许链接记录之间的多对多关系，这意味着多个父记录。基于数学集理论，该模型由相关记录集构成。每组包含一个所有者或父记录以及一个或多个成员或子记录。记录可以是多个集合中的成员或子项，允许此模型传达复杂的关系。

在数据系统语言会议（CODASYL）正式定义之后，它在70年代最受欢迎。

面向对象的数据库模型

该模型将数据库定义为具有相关特征和方法的对象或可重用软件元素的集合。有几种面向对象的数据库：

甲多媒体数据库包含媒体，例如图像，不能被存储在关系数据库中。

一个超文本数据库允许任何对象链接到任何其他对象。它对于组织大量不同的数据很有用，但对于数值分析来说并不理想。

面向对象的数据库模型是最着名的后关系数据库模型，因为它包含表，但不限于表。这种模型也称为混合数据库模型。

 

对象关系模型

这种混合数据库模型将关系模型的简单性与面向对象数据库模型的一些高级功能相结合。从本质上讲，它允许设计人员将对象合并到熟悉的表结构中。

语言和调用接口包括SQL3，供应商语言，ODBC，JDBC和专有调用接口，它们是关系模型使用的语言和接口的扩展。

实体关系模型

该模型捕获真实世界实体之间的关系，就像网络模型一样，但它并不直接与数据库的物理结构相关联。相反，它通常用于概念设计数据库。

这里，存储数据点的人，地点和事物被称为实体，每个实体具有共同构成其域的某些属性。基数或实体之间的关系也被映射。

ER图的常见形式是星型模式，其中中心事实表连接到多维表。

其他数据库模型

今天已经或仍在使用各种其他数据库模型。

倒置文件模型

使用反向文件结构构建的数据库旨在促进快速全文搜索。在此模型中，数据内容在查找表中被索引为一系列键，其值指向关联文件的位置。例如，该结构可以在大数据和分析中提供几乎即时的报告。

自1970年以来，该模型已被Software AG的ADABAS数据库管理系统使用，至今仍受支持。

平面模型

平面模型是最早，最简单的数据模型。它只列出一个表中的所有数据，包括列和行。为了访问或操作数据，计算机必须将整个平面文件读入内存，这使得该模型对于除最小数据集之外的所有数据集都是低效的。

多维模型

这是关系模型的一种变体，旨在促进改进的分析处理。虽然关系模型针对在线事务处理（OLTP）进行了优化，但该模型专为在线分析处理（OLAP）而设计。

维度数据库中的每个单元格都包含有关数据库跟踪的维度的数据。在视觉上，它就像是立方体的集合，而不是二维表。

半结构模型

在此模型中，通常包含在数据库模式中的结构数据嵌入了数据本身。在这里，数据和模式之间的区别至多是模糊的。此模型对于描述系统非常有用，例如某些基于Web的数据源，我们将其视为数据库但不能使用模式进行约束。它对于描述不遵循相同模式的数据库之间的交互也很有用。

上下文模型

此模型可根据需要合并来自其他数据库模型的元素。它将来自面向对象，半结构化和网络模型的元素拼凑在一起。

联想模型

该模型根据它们是描述实体还是关联来划分所有数据点。在这个模型中，实体是独立存在的任何东西，而关联只是与其他东西相关的东西。

关联模型将数据分为两组：

• 一组项目，每个项目都有唯一标识符，名称和类型
• 一组链接，每个链接都有唯一的标识符以及源，动词和目标的唯一标识符。存储的事实与源有关，并且三个标识符中的每一个可以指代链接或项目。

其他不太常见的数据库模型包括：

• 语义模型，包括有关存储数据如何与现实世界相关的信息
• XML数据库，允许指定数据，甚至以XML格式存储
• 命名图
• Triplestore

NoSQL数据库模型

除了对象数据库模型之外，其他非SQL模型与关系模型形成对比：

的图形数据库模型，这甚至比网络模型更灵活，允许任何节点与任何其他连接。

该多值模型，从关系模型允许属性打破包含数据，而不是一个单一的数据点的列表。

的文档模型，其被设计用于存储和管理的文档或半结构化的数据，而不是原子数据。

Web上的数据库

大多数网站依靠某种数据库来组织和向用户呈现数据。只要有人在这些网站上使用搜索功能，他们的搜索条件就会转换为要处理的数据库服务器的查询。通常，中间件将Web服务器与数据库连接。

数据库的广泛存在使它们几乎可以在任何领域中使用，从在线购物到作为政治活动一部分的选民细分市场。从航空运输到汽车制造，各个行业都制定了自己的数据库设计规范。

翻译自:https://www.lucidchart.com/pages/database-diagram/database-models