数据模型课件

数据模型

数据模型数据模型是模型化数据和信息的工具。现实世界认识抽象信息世界－概念数据模型机器世界－DBMS支持的数据模型转换概念模型（信息模型）现实世界反映到人脑中，人们对这些事物有一个认识过程，经过抽象（选择、命名、分类）之后进入信息世界。语义式数据模型，着重描述高层次的概念，如被描述对象的意义、相互关系等，按用户观点对数据和信息建模。强调语义表达能力，概念简单清晰，易于理解，是用户和DB设计人员交流的工具。把现实世界中的客观对象抽象为某种信息结构，这种信息结构不依赖于具体的计算机系统，完全不涉及信息在计算机系统中的结构。常用模型实体联系模型(Entity

Relationship

Model)E－R图ER模型中的术语实体：客观存在并可相互区分的事物。实体集：同类型实体的集合。每个实体集必须命名。属性：实体集具有的特征和性质。属性值：为实体的属性取值。域：属性值的取值范围（域有个类型问题）码：唯一标识实体集中一个实体的属性或属性集实体型：表示实体信息结构，由实体集名及其属性集表示。如：实体集名(属性1,属性2,…)联系现实世界的事物之间是有联系的，这种联系必然要在信息世界中加以反映。两类联系：实体内部的联系，如组成实体的属性之间的联系（型号－价格）。实体之间的联系。实体之间的联系一对一联系（1:1）对于实体集A中的每一实体，实体集B中至多有一个实体与之联系。反之亦然。一对多联系（1:N）对于实体集A中的每一实体，实体集B中有N个实体(N0)与之联系。反之，对于实体集B中每一实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系。多对多联系（M:N）对于实体集A中的每一实体，实体集B中有N个实体(N0)与之联系，对于实体集B中每一实体，实体集A中有M个实体(M0)与之联系。实体联系模型反映实体集合及其联系的结构形式称为实体联系模型。实体联系模型就是信息模型，它是现实世界事物及其联系的抽象。ER图：实体集－用矩形框表示，实体集名子写在框中。联系－用菱形框表示，联系名写在框中，用无向边与相关实体集连接，并注明联系类型。属性－用椭圆表示，属性名写在椭圆中，如果为码属性，其名字带下划线。用无向边将实体集和它的全部属性连接起来。若联系也有属性，把属性和菱形用无向边连起来E－R图领导系主任系11包括班级学生1N选课学生课程MN学号姓名性别学分课程名课程号成绩E－R图供应供应商零件项目mpn职工领导1n供应量项目（项目号，预算，开工日期）E-R图供应库存领导工作供应商仓库职工零件项目供应量库存量设计E-R图过程E-R图设计过程实际是对数据进行归纳、分析，把企业的全部用户按他们对数据和功能需求进行分组。然后从局部入手，对每一类用户，建立局部E-R模型，再综合成总体E-R模型确定实体集确定联系和联系类型设计出由E-R图表示的企业模型确定属性将E-R图优化数据库支持的数据模型结构式数据模型，主要描述数据组织的结构特点或结构约束（而非数据本身的内涵）按计算机系统的观点组织数据。在数据库应用系统中，把信息模型转换为DBMS支持的数据模型：层次模型(树)网状模型(图)关系模型(表)面向对象模型对象关系模型数据模型的组成数据模型是数据库系统的核心和基础，DBMS

都是基于某种数据模型的。数据模型是严格定义的概念的集合。一个数据模型由三部分组成：数据结构－对象类型的集合（静态性）。数据操作－对数据库各种对象允许执行的操作的集合（动态性）。数据的约束条件－完整性规则集合（完整性）。关系模型在关系模型中，数据的逻辑结构就是二维表。概念单一、清晰，无论是实体，还是实体间的联系，都用关系来表示，用户易懂易用。关系模型有严格的数学基础及在此基础上发展起来的关系数据理论。关系的数学定义定义一域（Domain）是值的集合。定义二设D1,D2,…,Dn为一组域（可以有相同的域），D1,D2,…Dn上的笛卡尔积定义为：

D1×D2×…×Dn＝{(d1,d2,…,dn)｜di

Di,i=1,2,…,n}

其中每一个元素(d1,d2,…dn)称为一个n元组，简称元组。元组中每一个值di叫做一个分量。关系模型是建立在集合论的基础上，用集合代数来定义一个关系。关系的数学定义定义三D1×D2×…×Dn的子集叫做在域D1，D2，…，Dn上的关系(Relation)，用R(D1,D2…,Dn)表示，R是关系名，n为关系的目。关系是在一组域（D1，D2，…，Dn）上的笛卡尔积的一个子集。关系是建立在集合论上，可以进行集合操作。D1＝{刘备，关羽，张飞}D2＝{刘夫人，关夫人，张夫人}D3＝{刘禅，关平，张苞}一个关系的例子关羽，刘夫人，刘禅关羽，刘夫人，关平刘备，张夫人，张苞刘备，张夫人，关平刘备，张夫人，刘禅刘备，关夫人，张苞刘备，关夫人，关平刘备，关夫人，刘禅刘备，刘夫人，张苞刘备，刘夫人，关平刘备，刘夫人，刘禅关羽，关夫人，刘禅关羽，刘夫人，张苞关羽，关夫人，关平关羽，关夫人，张苞关羽，张夫人，刘禅关羽，张夫人，关平关羽，张夫人，张苞张飞，刘夫人，刘禅张飞，刘夫人，关平张飞，刘夫人，张苞张飞，关夫人，刘禅张飞，关夫人，关平张飞，关夫人，张苞张飞，张夫人，刘禅张飞，张夫人，关平张飞，张夫人，张苞Family(D1,D2,D3)关系与二维表的对应学号9800019800029800039800028：9800029姓名赵学众钱习志孙雷成：李锋城甘清性别男女：男男女班级力91化81物71：汽93仪81主码整数字符串域男/女字符串属性名元组(行)属性(列)关系名表名关系分量关系模型术语—关系表关系：一个关系对应一张二维表（非形式化描述）关系名－表名。元组：表中的一行称为一个元组（元组的集合即为关系）。属性：表中的一列对应一个域，由于域可以相同，为加以区别，为每列起一个名字，称为属性，列名即属性名。域：属性的取值范围（列的数据类型）。分量：元组中的一个属性值。主码：表中的某个属性(组)，它的值能唯一标识某个关系中的一个元组。关系模式关系模式－关系的描述：关系名（属性名1，属性名2，…，属性名n）例：学生（学号，姓名，性别，班号）班级（班号，系）课程（课号，课名，学分）关系的几个性质不能有重复的元组。元组上下无序。按属性名引用时，属性左右无序。所有属性值都是原子项（不可再分）。E－R图转换成关系模式①E－R模型中的每个实体集都转换成一个同名的关系，实体集的属性就是关系的属性，实体集的码就是关系的码。②E－R模型中的每个联系也用一个关系表示，与该联系相连的各实体集的码以及联系的属性转换为关系的属性。该关系的码有三种情况：若联系为1:1，则每个实体的码均是该关系的候选码。若联系为1:n，关系的码为n端实体集的码。若联系为m:n，则关系的码为各实体集码的组合。③具有相同码的关系模式可以合并。E－R图转换成关系模式1:1系（系号，系名，地址）系主任（工作证号，姓名，年龄..）领导系主任系11领导（系号，工作证号）系（系号，系名，地址，系主任）E－R图转换成关系模式1:N包括系学生1N系（系号，系名，地址，系主任）学生（学号，姓名，性别）学生（学号，姓名，性别，系）从属（学号，系号）E－R图转换成关系模式M:N选课学生课程MN学生（学号，姓名，性别，系号）课程（课号，课名，学分）选课（学号，课号，成绩）成绩E－R图转换成关系模式职工领导1n职工(职工号，姓名，年龄，领导）供应供应商零件项目mpn供应量供应（供应商，项目，零件，数量）E－R图符符号要准确实体集：矩形联系：菱形属性：椭圆（可以另外说明）联系的类型一定要标出(1:11:nm:n)名字要贴切实体名（课序号？学号？）面向主题属性与实体的区别：作为属性，不能再具有需要描述的性质，属性不能是另外一些属性的聚集。属性不能与其他实体具有联系。E－R模型是实体之间联系。工种（职工属性）工种（劳保，退休年龄..）仓库（商店属性）

仓库（名称、面积，地址）职工教师学生班级系课程包含管理包含包含授课1N1N1N1N11选课MN教务管理班主任教师课程学生系班级E－R图转换关系模式每个实体集设计为一关系模式系（系号，系名，电话）班级（班名，必修学分）学生（学号，姓名，性别，出生年月）教师（工作证号，姓名，职称，电话名）课程（课号，课名，学分，时间，容量）E－R图转换关系模式1:n联系班级——学生？水工91200王山程依农水工91200王山陆萧红水工91200王山王轶亚水工91200王山甘之990001程依农男01-1月-1980水工91990052陆萧红女21-4月-1980水工92990093王轶亚男11-10月-1981水工91E－R图转换关系模式m:n联系学生——课程课程（课程号，….，学号）？学生（学号，…，课程号）？学号课程号成绩E－R图实体间存在一种以上的联系教师系属于领导n111教师普通教师系主任属于领导系n111习题1：教务管理系统用户的陈述与需求：该系统包括教师、学生、班级、系和课程等信息，基本情况如下：教师有工作证号、姓名、职称、电话等；学生有学号、姓名、性别、出生年月等；班级有班号、最低总学分等；系有系代号、系名和系办公室电话等；课程有课序号、课名、学分、上课时间及名额等。每个学生都属于一个班，每个班都属于一个系，每个教师也都属于一个系。接下页作业习题1：教务管理系统每个班的班主任都由一名教师担任。一名教师可以教多门课，一门课可以有几位主讲老师，但不同老师讲的同一门课其课序号是不同的（课序号是唯一的）。一名同学可以选多门课，一门课可被若干同学选中。一名同学选中的课若已学完，应该记录有相应成绩。本单位学生、教师都有重名，工作证号、学号可以作为标识。作业接下页习题1：教务管理系统教学系统主要提供数据维护、选课和信息查询。其中常见的查询有：系统中各对象的基本信息查询。查询指定班、系的学生信息（名单、人数等）。查询学生的成绩、学分情况。查询教师授课情况和学生选课情况…等等。请画出E－R图，并设计出关系模式。作业习题2：书店管理系统用户的陈述与需求：本系统为全区新华书店管理系统，涉及书店、图书、优惠卡等信息。基本情况如下：书店有店名、电话、地址等；图书有书名、作者、价格等；优惠卡包括卡编号、姓名、单位等。凭优惠卡可在区内任何一家书店优惠20％购书。假定一本书为100元，优惠购一本可优惠20元。但一张卡在每一家书店购书优惠额度及在各书店优惠总额度有限制:在一家书店优惠额度不超过500元，总优惠额度限制在2000元以内。作业接下页习题2：书店管理系统该系统主要实现下述管理、查询和统计：书店现存图书信息查询（品种、数量、总资产等）。优惠额度管理。查某位持卡者优惠购书信息（书名、数量、已优惠金额等）。请画出E－R图，并设计出关系模式。作业习题3：病房管理系统用户的陈述与需求：住院部涉及医护人员、住院病人、病房、科等信息。基本情况如下：科包括科名(如内科、外科等)、值班电话等。另外，每个科有一个主任和一个护士长。医护人员包括一般人员信息，如姓名、技术职称等，每人只属于一个科。病房有病房号（如321表示三楼21号房）、病床数、所属科等，每个病房里的病床自己顺序编号。作业接下页习题3：病房管理系统住院病人自住院之日就建立病历，其中包括科、房间和病床号，以及其他疾病和治疗信息。每个病人指定一位主治大夫。住院部管理经常要做的