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1、数据模型是模型化数据和信息的工具。,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,现实世界,第二章 数据模型,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、分类、命名）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ER模型实体联系模型(Entity Relationship Model
2、)ER图,概念模型（信息模型）,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,)学生（学号，姓名，性别，年龄）,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。实体之间的联系。实体内部的联系，如组成实体的属性之间的联系（学号年龄）。,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
3、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(N 0)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(N 0)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(M 0)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
4、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,ER图,ER图,成绩,学生,ER图,供应,供应商,零件,项目,m,p,n,职工,领导,1,n,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,p,n,m,n,m,1,n,n,1,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
5、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,思考题,1.在教务选课系统中，有若干教师和学生参与授课及选课。其中，每位教师可以担任若干门课程（教学班）,每门课有若干学生选修；而每个学生也可以同时选修多门课程。设计E-R图。2.在图书销售工作中，一个书店可以销售多本书，一本书也可以由多个书店销售。设书店的属性有：书店编号，店名，地址，电话；书的属性有：书名，书号，作者名，出版社，出版日期。试完成其E-R图。,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
6、据模型：层次模型(树)网状模型(图)关系模型(表)对象模型,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）。,层次模型(了解),以IMS为代表，用树型结构表示实体及实体之间的联系。层次模型的数据结构 树与森林层次模型中多对多联系的表示(P16)增设冗余节点方法虚拟节点方法层次模型的数据操纵与完整性约束层次模型的存储结构邻接法。按从上到下，从左向右的顺序依次存放。链接法。子女
7、-兄弟链接法 层次序列链接法,网状模型(简单了解),以DBTG为代表数据结构 一般的有向联通图实体对应记录实体间的一对多联系对应Set(系)二.网状模型的数据操纵与完整性约束支持码的概念保证一个联系中双亲记录与子女记录是一对多联系。双亲记录与子女记录间满足某些约束条件.三.网状模型的存储结构型与值的区别,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,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。定义一域（Domain）是值的集
8、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：D1D2Dn(d1,d2,dn)diDi,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,关系的数学定义,定义三D1D2Dn 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。(候选码,主码,全码)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
9、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),关系模型术语 关
10、系表,关系与二维表的对应,学号,980001,980002,980003,9800028,：,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(列名),元组(行),属性(列),关系名,表名,关系,分量,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：系（系号，系名，地址）学生（学号，姓名，性别）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
11、）。,ER图转换成关系模式,ER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。ER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。具有相同码的关系模式可以合并。,ER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（系号，工作证号）,系（系号，系名，地址，系主任）,ER图转换成关系模式,1:N,系（系号，系
12、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）,ER图转换成关系模式,M:N,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,关系的联系外来码,学生（学号，姓名，性别，系号）,系（系号，系名，地址，系主任）,系主任（工作证号，姓名，年龄）,课程（课号，课名，学分）,选课（学号，课号，成绩）,ER图转换成关系模式,职工(职工号，姓名，年龄，领导）,供应（供应商，项目，零件，数量）,ER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(1:1 1:n m:n)名字要贴切实体
13、名（课序号？学号？）面向主题,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。ER模型是实体之间联系。工种（职工属性）工种（劳保，退休年龄.）职工仓库（商店属性）仓库（名称、面积，地址）,属性与实体的区别：,1:n 联系 系学生,ER图转换关系模式,ER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）？,ER图,实体间存在一种以上的联系,教师,系,属于,领导,n,1,1,1,教师,普通教师,系主任,属于,领导,系,n,1,1,1,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
14、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,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。,接下页,教务管理系统,教学系统主要提供数
15、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ER图，并设计出关系模式。,教师,学生,班级,系,课程,包含,管理,包含,包含,授课,1,N,1,N,1,N,1,N,1,1,选课,M,N,班主任,教务管理 E-R图,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）课程（课号，课名，学分，时间，容量）,ER图转换关系模式,，系号）,，班号）,，系号）,，教师）,，班主任）,选课（学号，课号，成绩）,教师,课程,学生,系,班级,思考题:为某百货公司设计一个E-R模型.,百货公司管辖若干个连锁商店,每家商店经营若干商品,每家商店有若干职工,但每个职工只能服务于一家商店.商店的属性有:店号,店名,店地址,店经理;商品的属性有:商品号,品名,单价,产地;职工的属性有:工号,姓名,性别,工资.在联系中应反映出职工参加某商店工作的开始时间,商店销售商品的月销售量.画出E-R图,并将其转换为关系模式.,
