数据模型精确描述共享系统数据结构、数据联系和语义约束，在较高的抽象层面上定义共享系统的静态特征、动态行为和依存规则，是共享系统的核心和基础，同时也是共享系统开发与应用的主线。当前，广泛应用的数据模型使用图形语言或文本语言工具直观上定义用户群体共享行为和业务共享过程，缺乏统一的概念和精确的形式化描述，在系统状态的一致性转换、模型转换的语义完整性等方面缺乏坚实的理论基础，导致数据模型的理论研究与实际应用脱节。这主要因为现有数据模型缺乏对共享机制内在规律的精确描述和准确表达，而这种内在规律反映共享计算的本质，是深入分析用户群体共享行为和业务共享过程的基础。共享系统数据模型的研究不仅有较高的理论意义，也有较强的实用价值。因此，本文以共享系统用户群体共享行为和业务共享过程为研究对象，提出并设计了约束用户群体共享行为和业务共享过程的40条共享规则，作为精确描述和准确表达共享计算内在规律的形式化理论框架，并将其作为语义约束建立基本共享数据模型BSDM；在模型BSDM基础上，建立形式语言代数模型BKL；提出语言重用的概念，应用语言重用的3种方法建立以BKL为核心的可重用语言族模型{L i}；应用范畴论方法和工具深入研究的代数性质、系统状态一致性转换、模型转换语义完整性等问题；设计并实现了以BSDM为数据模型的复杂多任务大型共享系统Wetoband，应用形式语言理论和语言重用方法建立Wetoband的高阶类型语言模型WFL，并着重对Wetoband底层的分布式数据库完整性技术进行了深入研究。本文的创新点和主要工作如下：1.从数据模型相关技术、主要的数据模型和一些典型的共享系统3个方面对当前主流数据模型展开综述，分析各自优势及存在的问题，并依此引出本文研究任务。2.反映共享计算本质的内在规律在精确描述和准确表达方式上的缺乏，基于图形语言或文本语言工具在直觉上定义业务共享过程，缺乏统一的概念和精确的形式化描述是当前许多共享系统数据模型研究的主要问题。为此，本文提出并设计了约束用户群体共享行为和业务共享过程的共享规则（6类40条）以反映共享计算本质的内在规律，并对其进行精确的形式化描述，建立一个便利、高效的基础性理论框架。不拘泥于任何特定的共享计算环境，在较高的抽象层面上描述用户群体共享行为和业务共享过程，有效解决用户群体组织自适应问题，增强用户群体共享行为的协调性和灵活性，同时共享规则的普适性也为共享系统的应用集成提供有力支持。3.当前广泛应用的数据模型在快速原型系统开发和增量式程序设计方面进行了较好的处理，但其群体用户的协调与控制非常复杂，导致共享系统全局数据一致性差，系统开销大。本文以40条共享规则为语义约束建立了基本共享数据模型BSDM，在保持传统数据模型优势的基础上，对用户群体共享行为进行完整分类，从而简化用户共享的协调与控制机制，有效维护共享系统全局数据一致性，降低系统开销。4.为有效解决现有数据模型形式化描述过于僵化的问题，应用形式语言理论和形式语义学的代数语义方法，建立基本共享数据模型BSDM的形式语言代数模型BKL，并提出语言重用的概念，有限次应用简单、扩张、选择3种语言重用方法构建以BKL为核心，由面向不同应用领域、形式系统研发不同阶段的形式语言构成的语言族模型{L i}，在形式语言层面上为用户群体共享行为和业务共享过程的描述提供一种精确的形式化交流和通信工具。5.共享系统状态的一致性转换和数据模型转换的语义完整性仍是一个尚未解决的难题，目前还没有成熟的理论支持与有效的验证工具。本文突破传统数据模型共享计算的局限，运用范畴论的双函子工具深入分析不同范畴对象间的关联，有效解决BKL模型语法识别的不确定性计算问题；建立素描数据模型SDM，在模型范畴的形式化框架内分析共享系统状态的一致性转换，深入研究BKL模型的语义完整性问题；提出传统数据模型向素描数据模型转换的算法ER2SDM，以精确的语义联系有效保持数据模型转换的语义完整性，为共享系统数据模型的工程实践与范畴理论研究的有效结合提供一种思路。6.设计并实现了以BSDM为数据模型，面向复杂多任务的大型共享系统Wetoband，应用形式语言理论和本文提出的语言重用方法建立Wetoband的高阶类型语言模型WFL，对资料、工具等Wetoband对象的操作和语义方程进行形式化描述。同时，着重对Wetoband体系结构底层分布式数据库的完整性技术进行研究，提出一种新的完整性检查策略，设计两种涵盖生成完整性测试不同条件的算法，极小化使用分布式计算资源；应用组合网络理论全面深入分析影响分布式数据库完整性检查代价主要性能参数的内在联系，在大量实验数据分析基础上借鉴人工智能降维技术建立代价评估模型，提供一个可量化比对的有效依据。实验分析结果表明，本文策略、算法和代价评估模型有效降低并准确评估了Wetoband分布式数据库完整性检查代价。