数据库数据模型和数据概念ppt课件.ppt
第1章 重点内容,数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统数据库管理系统的功能数据库系统的特点数据库系统的三级模式结构和二级映像,2.1 信息的三种世界及描述客观对象的抽象过程两步抽象现实世界中的客观对象抽象为概念模型；把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。,第2章 数据模型与概念模型,第2章 数据模型与概念模型,DBMS支持的数据模型,概念模型,认识抽象,信息世界,机器世界,现实世界中客观对象的抽象过程,现实世界,2.2 概念模型及表示概念模型的用途概念模型用于信息世界的建模是现实世界到机器世界的一个中间层次是数据库设计的有力工具数据库设计人员和用户之间进行交流的语言,第2章 数据模型与概念模型,第2章 数据模型与概念模型,对概念模型的基本要求较强的语义表达能力能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识简单、清晰、易于用户理解,第2章 数据模型与概念模型,2.2.1 概念模型的基本概念(1) 实体（Entity） 客观存在并可相互区别的事物称为实体。可以是具体的人、事、物或抽象的概念。例如：一个学生、一个部门、一门课、学生的一次选课、老师与院系的工作关系等都是实体。,第2章 数据模型与概念模型,(2) 属性（Attribute） 实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。例如：学生实体可以由学号、姓名、性别、出生年月、籍贯、所在院系、入学时间等属性组成。 （0001 ，李明，男，199005，江苏南京市，信息学院，2008）,第2章 数据模型与概念模型,(3) 码（Key） 唯一标识实体的属性集称为码。例如：学号是学生实体的码。(4) 域（Domain） 属性的取值范围称为该属性的域。 例如：姓名的域为字符串集合，性别域为（男，女）。,第2章 数据模型与概念模型,(5) 实体型（Entity Type） 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型。例如：学生（学号、姓名、性别、出生年月、籍贯、所在院系、入学时间）(6) 实体集（Entity Set） 同一类型实体的集合称为实体集。例如：全体学生就是一个实体集。,第2章 数据模型与概念模型,(7) 联系（Relationship） 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系。实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。,第2章 数据模型与概念模型,用图形来表示两个实体型之间的这三类联系,第2章 数据模型与概念模型,一对一联系（1:1） 实例：一个班级只有一个正班长。一个班长只在一个班中任职。定义： 如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中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 。,第2章 数据模型与概念模型,一对多联系（1：n）实例一个班级中有若干名学生，每个学生只在一个班级中学习。定义：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，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对多联系，记为1:n。,第2章 数据模型与概念模型,多对多联系（m:n）实例课程与学生之间的联系：一门课程同时有若干个学生选修，一个学生可以同时选修多门课程。定义：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，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，则称实体集A与实体B具有多对多联系，记为m:n。,第2章 数据模型与概念模型,两个以上实体型之间一对多联系若实体集E1，E2，.，En存在联系，对于实体集Ej（j=1，2，.，i-1，i+1，.，n）中的给定实体，最多只和Ei中的一个实体相联系，则我们说Ei与E1，E2，.，Ei-1，Ei+1，.，En之间的联系是一对多的。,第2章 数据模型与概念模型,实例 课程、教师与参考书三个实体型一门课程可以有若干个教师讲授，使用若干本参考书，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。,第1章 数据库基础知识,多个实体型间的一对一联系两个以上实体型间的多对多联系实例 供应商、项目、零件三个实体型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供应的零件，每种零件可由不同供应商供给。,第2章 数据模型与概念模型,单个实体型内的联系一对多联系实例 职工实体型内部具有领导与被领导的联系。某一职工（干部）“领导”若干名职工，一个职工仅被另外一个职工直接领导，这是一对多的联系。一对一联系,第2章 数据模型与概念模型,2.2.2 概念模型的表示方法P.P.Chen 1976年提出的实体联系方法(E-R方法，Entity-Relationship Approach)用E-R图来描述现实世界的概念模型E-R方法也称为E-R模型,第2章 数据模型与概念模型,实体型用矩形表示，矩形框内写明实体名。,学生,教师,第2章 数据模型与概念模型,属性用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来。,第2章 数据模型与概念模型,联系联系本身： 用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或m:n）。,第2章 数据模型与概念模型,第2章 数据模型与概念模型,第2章 数据模型与概念模型,联系的属性：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 。,第2章 数据模型与概念模型,举例：用E-R图表示某个工厂物资管理的概念模型实体仓库： 仓库号、面积、电话号码零件 ：零件号、名称、规格、单价、描述供应商：供应商号、姓名、地址、电话号码、帐号项目：项目号、预算、开工日期职工：职工号、姓名、年龄、职称,第2章 数据模型与概念模型,实体之间的联系如下： (1)一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中。仓库和零件具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。(2)一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作，仓库和职工之间是一对多的联系。职工实体型中具有一对多的联系。(3)职工之间具有领导-被领导关系。即仓库主任领导若干保管员。(4)供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系。,第2章 数据模型与概念模型,第2章 数据模型与概念模型,2.3 常见的数据模型2.3.1数据模型概述一、数据模型三要素数据结构数据操作数据约束条件,第2章 数据模型与概念模型,1.数据结构什么是数据结构描述数据库的组成对象，以及对象之间 的联系。描述的内容与数据类型、内容、性质有关的对象。与数据之间联系有关的对象。数据结构是对系统静态特性的描述。,第2章 数据模型与概念模型,2.数据操作数据操作对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的 操作及有关的操作规则。数据操作的类型查询更新(包括插入、删除、修改),第2章 数据模型与概念模型,数据模型对操作的定义操作的确切含义操作符号操作规则（如优先级）实现操作的语言数据操作是对系统动态特性的描述。,第2章 数据模型与概念模型,3.数据约束条件一组完整性规则的集合。完整性规则：给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规则。用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。,第2章 数据模型与概念模型,数据模型对完整性约束条件的定义反映和规定本数据模型必须遵守的基本的通用的完整性约束条件。例如在关系模型中，任何关系必须满足实体完整性和参照完整性两个条件。提供定义完整性约束条件的机制，以反映具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。,第2章 数据模型与概念模型,二、常见的数据模型非关系模型层次模型(Hierarchical Model)网状模型(Network Model)关系模型(Relational Model) 面向对象模型(Object Oriented Model）对象关系模型(Object Relational Model),第2章 数据模型与概念模型,2.3.4 关系数据模型关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式 1970年美国IBM公司San Jose研究室的研究员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型 计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型,第2章 数据模型与概念模型,一、关系模型的数据结构在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。,第2章 数据模型与概念模型,关系（Relation）一个关系对应通常说的一张表。元组（Tuple）表中的一行即为一个元组。属性（Attribute） 表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一 个名称即属性名。,第2章 数据模型与概念模型,主码（Key）表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。域（Domain）属性的取值范围。分量元组中的一个属性值。关系模式对关系的描述关系名（属性1，属性2，属性n）学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）,第2章 数据模型与概念模型,例1学生、系、系与学生之间的一对多联系：学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）系 （系号，系名，办公地点）,第2章 数据模型与概念模型,例2系、系主任、系与系主任间的一对一联系：系（系号，系名，办公地点，电话，系主任）系主任（工号，姓名，性别，职称）,第2章 数据模型与概念模型,例3学生、课程、学生与课程之间的多对多联系： 学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）课程（课程号，课程名，学分）选修（学号，课程号，成绩）,第2章 数据模型与概念模型,关系必须是规范化的，满足一定的规范条件。最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项，不允许表中还有表 。 图1.27中工资和扣除是可分的数据项，不符合关系模型要求。,第2章 数据模型与概念模型,第2章 数据模型与概念模型,二、关系操作和关系的完整性约束条件数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系。查询插入删除更新,第2章 数据模型与概念模型,数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合。存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎么干”。,第2章 数据模型与概念模型,关系的完整性约束条件 ：实体完整性参照完整性用户定义的完整性,第2章 数据模型与概念模型,三、关系模型的存储结构实体及实体间的联系都用表来表示表以文件形式存储有的DBMS一个表对应一个操作系统文件有的DBMS自己设计文件结构,第2章 数据模型与概念模型,四、关系模型与非关系模型比较1.建立在严格的数学概念的基础上2.概念单一实体和各类联系都用关系来表示对数据的检索结果也是关系,第2章 数据模型与概念模型,3.关系模型的存取路径对用户透明具有更高的数据独立性，更好的安全保密性简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作4.关系模型中的数据联系是靠数据冗余实现的。,第2章 重点内容,概念模型的基本概念E-R图数据模型的三要素三类常见数据模型的特点关系数据模型,作业参考答案,16 D23 D17 C24 C18 C25 B19 C26 B20 D21 B22 B,
