功能性顏料

[拼音]：shuju moxing

[英文]：data model

資料庫系統中用以提供資訊表示和操作手段的形式構架。資料模型包括資料庫資料的結構部分、資料庫資料的操作部分和資料庫資料的約束條件。

資料結構

資料結構是目標型別的集合。目標型別是資料庫的組成成分，一般可分為兩類：資料型別、資料型別之間的聯絡。資料型別如DBTG(資料庫任務組)網狀模型中的記錄型、資料項，關係模型中的關係、域等。聯絡部分有DBTG網狀模型中的系型等。資料操作部分是操作算符的集合，包括若干操作和推理規則，用以對目標型別的有效例項所組成的資料庫進行操作。資料約束條件是完整性規則的集合，用以限定符合資料模型的資料庫狀態，以及狀態的變化。約束條件可以按不同的原則劃分為資料值的約束和資料間聯絡的約束；靜態約束和動態約束；實體約束和實體間的參照約束等。

概念的發展

隨著資料庫學科的發展，資料模型的概念也逐漸深入和完善。早期，一般把資料模型僅理解為資料結構。其後，在一些資料庫系統中，則把資料模型歸結為資料的邏輯結構、物理配置、存取路徑和完整性約束條件等四個方面。現代資料模型的概念，則認為資料結構只是資料模型的組成成分之一。資料的物理配置和存取路徑是關於資料儲存的概念，不屬於資料模型的內容。此外，資料模型不僅應該提供資料表示的手段，還應該提供資料操作的型別和方法，因為資料庫不是靜態的而是動態的。因此，資料模型還包括資料操作部分。

三種重要模型

層次模型、網狀模型和關係模型是三種重要的資料模型。這三種模型是按其資料結構而命名的。前兩種採用格式化的結構。在這類結構中實體用記錄型表示，而記錄型抽象為圖的頂點。記錄型之間的聯絡抽象為頂點間的連線弧。整個資料結構與圖相對應。對應於樹形圖的資料模型為層次模型；對應於網狀圖的資料模型為網狀模型。關係模型為非格式化的結構，用單一的二維表的結構表示實體及實體之間的聯絡。滿足一定條件的二維表，稱為一個關係（見關係資料庫）。

格式化模型可以描述複雜的資料結構，用存取路徑實現資料間的聯絡。從60年代後期以來，在各種計算機系統上建立了許多層次模型和網狀模型的資料庫管理系統。這些系統成功地應用於資料處理。但這類系統具有以下缺點。首先是使用了許多與資料操作任務無關的概念，如DBTG系統中的系，使用者必須按照存取路徑存取資料庫中的資料。其次，不支援集合處理，即未提供一次處理多個記錄的功能。第三，沒有充分認識端點使用者直接與資料庫對話的需求，缺乏為適應非預期查詢而增加系統設施的能力。這些缺點降低了程式和資料的獨立性，影響應用程式設計師的工作效率，限制端點使用者對資料庫的使用。

關係模型嚴格符合現代資料模型的定義。資料結構簡單清晰。存取路徑完全向使用者隱蔽，使程式和資料具有高度的獨立性。關係模型的資料語言非過程化程度較高，使用者效能好，具有集合處理能力，並有定義、操縱、控制一體化的優點。關係模型中，結構、操作和完整性規則三部分聯絡緊密。關係資料庫系統為提高程式設計師的生產率，以及端點使用者直接使用資料庫提供了一個現實基礎。

關係模型研究的一個課題，是擴充套件關係模型和把資料模型形式化。1981年提出可把資料模型看成是抽象的程式設計語言。資料庫是變數，資料庫模式是變數的型別。資料庫狀態是某類變數所取的值。資料定義語言給出說明資料庫變數的語法，資料操縱語言是資料模型中操作型別的具體實現，而資料庫管理系統是某個資料定義語言和資料操縱語言的具體實現。這樣，就可以用程式設計語言的形式概念和方法來研究資料模型。

參考書目

薩師煊、王珊：《資料庫系統概論》，高等教育出版社，北京，1984。