到了计算机世界，属性叫字段，一个实体的全部字段按固定顺序排在一起叫记录。
课件的例子（c7，高等数学，60）括号里的顺序不能乱，第一个位置永远是课程号，第二个永远是课程名。有了固定顺序，计算机才知道每个位置上的值是什么意思，这也是为什么记录能只存值不存字段名。
记录像一张填好的表单，字段是表单上的一个个空。空的位置印死在纸上，所以填的时候只需要写内容，不必再写一遍“姓名”“学号”。
手机通讯录里的一个联系人，包含哪几个字段？
同一类记录放在一起叫文件，能唯一认出一条记录的字段叫关键字。
这里的“文件”是逻辑意义上的一堆同类记录，不一定是磁盘上的某一个 .txt 或 .xlsx，一张表在这个意义上也是一个文件。关键字对应信息世界的码，到了第 2 章关系模型里叫主键，三个名字说的是同一件事：靠它认出一条记录。
全校学生的记录堆在一起是一个文件，学号是关键字。查一个人，报学号一次就中，报姓名可能查出三个。
课程文件里，课程名能不能当关键字？
一张对应表：事物总体、实体集、文件是一行，事物个体、实体、记录是一行，特征、属性、字段是一行。
三列说的是同一件事的三种叫法，横着读：一堆学生在现实世界叫事物总体，在信息世界叫实体集，在计算机世界叫文件。一个学生叫事物个体、实体、记录。学号这种特征叫特征、属性、字段。最后一行“事物之间的联系、实体模型、数据模型”是下一部分的入口，数据模型就是计算机世界里描述实体和联系的方法。
同一个人，在家叫小名，在学校叫学名，在公司叫工号。名字换了三次，人没有变。
属性描述实体的一个特征，对应计算机世界的字段。记录对应实体，文件对应实体集，关键字对应码。
“2023 级全体学生”，在三个世界里分别叫什么？
层次模型把数据组织成一棵有向树，只有一个根，每个结点只有一个双亲，父子之间是一对多。
有且仅有一个结点没有双亲，它是根，图上是 A。其余结点有且仅有一个双亲，B 和 C 的双亲都是 A。父子之间是一对多，A 可以有多个子女，但 B 不能同时有两个双亲。满足这三条的结构在数学上就叫树。
IBM 的 IMS 是最早投入使用的层次数据库，二十世纪六十年代末为阿波罗登月计划管理火箭零部件清单而开发，至今仍在一些银行的核心系统里运行。
电脑里的文件夹就是层次结构：一个盘符是根，每个文件夹只在一个上级文件夹里，一个文件夹可以装很多子文件夹。
你电脑的文件夹结构，符合层次模型的哪几条规定？
树的规矩带来了它的局限：没有双亲插不进去，删了双亲子女跟着没，多对多表示不了。
三条优点都来自结构简单：层次分明所以查得快，规矩严所以完整性好。三条缺点都来自“必须经过双亲”：一个学生要选多门课，一门课又有多个学生，谁做谁的双亲都不对，所以多对多表示不了，插入删除处处受限，查子女还得先找到双亲。
要在层次模型里表示学生和课程的多对多关系，会遇到什么麻烦？
网状模型放宽了树的限制：可以有多个根，一个结点可以有多个双亲，两个结点之间可以有多种联系。
层次模型说只有一个结点没有双亲，网状模型说可以有多个。层次模型说每个结点只有一个双亲，网状模型说可以有多个。层次模型父子之间只有一种联系，网状模型允许两个结点之间有多种联系。树是图的特例，去掉这些限制之后树就成了图。
网状模型的标准由 CODASYL 组织的数据库任务组在 1969 年前后提出，代表产品是 IDMS。它和层次模型一样属于早期的非关系模型，现在很少有新系统采用。
层次模型像家谱，只认一条父系线。网状模型像社交网络，一个人可以同时属于班级、社团、老乡群，谁都可以和谁有联系。
学生同时属于班级和社团，这种关系层次模型能表示吗，网状模型呢？
网状模型操作灵活、性能好，代价是结构和语言都复杂，用户还得了解它的实现细节。
层次模型没有双亲就插不进去，网状模型允许先插子女。层次模型删双亲会连带删子女，网状模型允许只删双亲。层次模型修改要改所有相应记录，网状模型只改指定的一条。缺点里“用户需要了解网状模型的实现细节”最要紧，它意味着找数据的路线要由用户自己指出，这跟前面讲的数据独立性正好相反。
网状模型像一座路很多但没有导航的城市，去哪都有路，可每条路都得自己记。关系模型的做法是把导航交给系统，用户只报目的地。
“用户需要了解实现细节”，这跟数据独立性矛盾吗？
关系模型用规范化的二维表表示数据，一张表就是一个关系，由表名、表头、表体三部分构成。
| 课程号 | 课程名 | 课时 |
|---|---|---|
| c1 | 数据库原理 | 48 |
| c7 | 高等数学 | 60 |
| c3 | 程序设计 | 64 |
关系模型由 IBM 的科德（E. F. Codd）在 1970 年提出，MySQL、Oracle、SQL Server 都是关系数据库。课件提到的教材表 1-1 到 1-5 是教学数据库 teaching 的五张表：教师 t、学生 s、课程 c、选课 sc、授课 tc，后面所有章节的例子都建立在这五张表上。
一张 Excel 表算不算一个关系？
关系模型的操作对象和结果都是表，用户只说要什么，不说怎么找，这正是它独立性高的原因。
一条查询进去的是一张表，出来的还是一张表，所以结果可以接着再查，这叫集合操作。用户只要指出“干什么”，例如找出所有选了数据库课的学生，怎么在磁盘上找是 DBMS 的事，这一点和网状模型正相反。缺点“查询效率不如非关系模型”是 1970 年代的说法，今天靠优化器和索引已经大大弥补。
关系模型像点外卖只报菜名，网状模型像自己去菜市场买菜还要规划路线。报菜名的人不需要知道厨房在哪，厨房搬了家也照样能吃上饭。
“找出所有选了数据库课的学生”，用关系模型的说法你只需要说出什么？
面向对象模型把实体看成对象，对象既有属性也有方法，类和类之间可以继承。
关系模型的表只存静态的属性，面向对象模型的对象还带着行为，也就是方法。课件的例子是机动车既有高度、重量这样的属性，也有加速、减速这样的方法。继承形成层次：机动车是超类，轿车和货车是子类，子类不用重新定义高度和重量。
学过程序设计的可以直接对照类与对象的概念。没学过的把类当模具，对象当成品，继承当作在旧模具基础上刻出的新模具。
“学生”和“研究生”，谁是超类，谁是子类？
表达能力强，代价是模型复杂、需要的知识多，所以它没有取代关系模型。
层次模型和网状模型是历史，关系模型是主流，面向对象模型是补充。今天的做法多半是在关系模型上加一些对象特性，MySQL 支持 JSON 类型的列，PostgreSQL 干脆叫自己对象关系数据库。学关系模型是这门课的主线，另外三种知道它们解决什么问题、为什么被替代就够了。
近十几年出现的文档模型、键值模型、图模型统称 NoSQL，1.5 节的大数据部分会碰到它们。这些不在本章范围，考试也不涉及。
四种数据模型里，你猜今天用得最多的是哪一种？