《管理系统中计算机应用》第四章数据库系统.ppt
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1、第四章 数据库系统,4.1数据库系统概述,4.1.1数据模型 在数据库系统体系结构的三级结构中,模式是整个系统的核心和关键,而模式的主体就是数据模型。所以数据模型是数据库系统的核心和基础。1.模型的概念对现实世界事物特征的模拟和抽象就是这个事物的模型。数据模型也是一种模型,它是数据特征的抽象表示。作为模型应当满足:真实反映物质本身;容易被人理解;便于在计算机上实现。,2.概念模型概念模型也称为信息模型。概念模型是从人堆现实世界的认识出发,根据建模的需要将具体的事物抽象为便于理解和研究的模型。(1)常用术语实体:客观存在,并且可以互相区别的事物。它可以是具体的物件,也可以是抽象的概念,还可以是某
2、种联系。属性:实体具有的每一个特性都称为一个属性。属性有“型”和“值”的概念,属性的名称(说明)就是属性的“型”;对型的具体赋值就是属性的“值”。如学生有学号,姓名,性别,码:在众多属性中能够惟一标识(确定)实体的属性或属性组的称为实体的码。域:属性的取值范围称为该属性的域。实体型:用实体名及描述它的各属性名,可以刻画出全部同质实体的共同特征和性质,它被称为实体型。实体集:某个实体型下的全部实体,叫做实体集。联系:一个实体集内部各实体之间的相互联系,叫做实体内。(2)实体型之间的联系一对一联系(1:1),一对多联系(1:n),多对多联系(m:n),(3)实体内部各属性之间的联系在一个实体集内部
3、也存在着一对一、一对多和多对多的联系。(4)概念模型的表示方法概念数据模型的主要工具是E-R(实体-联系)模型,也称E-R图,E-R图主要由实体、属性和联系三个要素构成。在E-R图中使用的4种基本符号是,3.数据模型,它分为逻辑数据模型和物理数据模型两类。逻辑数据模型:是用户通过数据库管理系统看到的现实世界,它描述了数据库数据的整体结构。逻辑模型通常由数据结构、数据操作和数据完整性约束三部分概念组成。数据结构是对系统静态特性的描述,人们一般以数据结构的类型来命名数据模型,如层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等。物理数据模型:是用来描述数据的物理存储结构和存储方法的。它不但受数据库管理系
4、统控制,而且与计算机存储器、操作系统密切相关。,(l)层次模型。层次数据库的特点是实体之间按层次关系部定义。实体用记录(类型)表示,实体的属性对应记录的数据项;实体之间的联系用有向连线表示。层次模型以每个实体为结点,上层结点叫做父结点,下层结点叫做子结点。层次模型像一棵倒置的树,最上层的结点没有双亲,称为根结点;最下层的结点没有子女,称为叶结点。所以层次模型是一种以记录类型为结点的有向树结构。,(2)网状模型。由于层次模型还不能很好地表达实体间的复杂关系(多对多联系),于是又产生了网状模型,它很好地解决了实体间复杂关系的表达问题,但是它也有致命的弱点,即当需求扩展时,对原有数据结构及应用程序的
5、修改会产生严重的后果。(3)关系模型。关系模型以人们经常使用的表格形式作为基本的存储结构,通过相同关键字段来实现表格间的数据联系。(4)面向对象模型。,4.1.2关系模型与关系数据库,1.关系模型 关系模型是一种新的数据模型。它建立在集合论和谓词演算公式的基础上。它提供的逻辑结构简单,数据独立性强,存取具有对称性、操纵灵活。在数据库中的数据结构如果依照关系模型定义,就是关系数据库系统。关系数据库系统由许多不同的关系构成,其中每个关系就是一个实体,可以用一张二维表表示。,关系二维表中的术语解释如下:,关系(Relation):一张二维表对应一个关系。属性(Attribute):表中每一列叫做一个
6、属性,属性有名和值的区别。元组(Topl):由属性值组成的每一行叫做一个元组。框架(rramework):由属性名组成的表头称为框架(关系型)。域(Domain):每个属性的取值范围。候选码(CandidateKey):可以惟一确定的一个元组的属性或属性组(可简称码)。主码(PrimaryKey):一个关系中往往会有多个候选码,可以指定一个为主码。,主属性(PrimaryAttribute):可以作为候选码的属性也叫主属性。非主属性(Non-keyAttribute):不能作为候选码的属性叫做非主属性。关系模式:对关系的描述称为关系模式,常常记做:关系名(属性1,属性2,属性3,属性n)在关系
7、模型中,不但实体用关系表示,而且实体之间的联系也用关系来表示。,2.关系模型的基本要求关系模型要求关系必须是规范化的,即要求每个关系必须满足一定的条件,其中最基本的一条就是,关系中每个分量必须是不可再分的基本项。表格中每一数据项不可再分,是基本项。每一列数据有相同的类型,叫做属性。各列都有惟一的属性名和不同的属性值,列数可根据需要而设定。每列的顺序是任意的。每一行数据是一个实体诸多属性值的集合,叫做元组。一个表格中不允许有完全相同的行出现。各行顺序可以是任意的。,3.关系的完整性,关系模型一般有三类完整性约束条件:(1)实体完整性关系中的主属性不能取空值,即包括主码在内的所有主属性都不能取空值
8、。(2)参照完整性参照完整性规则:若参照关系中的外码与目标关系中的主码相对应,则参照关系中每个元组在外码上的每个属性值必须为空值,或者等于目标关系中某个元组的主码值,参照关系和被参照关系可以是同一个关系。(3)用户定义完整性所谓用户定义的完整性就是由用户根据具体的应用环境,为某个关系数据库设定非约束条件。,4.关系操作,关系数据模型的理论基础是集合论,每一个关系就是一个笛卡尔积的子集。(1)传统集合运算。传统集合运算有并、交、差三种。(2)专门的关系运算。专门的关系运算主要有选择(筛选)、投影和连接三种。选择运算是对关系表中元组(行)的操作,操作结果是找出满足条件的元组。其中,投影运算是对关系
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