1．概念模型
概念世界有时也称信息世界，是现实世界在人们头脑中的反映，经过对客观事物及其联系的抽象描述，产生概念模型。如对学生的描述包括姓名、性别、编号、系号、出生日期等不同项目。
（1）实体的基本术语
①实体：客观存在并且可以相互区别的对象或事物称为实体。它可以是具体的事物，如一个人、一辆车、一个部门等。
②属性：属性是实体具有的描述特性。如一个学生实体，可以用学号、姓名、性别、系、年级和出生日期等属性来描述他的特性。学号、姓名、性别等是属性的名称。属性用值表示，如学号、姓名、性别的具体值用“090200”、“张三”、“男”来表示。
③实体型：实体型是用属性的集合来描述实体的类型，它用实体名和各个属性名的集合来表示。如实体型：学生（学号，姓名，性别，出生日期），“学生”是实体名，“学号”、“姓名”、“性别”等是各个属性名，如图3-10（a）所示。
④实体值：实体值是指实体属性值的集合，如学生张三的实体值是“090200”、“张三”、“男”。
⑤实体集：实体集是指相同类型的实体的集合。学校所有的学生，他们都用相同的实体类型来描述，集合在一起就是实体集。
（2）联系
两个实体A和B是包含若干个体的总体，其间的联系有以下三种类型：
①一对一联系（1:1）：若A实体与B实体发生联系，B中的每一个实体至多对应A中一个实体，则A实体与B实体是一对一联系。如在学校中，一个班级只有一个班长，一个班长只管理一个班级，则班级实体与班长实体具有一对一的关系。
②一对多联系（1:n）：若对于A中的每一个实体，至少有一个属于B中的实体与之发生关系，且B中每一个实体至多只能对应于A中的一个实体，则A实体与B实体是一对多的联系。如在学校中，一个班级有许多学生，每个学生只属于一个班级，则班级实体和学生实体之间具有一对多的关系。
③多对多联系（m:n）：若A实体中至少有一个对应B实体中一个以上的实体，且B实体中也至少有一个对应A实体中一个以上的实体，则A实体对B实体是多对多的联系。如在学校中，一个学生可以同时选修多门课程，一门课程也可以同时有多个学生选修，则学生实体和课程实体之间具有多对多的关系。
（3）E-R方法（Entity-Relation Approach）
概念模型最常用的表示方法是实体联系模型，也叫E-R图，它是由P.P.S.Chen于1976年提出的，是用E-R图来描述某一组织的信息模型。包括三个要素：
①实体：用矩形框表示，框内标注实体名称。
②属性：用椭圆形表示，并用连线与实体连接起来。
③实体之间的联系：用菱形框表示，框内标注联系名称，用连线将菱形框分别与有关实体相连，并在连线上注明联系类型，如图3-10（b）所示。
E-R模型是对现实世界的一种抽象，它抽取了客观事物中人们所关心的信息，忽略了非本质的细节，并对抽取的信息进行了精确的描述。E-R模型所描述的概念模型与具体的DBMS所支持的数据模型相独立，是各种数据模型的共同基础，因而是抽象和描述现实世界的有力工具。
2．数据模型
（1）层次模型
层次模型是采用树型结构来表示实体及其实体间的联系的模型。其特点是只有一个根节点（也叫父节点），其他节点（子节点）有且仅有一个父节点，节点之间是树根与树枝（父与子）的关系，即一对多联系。它的优点是简单、直观、处理方便，适合于表现具有比较规范的层次关系的结构；缺点是不能直接表现含有多对多联系的复杂结构。如图3-11所示。
（2）网状模型(www.xing528.com)
网状模型是采用网状结构来表示实体及其之间的联系。其特点是：每一个节点允许有多于一个的父节点，也可以有一个以上的节点无父节点。网状模型可以方便地表示实体间多对多的联系，但结构比较复杂，数据处理比较困难。如图3-12所示。
图3-12 网状模型图
（3）关系模型
关系模型是用二维表结构来表示实体及其之间的联系。如图3-13所示的“学生”表和“课程”表都是二维表，它们之间通过“学号”属性建立联系。
图3-13 关系模型图
关系模型中的术语有：
①关系：一个关系就是一张二维表，如上图所示的“学生”表、“选课”表。
②元组：表的每一行为一个元组（也称为记录），它是一组字段的信息的集合。
③属性：表的每一列为一个属性（也称为字段），例如“学生”表中的“学号”、“姓名”、“性别”等字段。
④域：属性的取值范围称为域，例如“学生”表的性别属性的取值范围是“男”或“女”。
⑤关系模式：关系名及关系中的属性集合构成关系模式，一个关系模式就是对关系的描述。格式为：关系名（属性名1，属性名2，属性名3，…，属性名n）。
⑥主码：主码又称主键，是表中的某个属性组，它的值唯一标识一个元组。如“学生”表中的“学号”可作为主码，它能唯一标识表中的每一条记录，即表中不能有两个相同的学号出现。
⑦候选码：如果某个字段的值能唯一标识表中一个记录，这个字段就被称为候选码。一个关系中可能有多个候选码，例如“学生”表中的“学号”和“系号”都是候选码。
⑧外部关键字：外部关键字也叫外键，是用来与另一个关系进行联接的字段，且是另一个关系中的主关键字。
（4）数据库的关系运算
①选择操作。选择操作是指从关系中选出那些满足条件的记录，即从二维表的行中查找记录。例如，从“教师”表中找出“职称”为“教授”的教师所进行的操作就是选择操作。
②投影操作。投影操作是指从关系中选出所需的若干字段，即从二维表的列中选择字段。例如，从“教师”表中找出所有教师的“职工号”、“姓名”、“性别”、“出生日期”，所进行的操作就是投影操作。
③联接操作。联接操作是将两个关系联接成一个新的关系，新关系中包含满足条件的记录。例如，从“学生”表和“选课”表中按对应学号相同的条件给出学生的“学号”、“姓名”、“性别”、“课程号”、“成绩”，所进行的操作就是联接操作。在联接运算中，按照字段值对应相等为条件进行的联接操作叫做等值联接。自然联接是去掉重复属性的等值联接，自然联接是最常用的联接运算。
（5）关系模型的完整性
关系模型的完整性规则是对关系的一组约束条件，包括以下几类：
①实体完整性。是针对某实体的具体属性值的约束。例如，关系中主键不能取空值和重复的值。空值就是不确定值，如在“学生”表中，“学号”不能取空值，否则就无法说明一个学生的信息；如在“选课”（学号、课程号、成绩）表中，“学号”和“课程号”构成复合主键，则“选课”表中“学号”、“课程号”都不能取空值。重复的值则指值不能完全相同。
②参照完整性。是针对表与表之间的约束条件。例如，定义外键与主键之间的引用规则。如“学生”表中的“系号”字段是该表的外键，在“系科”表中是主键，在“学生”表中该字段的值可以取“空”。
③用户定义完整性。是针对某一具体关系数据库的约束条件，由应用环境决定。如“选课”表中的“成绩”的取值只能在0～100之间。
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