任務1.2.1 了解數(shù)據(jù)模型的概念

數(shù)據(jù)（Data）是描述事物的符號記錄，模型（Model）是現(xiàn)實世界的抽象，數(shù)據(jù)模型（Data Model）是現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象。數(shù)據(jù)模型從抽象層面描述了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所描述的內(nèi)容，包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構（靜態(tài)特征）、數(shù)據(jù)操作（動態(tài)特征）和數(shù)據(jù)的完整性約束3個部分，即數(shù)據(jù)模型的三要素。

1.數(shù)據(jù)結構

數(shù)據(jù)結構用于描述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的靜態(tài)特征，是數(shù)據(jù)庫研究的對象類型及對象之間聯(lián)系的集合。也就是說，數(shù)據(jù)結構的組成部分有兩類：一類與數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容、性質(zhì)、類型相關，例如，學生成績管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的學生數(shù)據(jù)項特征，包括學號、姓名、班級等，以及各項特征的屬性、域、關系等；一類是數(shù)據(jù)對象之間的聯(lián)系，例如，一個學生可以選多門課、一門課可以被多個學生選擇，這種聯(lián)系也存在于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。這兩類組成部分概括如下。

（1）數(shù)據(jù)對象本身：類型、內(nèi)容、性質(zhì)，例如，關系模型中的域、屬性、關系等。

（2）數(shù)據(jù)對象之間的聯(lián)系：數(shù)據(jù)之間是如何關聯(lián)的，例如，關系模型中的主鍵、外鍵等。

在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，人們通常會按照其數(shù)據(jù)結構的類型來命名數(shù)據(jù)模型。例如，層次模型和關系模型的數(shù)據(jù)結構就分別是層次結構和關系結構。

2.數(shù)據(jù)操作

數(shù)據(jù)操作用于描述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的動態(tài)特征，是允許施加在數(shù)據(jù)對象上的操作的集合。對數(shù)據(jù)執(zhí)行的操作主要有檢索、插入、刪除和修改。數(shù)據(jù)模型必須定義這些操作的確切含義、操作符號、操作規(guī)則（如優(yōu)先級）以及實現(xiàn)操作的語言。

3.數(shù)據(jù)的完整性約束

數(shù)據(jù)的完整性約束是一組完整性規(guī)則的集合，規(guī)定數(shù)據(jù)庫狀態(tài)及狀態(tài)變化所應滿足的條件，主要描述數(shù)據(jù)結構內(nèi)數(shù)據(jù)間的語法、詞義聯(lián)系、制約和依存關系，以及數(shù)據(jù)動態(tài)變化的規(guī)則，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效和相容。例如，關系模型中規(guī)定了一個數(shù)據(jù)記錄中必須有一個確定的關鍵字，并且不能為空。

另外，數(shù)據(jù)模型還應提供定義完整性約束條件的機制，以反映某個應用涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定現(xiàn)實條件，例如，在學生選課管理系統(tǒng)中，學生必須選擇所有必修科目。