2023-01-29圖數據庫中圖的定義

1、什麼是圖數據庫

圖數據庫是一種使用圖數據結構實現語義查詢的數據管理系統,通過節點、邊和屬性來表示和存儲數據。

上面的數字1數字6,都叫做“”(或頂點)

連接點與點之間的線,叫做“

也就是說,由點和連接每對點的邊所構成的圖就叫做“圖”(Graph)

點(node):稱之爲頂點(Vertex)或點(node),也可以稱作實體(Entity)。

邊(edge):連接兩個點(node)的邊,在知識圖譜範疇內也常被稱作關係(relation、relationship)。

圖(Graph)用至爲簡潔的點與邊,即可以表現出人與人、人與物、物與物之間的各種關係。

圖概念對於圖數據庫的理解至關重要。圖是一組點和邊的集合,“點”表示實體,“邊”表示實體間的關係。在圖數據庫中,數據間的關係和數據本身同樣重要,它們被作爲數據的一部分存儲起來。這樣的架構使圖數據庫能夠快速響應複雜關聯查詢,因爲實體間的關係已經提前存儲到了數據庫中。圖數據庫可以直觀地可視化關係,是存儲、查詢、分析高度互聯數據的最好辦法。

有兩種常用的圖形數據庫模型:屬性圖和 RDF 圖。屬性圖側重於分析和查詢,而 RDF 圖則側重於數據集成。這兩種圖形均是由一系列點(頂點)以及這些點之間的連接(邊)構成的集合。但它們是有區別的。

2、屬性圖

目前主流的圖數據庫選擇的圖模型是屬性圖屬性圖由點、邊、標籤和屬性組成,我們結合一個具體的屬性圖實例來看一下。

以上屬性圖可以幫助我們理解一些相關概念:

1) 可以爲點設置標籤,比如 person, war等,擁有相同標籤的點我們認爲它們屬於一個分組,是一個集合,這樣劉備和曹操屬於一個分組;

2) 同樣可以爲邊設置標籤,標籤可以爲 relation等;

3) 節點可以擁有很多屬性,比如 style name、year等,這些屬性值以鍵值對的形式表示,例如:劉備的style name是玄德;

4) 邊也可以擁有屬性,比如army等;

5) 邊允許有方向,例如劉備和漢中之戰之間的邊的方向是由劉備指向漢中之戰的;

6) 元數據是用來描述點和邊的屬性信息的,元數據由若干標籤組成,每個標籤由若干屬性組成。

2.1 有向圖

“有向圖”,顧名思義就是能表示出方向的圖,我們則稱爲“有向圖”。

與此相對,邊上沒有箭頭表示出明確方向的圖,便是“無向圖”了。

有向圖:當圖中的邊有明確的方向時,且在圖中的各類操作可以利用這種方向的時候,我們稱其爲有向圖。例如,區塊鏈就是典型的有向無環圖,英文簡稱爲DAG(Directed Acyclic Graph)。以DAG的方式,可以追溯每一筆比特幣的流向、分佈、歸屬。

無向圖:

無向圖指的是忽略了邊的方向。在實際的圖數據庫實現中,通常都採用雙向邊存儲的方式來實現無向圖。

2.2 加權圖

由點和邊所構成的圖,還可以給邊加上一個值。這個值就叫作邊的“權重”或“權”,加了權的圖被稱爲“加權圖”。

沒有權的邊只能表示兩個點的連接狀態,而有權的邊就可以表示頂點之間的“連接程度”。

這個“程度”是什麼意思呢?

就是根據“圖”的內容不同,“程度”表示的意思也不同。

比如在地鐵線路中,如果把車站與車站間的票價加在邊上,就能在“圖”中看出乘車費了。

2.3 屬性圖的侷限性

在屬性圖的應用中,以下的需求是常見的但是卻難以滿足:

支持對圖中模式的捕獲

支持驗證和數據完整性

支持捕捉豐富的規則

支持繼承和推理

支持全局唯一標識符

支持可替換的標識符

圖之間的連通性

圖形可進化性的更好解決方案

這些是屬性圖設計中沒有解決的基本限制,原則上,在屬性圖中添加其中一些這樣的功能是可能的——但實現起來並不容易或便捷。

3 RDF圖

RDF 圖(RDF 即資源描述框架)符合一系列 W3C(萬維網聯盟)標準,旨在表示各種語句,適合用於表示複雜的元數據和主數據。它們通常用於關聯數據、數據集成和知識圖譜。它們可以表示域中的複雜概念,也可以提供豐富的語義和數據推斷。

在 RDF 模型中,語句由三個元素表示:一條邊連接兩個頂點,反映語句的主語、謂語和賓語 — 叫做 RDF 三元組。每個頂點和邊都由唯一的 URI(即唯一資源標識符)來標識。RDF 模型支持通過定義明確的語義以標準格式發佈數據,從而實現信息交換。政府統計機構、製藥公司和醫療機構現已廣泛採用 RDF 圖。

RDF模型在頂點和邊上沒有屬性,只有一個資源描述符,這是RDF與屬性圖模型間最根本的區別。在RDF中每增加一條信息都要用一個單獨的節點表示。比如,在圖中給表示人的節點添加姓名。在屬性圖中只需要在節點添加屬性即可,而在RDF中必須添加一個名字的單獨加節點,並用hasName與原始節點相連。

就是所有的信息都是節點,無論是張三這個名字,還是張三這個人,他們都屬於節點

張三相關節點爲張三,身份證號,住所等等

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