概念模型与逻辑模型.ppt

1,1,3.3数据模型,由于计算机不可能直接处理现实世界中的具体事物，所以人们必须事先把具体事物转换成计算机能够处理的数据。在数据库技术中使用数据模型来抽象、表示现实世界中的数据和信息。模型：对现实世界特征的模拟和抽象。数据模型：对现实世界数据特征的模拟和抽象。,2,2,现实世界中的数据要进入到数据库中，需要经过人们的认识、理解、整理、规范和加工。可以把这一过程划分成三个主要阶段，即现实世界阶段、信息世界阶段和机器世界阶段。,不依赖于具体机器和DBMS,依赖于具体机器和DBMS,3,3,3.3.1现实世界,实体：现实世界中客观存在并可以相互区分的事物。实体的特征：每一个实体具有的特征。如“学生”实体具有学号、姓名、性别等特征。实体集：具有相同特征的一类实体的集合构成了实体集。例如，所有的学生构成了“学生”实体集。标识特征：在一个实体集中，用于区分实体的特征。例如，对于学生实体，学号可以作为其标识特征，而性别则不能作为其标识特征。,4,4,3.3.2信息世界,人们对现实世界的对象进行抽象，并对其进行命名、分类，在信息世界用概念模型对其进行描述。信息世界涉及的主要概念：1.实体：对应于现实世界的实体。如一个学生、一门课。2.属性：对应于实体的特征。一个实体可以由若干个属性来刻画。例如，学生实体可以有学号、姓名、性别、班级、年龄等属性。3.码：对应于实体的标识特征。例如，学生实体可以用学号来唯一标识，因此学号可以作为学生实体的码。,5,5,4.域：属性的取值范围称为该属性的域。例如，年龄的域为不小于零的整数。5.实体型：用实体名及其属性名集合来描述实体，例如，学生实体型描述为：学生(学号，姓名，性别，年龄)课程实体型可以描述为：课程(课程号，课程名，学分)6.实体集：同型实体的集合构成了实体集。例如，全体学生实体型构成了学生实体集。,6,6,7.联系：现实世界中的事物之间通常都是有联系的，这些联系在信息世界中反映为实体内部（属性）的联系和实体之间的联系。这些联系总的来说可以划分为三种：一对一联系一对多(或多对一)联系多对多联系,7,7,(1)一对一联系,如果实体集A与实体集B之间存在联系，并且对于实体集A中的任意一个实体，在实体集B中至多只有一个实体与之对应；而对于实体集B中的任意一个实体，在实体集A中也至多只有一个实体与之对应，则称实体集A和实体集B之间存在着一对一的联系(表示为1:1)。,8,8,(2)一对多联系,如果实体集A与实体集B之间存在联系，并且对于实体集A中的任意一个实体，在实体集B中可以有多个实体与之对应；而对于实体集B中的任意一个实体，在实体集A中至多只有一个实体与之对应，则称实体集A到实体集B的联系是一对多的联系(表示为1:n)。,9,9,(3)多对多联系,如果实体集A与实体集B之间存在联系，并且对于实体集A中的任意一个实体，在实体集B中可以有多个实体与之对应；而对于实体集B中的任意一个实体，在实体集A中也可以有多个实体与之对应，则称实体集A到实体集B的联系是多对多的联系(表示为m:n)。,10,10,8.概念模型,概念模型是对信息世界的建模，因此，概念模型应该能够方便、准确地表示出信息世界中的常用概念。概念模型有多种表示方法，其中最常用的是“实体联系法”，简称E-R方法，该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型。E-R图提供了表示实体、属性和联系的方法。,11,11,实体：用矩形表示，在矩形内写明实体名。如：学生实体属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与实体连接起来。例如，学生实体及其属性,学生,12,联系：用菱形表示，在菱形框内写明联系的名称，并用无向边将其与有关的实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型。注意：联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来。,13,13,关系模型：以二维表格（关系表）的形式组织数据库中的数据。层次模型：以树型层次结构组织数据。网状模型：每一个数据用一个节点表示，每个节点与其它节点都有联系，这样数据库中的所有数据节点就构成了一个复杂的网络。面向对象的模型：采用面向对象思想建模，具有面向对象的特性，如继承、封装等目前使用最多的仍然是关系模型。,3.3.3机器世界,14,14,3.4关系模型,一、关系模型的组成二、关系模式的设计,15,15,一、关系模型的组成,关系数据结构关系操作集合关系完整性约束（1）关系操作主要包括：数据的查询、插入、修改、删除特点:集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即元组的集合。,16,16,（2）关系的完整性,关系完整性或数据完整性，指的是数据的精确性和可靠性。强制完整性可以保证数据库中数据的质量。数据完整性分类实体完整性参照完整性用户自定义完整性,17,17,实体完整性,实体是可区分的，即它们具有某种唯一性标识，在关系模型中以主码作为唯一性标识。主码中的属性即主属性不能取空值。实体完整性定义：若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。如果主属性取空值，就说明存在某个不可标识的实体。实体完整性要求表中每一条记录都表示一个确定的实体，并且不会有重复的实体出现。实体完整性通过索引、UNIQUE约束、PRIMARYKEY约束或IDENTITY属性实现。,18,18,参照完整性,现实世界中的实体之间往往存在某种联系，在关系模型中实体及实体间的联系都是用关系来描述的。这样就自然存在着关系与关系间的引用。设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码，如果F与基本关系S的主码Ks相对应，则称F是基本关系R的外码，并称基本关系R为参照关系，基本关系S为被参照关系。关系R和S不一定是不同的关系。参照完整性规则就是定义外码与主码之间的引用规则，它要求关系R的外码F：或者取空值（F的每个属性值均为空值）；或者等于S中某个元组的主码值。,19,19,用户定义的完整性,针对某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求，对关系数据库中的数据定义的约束条件。关系模型应提供定义和检验这类完整性的机制，以便用统一的系统的方法处理它们，而不要由应用程序承担这一功能。,20,20,完整性的实现,CHECK约束（列级、表级）的建立DEFAULT约束的建立IDENTITY列的建立主键PRIMARYKEY的建立外键FOREIGNKEY的建立,21,21,二、关系模式的设计,概念模型（E-R模型）概念设计逻辑设计为什么“学生选课”数据库创建了Student、Course、SC三张表，而不用一张表来存放学生选课的信息呢？数据冗余不一致性插入异常删除异常,从现实世界到信息世界E-R图,从信息世界（E-R图）到机器世界（关系模式）二维表结构,22,22,概念结构设计,基本步骤：首先确定实体类型。确定联系类型。把实体类型和联系类型组合成E-R图。确定实体类型和联系类型的属性。确定实体类型的键，在E-R图属于键的属性名下画一条横线。,为图书管理设计一个E-R模型。读者从图书馆借书，图书馆从出版社购书。确定实体类型：读者、书、出版社确定联系类型：读者-书：借阅(n:m)书-出版社：购买(n:1)把实体类型和联系类型组合成E-R图。确定实体类型和联系类型的属性。确定实体类型的键，在E-R图属于键的属性名下画一条横线。,24,25,25,逻辑结构设计（E-R图到关系模式的转换）,1）1:1联系的E-R图到关系模式的转换法一：联系单独对应一关系模式（表）由联系属性、参与联系的各实体集的主码属性构成关系模式主码可选参与联系的实体集的任一方的主码BJ（班级编号，院系，专业名，人数）BZ（学号，姓名）SY（学号，班级编号）,26,26,法二：联系不单独对应一关系模式联系的属性及一方的主码加入另一方实体集对应的关系模式中。BJ（班级编号，院系，专业名，人数）BZ（学号，姓名，班级编号）或者BJ（班级编号，院系，专业名，人数，学号）BZ（学号，姓名）,27,27,2）1:n联系的E-R图到关系模式的转换,法一：联系单独对应一关系模式由联系的属性、参与联系的各实体集的主码属性构成关系模式n端的主码作为该关系模式的主码。BJ（班级编号，院系，专业名，人数）XS(学号，姓名，院系，性别，出生时间)SY（学号，班级编号）,28,28,法（二）联系不单独对应