数据模型的三层抽象与结构化模型的表达能力权衡

把现实数据存进数据库要经过三次递进抽象：概念模型（用E-R这类工具把现实世界 的实体和联系映射成人能理解的模型，不关心具体数据库产品）、逻辑模型（把概念 模型转换成某个具体数据库系统的数据模型，如关系模型）、物理模型（逻辑模型 在计算机内部的实际组织方式，如存取路径、索引）——前两次抽象由设计人员 完成，第三次通常交给数据库管理系统自动处理。在逻辑模型这一层，层次模型、 网状模型、关系模型代表了表达能力递增但复杂度也递增的谱系：层次模型用树形 结构表示数据，规定每个节点只能有一个父节点，结构简单直观但无法表示”一个 学生同时属于系和宿舍管理”这类多对多关联；网状模型放开了这个限制，允许一个 节点有多个父节点，能表示更复杂的关联，但代价是结构复杂、难以规范化；关系 模型改用表格加公共属性的方式表示实体和关联，建立在集合论基础上有严格的 数学基础，结构简单又能表达丰富语义，这正是它自1970年提出后长期成为主流 数据模型的原因——不是因为它功能最强，而是因为它在表达能力和结构简洁性 之间找到了最好的平衡点。半结构化数据（XML/RDF/图模型）则是为应对结构化 模型无法有效处理的格式化文本、超链接等数据而单独发展出的另一条分支，不 追求严格的模式约束，换取对不规则数据的灵活支持。