第2周 数据模型---三级模式两级映射-ER图.ppt

1、1,回顾,数据库系统的构成：应用程序、数据库管理系统(DBMS)、数据库(DB)。 数据管理技术的发展（人工管理，文件管理，数据库管理） 信息的三种世界（客观世界，信息世界，计算机世界） 数据库的三级模式结构,2,数据库原理与应用,第2讲 数据模型-三级模式的两级映射以及ER图,3,本讲内容、重点和难点,重点 数据库的三级模式结构的两级映射 概念模型的两个基本概念实体与联系，E-R图 难点 三层模式结构及其对提高数据独立性的作用 E-R图的画法 逻辑模型（层次，网状，关系）,4,1.两级映射与数据独立性,两级映射 数据独立性,5,数据库系统的二级映射与数据独立性,映射实质是对应规则，三级模式结

2、构是靠映射来连接和完成。 三级模式直接存在两级映射：外模式/模式映射，模式/内模式映射。,6,外模式/模式映射 特征： 对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式模式映射，它定义了该外模式与模式之间的对应关系。 对应于一个模式可以有任意多个外模式。 该映射的定义通常包含在外模式描述中。 保证数据的逻辑独立性： 当模式改变时（如：某些数据，记录类型，对数据联系的一些改变等），数据库管理员修改有关的外模式模式映射，尽可能地使外模式保持不变。 应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。,7,模式/内模式映像 特征： 模式内模式映象定义

3、了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。 数据库中模式内模式映象是唯一的。 该映射定义通常包含在模式描述中 保证数据的物理独立性： 当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构），数据库管理员修改模式内模式映象，使模式保持尽可能不变，进而外模式与应用程序也保持不变。 保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。,8,外模式（子模式） 模式（概念模式或逻辑模式）内模式（物理模式）,9,讨论： 某学校的数据库，包含学生、教师、课程和工资等数据。有两个应用程序：薪酬管理和教务管理。根据右边的框图中，说说三层模式和两层映射,薪酬管理程序,教务管理程序,薪酬管理数据模式,教务管理数据模

4、式,教师,工资,学生,课程,数据文件1,数据文件2,10,2.概念模型,两个基本概念：实体和联系 E-R图,11,概念模型的两个基本概念,概念模型的作用是找出现实世界中的信息实体及实体间的联系，所以概念模型也称为实体-联系模型。 两个概念 实体：用户所关注的对象。 联系：实体间的相互关联。,12,实体,实体可以区分的客观对象 属性和值域 属性是实体所具有的特征，值域是属性的取值范围。例：教师实体具有性别和职称的属性；性别的取值范围是（男，女）。 实体型和实体值 实体型是实体的结构描述，表示为实体名和属性名的集合，实体值是一组属性值的组合。例：实体型：教师(编号，姓名，性别)，实体值： (150

5、21，“李木”，男)。 实体集 同类实体的集合。例：教师实体集、学生实体集。 键/码 在一个实体集中用于区分不同实体的属性组合。例：教师实体的键是编号，学生实体的键是学号。,13,联系,联系实体之间的对应关系。 联系包括联系名和联系类型 联系类型反映一个实体集中的一个实体可能与另一个实体集中的多少个实体存在关联，可以归纳为三种类型： 一对多联系(1:n)，例：公司- 就职- 职员 多对多联系(m:n)，例：读者- 借阅- 图书 一对一联系(1:1)，例：厂长- 任职 -工厂 注意：两个方向结合才能判断一个联系的类型。 以公司和职员之间的联系为例，一间公司有多个职员，一个职员属于一间公司，这样才

6、能得到1：n。,14,举例：选课系统中的实体与联系 实体： 教师(工号，姓名) 课程(课程编号，课程名) 学生(学号，姓名) 联系： 教师讲授课程：m:n联系 学生选修课程：m:n联系,15,学生,学号,选修,E-R图,E-R(Entity-Relationship )图用于描述概念模型 实体用矩形框表示 属性用椭圆形表示 联系用菱形框表示，联系要标明两端实体的多重性，即1:n或m:n或1:1。,16,m,n,选修,姓名,学号,课程编号,课程名,修读学期,学生,课程,例：选课E-R模型,教师,工号,姓名,讲授,开课学期,n,m,17,讨论：设计E-R(Entity-Relationship )

7、模型的可行方法 从业务描述中抽取出名词和动词，名词与实体对应，动词与联系对应。 确定实体的属性要根据具体的应用需求。比如，在选课系统中，不需要教师的“入职时间”属性。而在财务管理系统中却需要这个属性。 联系可以包含属性，但不是必须的。 E-R图中可以不绘制属性，在E-R图之外给出实体型。这样可以精简E-R图规模。,下次课介绍：逻辑模型之一关系模型,课堂小练,假定一个部门的数据库包括以下信息： 职工的信息：职工号、姓名、地址和所在部门。 部门的信息：部门所有职工、部门名、经理和销售的产品。 产品的信息：产品名、制造商、价格、型号及产品的内部编号。 制造商的信息：制造商名称、地址、生产的产品名和价

8、格。 试画出这个数据库的E-R图。,18,19,20,3. 逻辑模型,逻辑模型的三个作用 三种逻辑模型,21,逻辑模型的作用,概念模型只能反映实体-联系，还没有指出以什么样的方式来组织数据和操作数据。完成这项任务的是逻辑模型。 逻辑模型要体现三个方面的特征 1）数据结构，描述数据用什么样的结构组织起来 2）数据操作，描述可以在数据上进行什么样的操作 3）数据约束条件，描述数据之间的约束规则 常见的逻辑模型有：层次数据模型、网状数据模型、关系数据模型。,22,（1）层次型 通过树形结构表示实体及联系。如描述学校管理机构。每个结点表示一个实体（型），箭头表示实体（型）间的联系（由父到子）。,23,

9、(2)网络型 通过网状结构表示实体及联系。“网”中每个结点表示一个实体(型)，结点之间箭头表示实体(型)间的联系。,24,层次与网络模型优缺点: 优点:能直观、形象地描述实体及其联系，易于被人们所理解和掌握 。 缺点:数据结构较复杂，存储数据需要更多的链接指针；在检索数据时，需要考虑数据的存储路径；在插入或删除数据时，涉及到调整链接指针。,25,(3) 关系型 关系模型与层次模型和网状模型相比有着本质的差别，它是用二维表格来表示实体及其相互之间的联系。,教师关系表,26,小结,数据库系统的三级模式：外模式、模式、内模式。 数据库系统的两级映射，外模式/模式映射，用于实现数据的逻辑独立性；模式/

10、内模式映射，用于实现数据的物理独立性。 概念模型中的两个概念：实体、联系. 联系有1:1,1:N, M:N三种. E-R模型是一种概念模型表示方法. 概念模型与计算机无关，同样的概念模型可以转换为不同的逻辑模型。 层次，网状，关系-三种逻辑模型。,27,小课内容,28,1. 问题 20分钟,你是如何理解数据的逻辑独立性和物理独立性的？你能举例说明么？ E-R模型是概念模型还是逻辑模型？E和R分别是什么意思 1个A对应n个B， 1个B对应1个A，A和B之间是什么联系？ E-R模型中，实体是有属性的，联系可以有属性么？ 一个班的学生构成一个实体集，假设学生实体描述为（学号，姓名，性别，年龄)，请说

11、说属性、值域、关键字。,29,2. E-R图练习 50分钟,题1：某学院的教学管理的对象是：系（系名，办公地址）、教师（教师工号、姓名、年龄、职称）、学生（学号，姓名，生日）、课程（课程号，课程名，学分）。其中，一个系有多个教师每个教师只属于一个系，每个老师可上多门课，每门课只由一个老师上，每个学生可以在某学期选修多门课，每门课可有多个学生选修。 题2：某旅行社管理系统管理的对象是： 景点（景点编号，景点名称，地点，景点描述）、线路（线路编号，线路名称，线路描述）、导游（工号，姓名，等级）、旅游团队（团队编号，人数，开始日期，截止日期），其中，每条线路由多个景点组成，不同线路的景点存在交叉；每

12、条线路有多名导游，但一名导游只负责一条线路； 每条线路可同时存在多个旅游团队，每个团队只可旅游一条线路。 根据以上描述： 设计E-R模型，要求标明实体名，联系名，联系类型，可省略属性。,30,Visio中增加E-R模具并绘E-R图*,打开Visio2010 先在“流程图”“基本流程图”中找到菱形和方块，分别右击选择“添加到我的形状”“添加到新模具”。之后出现“另存为”对话框，把新模具命名为“E-R图”，这样我们就把菱形和方块添加到了新模具“E-R图”中。 用同样的思路，在“数据库”“ORM图表”找到椭圆、直线、频率约束 ，添加到模具“E-R图”中。 添加完成后，就可以在画E-R图时打开该模具，E-R图所有的元素都会在一个模具中显示出来了。,31,以下同学们自己体会,32,例：一个班只有一个班长，一个人只能担任一个班的班长。,一对一联系（1:1）,学号,1,1,联系的几种形式,33,例：一个班级中有若干名学生，而每个学生只在一个班级中学习，则班级与学生之间具有一对多联系。,一对多联系（1:n）,班级,年级号,系号,有/属于,学生,学号,姓名,1,m,联系的几种形式,34,例：一门课程同时有若干个学生选修，而一个学