第2章 数据模型与概念模型.ppt

数据库原理及应用 第2章数据模型与概念模型 2 1信息的三种世界及描述三个世界的划分首先将现实世界的事物及联系抽象成信息世界的信息模型然后再抽象成计算机世界的数据模型数据加工经历了现实世界 信息世界和计算机世界三个不同的世界 经历了两级抽象和转换 现实世界存在于人们头脑之外的客观世界人们总是选用感兴趣的最能表征该事物的若干特征来描述该事物信息世界现实世界在人们头脑中的反映 现实世界中的事实反映到人的头脑中来 人的脑子对这些事实有个认识过程 经过选择 命名 分类之后进入观念世界 计算机世界信息世界中信息的数据化 现实世界中的事物经过观念世界转换成信息 并经过加工 编码进入计算机世界 信息世界及其有关基本概念实体客观存在并且可以相互区别的 事物 称为实体实体可以是具体的人 事 物 也可以是抽象的事件属性实体所具有的某一特性称为属性 型 值 属性名 具体值 实体型具有相同属性的实体必然具有共同的特征实体集同型实体的集合称为实体集键能惟一标识一个实体的属性或属性集称为实体的键域属性的取值范围称为该属性的域 学生 学号 姓名 年龄 性别 系 联系实体型内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系实体型之间的联系通常是指不同实体集之间的联系两个实体型之间的联系有如下三种类型 A B A B A B a 一对一联系 b 一对多联系 c 多对多联系 计算机世界及其有关基本概念字段 Field 标记实体属性的命名单位称为字段 记录 Record 字段的有序集合称为记录 如 一个学生 990001 张立 20 男 计算机 为一个记录 文件 File 同一类记录的集合称为文件 所有学生的记录组成了一个学生文件 关键字 Key 能惟一标识文件中每个记录的字段或字段集 称为记录的关键字 2 2概念模型及表示 E R图的基本成分 学生 学号 选修 a 实体 b 属性 c 联系 1 11 nm n 两个实体的联系可分为三类 一对一联系 1 1 如果对于实体集A中的每一个实体 实体集B至多有一个实体与之联系 反之亦然 则称实体集A与实体集B具有一对一联系 记为1 1 例如 确定部门实体和经理实体之间存在一对一联系 意味着一个部门只能有一个经理管理 而一个经理只管理一个部门 一对多联系 1 n 如果对于实体集A中的每一个实体 实体集B中有n个实体与之联系 n 0 反之 对于实体集B中的每一个实体 实体集A中至多有一个实体与之联系 则称实体集A与实体集B具有一对多联系 记为1 n 例如 一个部门中有若干名职工 而每个职工只能在一个部门工作 则部门与职工之间具有一对多联系 多对多联系 m n 如果对于实体集A中的每一个实体 实体集B中有n个实体与之联系 n 0 反之 对于实体集B中的每一个实体 实体集A中也有m个实体与之联系 m 0 则称实体集A与实体集B具有多对多联系 记为m n 例如 学生和课程之间存在多对多联系 联系表现在E R图上的几种基本形式 两个实体之间的联系 两个以上实体间的联系 同一实体集内部各实体之间的联系 注意 联系本身是一种实体型 也可以有属性 例1 在选课系统中 一门课程同时有若干个学生选修 而一个学生可以同时选修多门课程 则课程与学生之间具有多对多联系 m n 多实体之间的联系 两个以上的实体间也存在联系 其联系类型一般为 一对多和多对多 例2 在授课系统中 对于课程 教师与参考书3个实体型 如果一门课程可以有若干个教师讲授 使用若干本参考书 而每一个教师只讲授一门课程 每一本参考书只供一门课程使用 则课程与教师 课程与参考书之间的联系是一对多的 m 例3 一个供应商可以供给多个项目多种零件 每个项目可以使用多个供应商提供的零件 每种零件可以由不同的供应商供给 则供应商 项目与零件之间的联系是多对多的 m k n 例4 职工实体集内部有领导与被领导的联系 即某职工为部门领导 领导 若干职工 而一名职工仅被另外一个职工 领导 直接领导 因此这是一对多联系 实体集内部的联系 设计一个图书馆数据库对每个借阅者保存记录 读者号 姓名 地址 性别 年龄 单位对每本书保存记录 书名 作者 出版社对每一本被借出的书保存 读者号 借出日期 应还日期 归还日期 2 3常见的数据模型2 3 1数据模型的三要素 数据结构 数据操作 数据的完整性约束 层次结构 网状结构 关系结构 查询 插入 删除 修改 更新 正确 有效 相容 2 3 2层次模型层次模型的数据结构 根以外的其他结点有且仅有一个双亲结点 父子结点之间的联系是一对多 1 n 的联系 具有四个记录型 D R S TS与T是叶结点 它们没有子女结点由D到R R到T 由D到S均是一对多的关系 层次模型的数据操纵与数据完整性约束进行插入操作时 如果没有相应的双亲结点值就不能插入子女结点值 进行删除操作时 如果删除双亲结点值 则相应的子女结点值也被同时删除 修改操作时 应修改所有相应的记录 以保证数据的一致性 层次模型的优缺点 结构简单 层次分明 查询效率高 提供良好的数据完整性支持 不能直接表示多对多联系 插入和删除数据限制太多 查询子女结点必须通过双亲结点 优点 缺点 2 3 3网状模型 网状模型的数据结构网状模型是采用有向图结构表示记录型与记录型之间联系的数据模型 每个结点表示一个记录型 每个记录型可包含若干个字段 记录型描述的是实体 结点间的带箭头的连线 或有向边 表示记录型间的1 n的父子联系 网状模型的特点 有一个以上的结点没有双亲结点 允许结点有多个双亲结点 允许两个结点之间有多种联系 复合联系 网状模型的数据操纵与完整性约束插入数据时 允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点值 删除数据时 允许只删除双亲结点值 修改数据时 只需更新指定记录即可 网状模型的优缺点 可表示实体间的多种复杂联系 具有良好的性能和存储效率 数据结构复杂 数据定义语言 数据操纵语言复杂 用户需要了解系统结构的细节 优点 缺点 2 3 4关系模型 关系模型的数据结构及有关概念 小型数据库系统 Foxpro Access 大型数据库系统 Oracle SQLServer Informix Sybase 关系 二维表 元组 属性 域 属性的取值范围 男 女 分量每一行对应的列的属性值 即为元组中的一个属性值 关键字 Key 可惟一标识一个元组的属性或属性集 也称为关系键或主码 如S表中学号可以惟一确定一个学生 为学生关系的主码 关系模式关系模式是对关系的描述 是关系模型的 型 一般表示为 关系名 属性1 属性2 属性n 如 学生 学号 姓名 性别 年龄 系别 关系实例关系实例是关系模式的 值 是关系的数据 相当于二维表中的数据 关系模型的数据操纵与完整性约束关系模型中的数据操作是集合操作 操作对象和操作结果都是