映射

在数据库领域，“映射”（Mapping）通常指的是将一种数据结构、模型或概念转换为另一种，以建立它们之间的对应关系。这种转换在数据库设计和操作的各个层面都至关重要，尤其与关系模型紧密关联。

以下是“映射”在数据库中及其与关系模型关联的几个主要方面：

1. 概念模型到逻辑模型的映射 (E-R 图到关系模型的转换)：

   • 这是最直接也最核心的一种映射。E-R（实体 - 关系）模型是一种高层的抽象，用于在概念层面描述现实世界中的实体、属性和它们之间的关系 [3]。而关系模型是 DBMS（数据库管理系统）实际实现和操作的逻辑模型，由一系列二维表构成 [11]。
   • 关联：在数据库设计过程中，需要将 E-R 图转换为关系模式（即关系模型中的表结构）。这个过程解决了如何将 E-R 图中的实体和联系转换为关系模式，并确定这些关系模式的属性和码（键） [4.1]。
   • 具体映射规则 [4.1]：
     • 实体集映射：E-R 图中的每个实体集通常映射为关系模型中的一个关系模式（表），实体集的属性映射为关系模式的属性（列），实体集的主键映射为关系模式的主键。
     • 联系集映射：
       • 1:1 联系：可以转换为一个独立的关系模式，或将其合并到参与联系的任一方实体集对应的关系模式中。
       • 1:N 联系：可以转换为一个独立的关系模式，或将“1”方实体集的主键作为外键添加到“N”方实体集对应的关系模式中。
       • M:N 联系：通常转换为一个独立的关系模式，该关系模式的主键由参与联系的实体集的主键组成。
       • 多元联系（三个或更多实体间）：通常转换为一个独立的关系模式，其主键由所有参与实体集的主键共同构成。
     • 具有相同码的关系模式：在转换后，如果存在具有相同码的关系模式，它们可以被合并 [4.1]。

2. 逻辑模型到物理模型的映射：

   • 在关系模型确定后，还需要将其逻辑结构映射到物理存储结构上。这包括选择存取方法（如索引、聚簇、HASH）和确定数据在磁盘上的存放位置及存储结构 [5.1, 5.2, 5.3]。
   • 关联：逻辑模型关注数据如何组织（表、列），而物理模型关注数据如何实际存储和访问（文件、块、索引等），以优化性能。

3. 视图（View）到基本表的映射：

   • 在关系模型内部，视图是一种虚拟的表，它不实际存储数据，而是由一个或多个基本表（或其它视图）通过查询定义而来 [35]。
   • 关联：当用户查询视图时，DBMS 会将对视图的查询映射并转换为对底层基本表（或其它视图）的查询，从而获取所需的数据 [38]。虚拟视图不存储在数据库中，而物化视图是实际构建并存储的 [35]。

4. 对象 - 关系映射（Object-Relational Mapping, ORM）：

   • 这是一种在应用程序开发层面的映射。当使用面向对象编程语言（如 Java、Python、C#）开发应用时，程序中的对象需要与关系数据库中的数据进行交互。
   • 关联：ORM 工具提供了对象模型和关系模型之间的桥梁，允许开发者使用对象而非 SQL 语句来操作数据库。例如，程序中的一个 User 对象可以映射到数据库中 users 表的一行，ORM 框架会自动处理对象属性到表列的读写转换。

5. 函数依赖（Functional Dependency）作为一种数据内部映射：

   • 在关系模型中，函数依赖（FD）X -> Y 表示如果关系中的任意两个元组在属性集 X 上取值相同，那么它们在属性集 Y 上取值也必须相同 [2]。
   • 关联：虽然函数依赖本身是一种约束，但它本质上描述了数据值之间的一种“映射”关系：X 的值“决定”或“映射到”Y 的值。它是关系模式设计和范式理论（如 2NF、3NF、BCNF）的基础，通过这些理论来消除数据冗余和更新异常 [31, 34]。

综上所述，“映射”在数据库，尤其是关系数据库中，是一个多层次、多维度的概念，贯穿于从高层抽象设计到底层物理实现，乃至应用程序交互的整个生命周期。它使得不同层面的数据表示和操作能够协同工作。