【正文】 檢索、插入、刪除和修改等操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。 3 176。、數(shù)據(jù)間的相互制約與依存關(guān)系。通過(guò)一組完整性規(guī)則來(lái)實(shí)現(xiàn)。 由此可見(jiàn)，一個(gè)數(shù)據(jù)模型實(shí)際上給出了在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中描述現(xiàn)實(shí)世界的信息結(jié)構(gòu)及其變化的一種抽象方法。數(shù)據(jù)模型不同，描述和實(shí)現(xiàn)的方法也不相同，相應(yīng)的支持軟件 —— 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)也就不同。 數(shù)據(jù)模型反映了現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體之間的各種聯(lián)系。實(shí)體間的聯(lián)系有兩類：一類是實(shí)體內(nèi)部屬性間的聯(lián)系；另一類是實(shí)體與實(shí)體之間的聯(lián)系。 實(shí)體與實(shí)體之間的聯(lián)系是錯(cuò)綜復(fù)雜的，可以分為以下三種： 1 176。、一對(duì)一的聯(lián)系。這是最簡(jiǎn)單的一種實(shí)體之間的聯(lián)系，它表示兩個(gè)實(shí)體集中的個(gè)體間存在的一對(duì)一的聯(lián)系。記為 1 ： 1 。 2 176。、一對(duì)多的聯(lián)系。這是實(shí)體間存在的較普遍的一種聯(lián)系，表示一種實(shí)體集 E1中的每個(gè)實(shí)體與另一實(shí)體集 E2中的多個(gè)實(shí)體間存在的聯(lián)系；反之， E2中的每個(gè)實(shí)體都至多與 E1中的一個(gè)實(shí)體發(fā)生聯(lián)系。記為 1 ： m 。 3 176。、多對(duì)多的聯(lián)系。這是實(shí)體間存在的更為普遍的一種聯(lián)系，表示多個(gè)實(shí)體集之間的多對(duì)多的聯(lián)系。其中，一個(gè)實(shí)體集中的任何一個(gè)實(shí)體與另一個(gè)實(shí)體集中的實(shí)體間存在一對(duì)多的聯(lián)系；反之亦然。記為 m : n 。 6 、層次模型 層次模型是一種樹(shù)結(jié)構(gòu)模型，它把數(shù)據(jù)按自然的層次關(guān)系組織起來(lái)，以反映數(shù)據(jù)之間的隸屬關(guān)系。層次模型是是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)中發(fā)展最早、技術(shù)上比較成熟的一種數(shù)據(jù)模型。它的特點(diǎn)是地理數(shù)據(jù)組織成有向有序的樹(shù)結(jié)構(gòu)，也叫樹(shù)形結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中的結(jié)點(diǎn)代表數(shù)據(jù)記錄，連線描述位于不同結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)間的從屬關(guān)系 ( 一對(duì)多的關(guān)系 ) 。 由樹(shù)的定義知，一棵樹(shù)有且僅有一個(gè)無(wú)雙親結(jié)點(diǎn)的稱為根的結(jié)點(diǎn)；其余結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)，它們可分為 m ( m ≥ 0) 個(gè)互不相交的有限集，其中每一個(gè)集合本身又是一棵樹(shù)，將其稱為子樹(shù)。 圖 1 表示地理實(shí)體 E 及其空間要素，圖 2 是圖 1 所示空間關(guān)系所構(gòu)成的層次模型。這是一棵有向有序樹(shù)，結(jié)點(diǎn)表示不同層次的地理要素，連線描述地理要素之間的從屬關(guān)系。結(jié)點(diǎn)從屬于 ( 構(gòu)成 ) 有向邊，有向邊從屬于 ( 構(gòu)成 ) 多邊形，多邊形從屬于 ( 構(gòu)成 ) 實(shí)體 E 。 圖 1 圖 2 7 、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型 網(wǎng)狀模型將數(shù)據(jù)組織成有向圖結(jié)構(gòu)，圖中的結(jié)點(diǎn)代表數(shù)據(jù)記錄，連線描述不同結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。這種數(shù)據(jù)模型的基本特征是，結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)之間沒(méi)有明確的從屬關(guān)系，一個(gè)結(jié)點(diǎn)可與其它多個(gè)結(jié)點(diǎn)建立聯(lián)系，即結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系是任意的，任何兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間都能發(fā)生聯(lián)系，可表示多對(duì)多的關(guān)系。 采用網(wǎng)狀模型最典型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是 D B T G 系統(tǒng)，它是 1969 年由一個(gè)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織 C OD A S Y L 委員會(huì)的數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)組提出的報(bào)告中首次推出的，這個(gè)報(bào)告是一個(gè)網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言和數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言規(guī)范化的文本 ，雖不是具體計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)，但對(duì)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的研究和發(fā)展起重要作用，現(xiàn)有網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)大都 建立在 D B T G模型上的。 層次數(shù)據(jù)模型和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的區(qū)別： 層次模型中從子女到雙親的聯(lián)系是唯一的，而網(wǎng)狀模型則可以不唯一； 層次模型不允許有復(fù)合鏈，而網(wǎng)狀模型則允許； 層次數(shù)據(jù)模型和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的缺陷： 要求應(yīng)用程序員必須熟悉面向磁盤(pán)的優(yōu)化技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)的物理組織，對(duì)于每次特定的數(shù)據(jù)查詢，必須編出十分復(fù)雜的查詢應(yīng)用程序。 一旦有新類型的數(shù)據(jù)加入，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的變化， 這樣 通常應(yīng)用程序需要重寫(xiě)。 8 、關(guān)系數(shù)據(jù)模型 關(guān)系模型的邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 是 I B M 公司的 E F C o d d 提出來(lái)的。他從 1 9 7 0年起發(fā)表了多篇關(guān)于關(guān)系模型的論文，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的理論基礎(chǔ)。由于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，所以發(fā)展很快， 80 年代以后推出的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)幾乎都是關(guān)系型的。 在關(guān)系模型中，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)為滿足一定條件的二維表，表具有固定的列數(shù)和任意的行數(shù)，在數(shù)學(xué)上稱為“關(guān)系”。二維表是同類實(shí)體的各種屬性的集合，每個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)于表中的一行，在關(guān)系中稱為元組，相當(dāng)于通常的一個(gè)記錄；表中的列表示屬性，稱為域，相當(dāng)于通 常記錄中的一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。若二維表中有 n 個(gè)域，則每一行叫做一個(gè) n 元組，這樣的關(guān)系稱為 n 度 ( 元 ) 關(guān)系。表的行對(duì)應(yīng)于對(duì)象的實(shí)例，各個(gè)表的行列交點(diǎn)就用來(lái)存貯簡(jiǎn)單值。滿足一定條件的規(guī)范化關(guān)系的集合，就構(gòu)成了關(guān)系模型。 關(guān)系模型可以簡(jiǎn)單、靈活地表示各種實(shí)體及其關(guān)系，其數(shù)據(jù)描述具有較強(qiáng)的一致性和獨(dú)立性。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)的操作是通過(guò)關(guān)系代數(shù)實(shí)現(xiàn)的，具有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。 關(guān)系數(shù)據(jù)模型要求每一屬性都必須賦給一個(gè)域，一個(gè)域就是一些正確值的集合，域可允許更多的語(yǔ)義檢查，表中的每一個(gè)值都必須屬于其屬性的域或者為空。 R D B M S 使用各種手段來(lái)加速表的訪問(wèn)，這些協(xié)調(diào)手段是透明的，只在讀寫(xiě)表的命令中是不可見(jiàn)的。由 R D B M S 來(lái)決定在處理查詢的過(guò)程使用協(xié)調(diào)信息的時(shí)間，如果需要?jiǎng)t自動(dòng)執(zhí)行協(xié)調(diào)。每當(dāng)修改相應(yīng)表時(shí)， R D B M S 自動(dòng)修改協(xié)調(diào)信息。索引、h a sh i n g 及排序都是常用的協(xié)調(diào)技術(shù)。 ( 1 ) 表的操作符 SQL （ S t r u c t u r e d Q u e r y L a n g u a g e ）語(yǔ)言 是 1 9 7 4 年由 B o y c e 和 C h a m b e r l i n 提出的，在 IB M 公司 S a n J o s e R e se a r c h L a b o r a t o r y 研制的 S y st e m R 上實(shí)現(xiàn)了這種語(yǔ)言， 1986 年 10 月，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（ A N S I ）批準(zhǔn) S Q L 作為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，此后不久，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ IS O ）也作出了同樣的決定。 SQL 提供了表的操作符 ，它的功能包括查詢（ Qu e r y ）、操縱（ M a n i p u l a t i o n ）、定義（ D e f i f i t i o n ）和控制（ C o n t r o l ）四個(gè)方面，是一個(gè)綜合的、通用的、功能強(qiáng)大的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言。 ( 2 ) 表的完整性規(guī)則 實(shí)體完整性： 每個(gè)表有一個(gè)明確的主關(guān)鍵字，主關(guān)鍵字是一個(gè)或者多個(gè)屬性的集合； 關(guān)聯(lián)完整性： 要求 R D B M S 保持其外來(lái)關(guān)鍵字與它相應(yīng)的主關(guān)鍵字一致，外來(lái)關(guān)鍵字是一個(gè)表的主關(guān)鍵字但它又嵌入另一個(gè)表中。 此外，還有兩個(gè)概念也需要給予一定的解釋。 視圖（ View ）： 一個(gè)虛表，即視圖所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并不是存儲(chǔ)在視圖中，而是存在導(dǎo)出它的一個(gè)或多個(gè)表中。 范式 : 用來(lái)避免表修改操作的邏輯不一致性的一些規(guī)則集，范式有多種層次，高級(jí)范式可以對(duì)低級(jí)范式增加約束條件。在 1 9 7 1 ～ 1 9 7 2 年， C o d d 系統(tǒng)地提出了第一范式（ 1 N F ），第二范式（ 2 N F ），第三范式（ 3 N F ）的概念， 1 9 7 4 年，他和 B o y c e又共同提出了 B C N F ，后來(lái)又有人提出了 4 N F 和 5 N F 。 其中 : 1NF ： 如果一關(guān)系模式，它的每一個(gè)分量是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，則此關(guān)系模式為1 N F ； 2NF ： 若關(guān)系模式 R ∈ 1 N F ，且每個(gè)非主屬性完全函數(shù)依賴于碼，則 R ∈ 2 N F ； 3NF ： 若關(guān)系模式 R （ U ， F ）∈ 1 N F ，不存在非主屬性對(duì)碼的傳遞依賴，則 R ∈3 N F ； B C N F ： 關(guān)系模式 R （ U ， F ）∈ 1 N F ，若 X － Y , Y X 時(shí)， X 必含有碼，則說(shuō) R∈ B C N F ； 第一范式的概念限制了系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜對(duì)象的表示，從而使關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)非傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域束手無(wú)策，為了使關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的需求，有人提出用 NF2（ N o n Fi r st N o r m a l F o r m ）模型，這種模型允許關(guān)系作為屬性值。但僅僅在理論上有些價(jià)值，而對(duì)于實(shí)用，若引入 NF2，則不僅要修改數(shù)據(jù)模型，而且要較大地改動(dòng)R D B M S 中的其它許多部分，如存貯結(jié)構(gòu)、存取方法等等，這在實(shí)現(xiàn)上很困難。 ( 3 ) 用關(guān)系模型表示地理實(shí)體 圖 1 所示地理實(shí)體 E 與空間要素可用關(guān)系模型構(gòu)成如下關(guān)系 ( 四個(gè)關(guān)系 ) ： 關(guān)系 1 ：多邊形關(guān)系（ P ） 多邊形 I D 權(quán)屬 面積 特征 Ⅰ 張三 1 2 5 林地 Ⅱ 李四 43 稻田 關(guān)系 2 ：邊界關(guān)系（ E ） 多邊形 ID 邊界 ID 邊長(zhǎng) Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ a b c d 30 20 16 25 Ⅱ Ⅱ Ⅱ c e f 16 14 17 關(guān)系 3 ：邊界 結(jié)點(diǎn)關(guān)系（ N ） 邊界 ID 起始結(jié)點(diǎn) ID 終結(jié)點(diǎn) ID a b c d e f 1 2 3 4 3 4 2 3