数据库技术与应用教程：数据模型的作用和分类

2023-11-24 理论教育版权反馈

【摘要】：在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。在数据库系统中可以针对不同的使用对象和应用目的，采用不同的数据模型来实现。数据模型实际上是模型化数据和信息的工具。第一类是概念层数据模型，也称为概念模型或信息模型，它从数据的应用语义视角来抽取模型并按用户的观点来对数据和信息进行建模。第二类是组织层数据模型，也称为组织模型，它从数据的组织方式来描述数据。

对于模型，特别是具体的模型，人们并不陌生。一张地图、一组建筑设计沙盘、一架航模飞机等都是具体的模型。人们从模型可以联想到现实生活中的事物。模型是对事物、对象、过程等客观系统中感兴趣的内容的模拟和抽象表达，是理解系统的思维工具。数据模型（data model）也是一种模型，它是对现实世界数据特征的抽象。

数据库是企业或部门相关数据的集合，数据库不仅要反映数据本身的内容，而且要反映数据之间的联系。由于计算机不可能直接处理现实世界中的具体事物，因此，必须要把现实世界中的具体事物转换成计算机能够处理的对象。在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲，数据模型就是对现实世界数据的模拟。

现有的数据库系统均是基于某种数据模型的，因此，了解数据模型的基本概念是学习数据库的基础。

数据模型一般应满足三个要求：第一个是数据模型要能够比较真实地模拟现实世界，第二个是数据模型要容易被人们理解，第三个是数据模型要能够很方便地在计算机上实现。用一种模型来同时很好地满足这三方面的要求在目前是比较困难的。在数据库系统中可以针对不同的使用对象和应用目的，采用不同的数据模型来实现。

数据模型实际上是模型化数据和信息的工具。根据模型应用的不同目的，可以将这些模型分为两大类，它们分别属于两个不同的层次。(www.chuimin.cn)

第一类是概念层数据模型，也称为概念模型或信息模型，它从数据的应用语义视角来抽取模型并按用户的观点来对数据和信息进行建模。这类模型主要用在数据库的设计阶段，它与具体的数据库管理系统无关。第二类是组织层数据模型，也称为组织模型，它从数据的组织方式来描述数据。所谓组织层就是指用什么样的数据结构来组织数据。数据库发展到现在主要包括如下几种组织方式（或叫组织模型）：层次模型（用树形结构组织数据）、网状模型（用图形结构组织数据）、关系模型（用简单二维表结构组织数据）以及对象—关系模型（用复杂的表格以及其他结构组织数据）。组织层的数据模型主要是从计算机系统的观点对数据进行建模，它与所使用的数据库管理系统的种类有关，主要用于DBMS的实现。

为了把现实世界中的具体事物抽象、组织为某一具体DBMS支持的数据模型，人们通常首先将现实世界抽象为信息世界，然后再将信息世界转换为机器世界。即首先把现实世界中的客观对象抽象为某一种信息结构，这种信息结构并不依赖于具体的计算机系统，而且也不与具体的DBMS相关，而是概念级的模型，也就是我们前面所说的概念层数据模型；然后再把概念级的模型转换为具体的DBMS支持的数据模型，也就是组织层数据模型。注意从现实世界到概念层数据模型使用的是“抽象”技术，从概念层数据模型到组织层数据模型使用的是“转换”，也就是说先有概念模型，然后再有组织模型。从概念模型到组织模型的转换应该是比较直接和简单的，因此使用合适的概念层模型就显得比较重要。这个过程如图3－1所示。

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图3—1　从现实世界到机器世界的过程

数据库技术与应用教程：数据模型的作用和分类

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