第二數(shù)據(jù)模型與概念模型演示文稿

第二數(shù)據(jù)模型與概念模型演示文稿當(dāng)前1頁，總共65頁。優(yōu)選第二數(shù)據(jù)模型與概念模型當(dāng)前2頁，總共65頁。人客觀事物類：事物相關(guān)性質(zhì)集合實(shí)體實(shí)體集合及實(shí)體聯(lián)系相關(guān)屬性集合

存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)集合結(jié)構(gòu)加工轉(zhuǎn)換

數(shù)文件據(jù)記錄庫相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)集合加工轉(zhuǎn)換E-R模型DBMS的數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)世界信息世界現(xiàn)實(shí)世界認(rèn)識(shí)選擇描述DBMS計(jì)算機(jī)世界95班張三、李四學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、性別、成績）學(xué)號(hào)姓名性別成績95101李四男7895102王五女90當(dāng)前3頁，總共65頁。信息的現(xiàn)實(shí)世界

信息的現(xiàn)實(shí)世界是指我們要管理的客觀存在的各種事物、事物之間的相互聯(lián)系及事物的發(fā)生、變化過程。當(dāng)前4頁，總共65頁。信息世界

在信息世界中：實(shí)體的特征在頭腦中形成的知識(shí)稱為屬性；實(shí)體通過其屬性表示稱為實(shí)例；同類實(shí)例的集合稱為對象，對象即實(shí)體集中的實(shí)體用屬性表示得出的信息集合；實(shí)體集之間的聯(lián)系用對象聯(lián)系表示。當(dāng)前5頁，總共65頁。

1)實(shí)體(Entity)

現(xiàn)實(shí)世界中存在的可以相互區(qū)分的事物或概念稱為實(shí)體。實(shí)體有個(gè)體和總體之分。個(gè)體如“張三”、李四"等。總體泛指個(gè)體組成的集合。當(dāng)前6頁，總共65頁。

2)屬性(Attribute)

每個(gè)實(shí)體都有自己的特征，利用實(shí)體的特征可以區(qū)別不同的實(shí)體。當(dāng)前7頁，總共65頁。

3)碼(Key)

唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為碼。當(dāng)前8頁，總共65頁。

4)域(Domain)域是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的數(shù)值的集合。當(dāng)前9頁，總共65頁。

5)實(shí)體型(EntityType)具有相同屬性的實(shí)體必然具有共同的特征和性質(zhì)。當(dāng)前10頁，總共65頁。

6)實(shí)體集(EntitySet)同一類型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。當(dāng)前11頁，總共65頁。7)實(shí)體集及實(shí)體集間的聯(lián)系(Relation)

實(shí)體(型)內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體(型)之間的聯(lián)系。

實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系是指組成實(shí)體的各屬性之間的聯(lián)系;實(shí)體之間的聯(lián)系是指不同實(shí)體集之間的聯(lián)系。當(dāng)前12頁，總共65頁。

信息的計(jì)算機(jī)世界

1)數(shù)據(jù)項(xiàng)(Item)：對象屬性的數(shù)據(jù)表示。

學(xué)號(hào)姓名性別系別年齡籍貫900201李明男0122江蘇………………

學(xué)生登記表當(dāng)前13頁，總共65頁。2)記錄(Record)：實(shí)例的數(shù)據(jù)表示。

3)文件(File)：對象的數(shù)據(jù)表示，同類記錄的集合。

4)數(shù)據(jù)模型(DataModel)：現(xiàn)實(shí)世界中的事物和相互聯(lián)系數(shù)據(jù)化的結(jié)果就是數(shù)據(jù)模型。當(dāng)前14頁，總共65頁。信息的三種世界術(shù)語的對應(yīng)關(guān)系表現(xiàn)實(shí)世界信息世界計(jì)算機(jī)世界實(shí)體實(shí)例記錄特征屬性數(shù)據(jù)項(xiàng)實(shí)體集對象數(shù)據(jù)或文件實(shí)體間的聯(lián)系對象間的聯(lián)系數(shù)據(jù)間的聯(lián)系概念模型數(shù)據(jù)模型當(dāng)前15頁，總共65頁。信息的三種世界的轉(zhuǎn)換關(guān)系現(xiàn)實(shí)世界事物及聯(lián)系信息世界概念(信息)模型計(jì)算機(jī)世界數(shù)據(jù)模型系統(tǒng)分析信息化數(shù)據(jù)庫分析數(shù)據(jù)化當(dāng)前16頁，總共65頁。2.2概念模型及表示2.2.1概念模型的基本概念概念模型涉及的基本概念實(shí)體聯(lián)系的類型1)兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系

一對一聯(lián)系(1:1):設(shè)有兩個(gè)實(shí)體集A和B，對于A中的每一個(gè)實(shí)體，B中至多有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系；反之亦然。當(dāng)前17頁，總共65頁。經(jīng)理企業(yè)姓名年齡性別管理編號(hào)名稱地點(diǎn)（a）經(jīng)理與企業(yè)一對一關(guān)系11當(dāng)前18頁，總共65頁。

一對多聯(lián)系(1:N):設(shè)有兩個(gè)實(shí)體集A和B，對于A的每一個(gè)實(shí)體，B中有一個(gè)或多個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系；而對于B的每一個(gè)實(shí)體，A中至多有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系。當(dāng)前19頁，總共65頁。（b）倉庫與產(chǎn)品一對多關(guān)系1N倉庫產(chǎn)品庫號(hào)地點(diǎn)面積存放貨號(hào)品名價(jià)格數(shù)量當(dāng)前20頁，總共65頁。

多對多聯(lián)系(M:N):設(shè)有兩個(gè)實(shí)體集A和B，對于A的每一個(gè)實(shí)體，B中有一個(gè)或多個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系；反之亦然。當(dāng)前21頁，總共65頁。（c）學(xué)生與課程多對多關(guān)系M學(xué)生課程學(xué)號(hào)姓名專業(yè)學(xué)習(xí)課程號(hào)課程名學(xué)時(shí)數(shù)數(shù)量N當(dāng)前22頁，總共65頁。2)多實(shí)體集之間的多對多聯(lián)系多實(shí)體集之間的一對多聯(lián)系多實(shí)體集之間的多對多聯(lián)系實(shí)體集內(nèi)部的聯(lián)系當(dāng)前23頁，總共65頁。入庫訂貨驗(yàn)收購進(jìn)物資庫存供方單位合同結(jié)算付款1NNL1NMNMN實(shí)體

屬性

聯(lián)系

聯(lián)系方式供方單位單位號(hào)單位名地址聯(lián)系人郵編入庫1:N物資物資代碼名稱規(guī)格備注驗(yàn)收1:N庫存入庫號(hào)日期貨位數(shù)量購進(jìn)多對多合同合同號(hào)數(shù)量金額備注付款多對多結(jié)算結(jié)算編號(hào)用途金額經(jīng)手人訂貨M:N:L圖2.5某企業(yè)物資入庫管理E-R圖M物資代碼單位號(hào)合同號(hào)數(shù)量單價(jià)當(dāng)前24頁，總共65頁。包含實(shí)體集“圖書”和“作者”的E—R圖圖書作者寫作出版社類別頁數(shù)ISBN書名姓名出生地身份證號(hào)定稿時(shí)間價(jià)格實(shí)例1當(dāng)前25頁，總共65頁。當(dāng)前26頁，總共65頁。第一步，建立局部的E-R模型圖先分析模型中涉及到的實(shí)體再分析實(shí)體與實(shí)體間的聯(lián)系，并標(biāo)注出聯(lián)系的類型分析實(shí)體及其聯(lián)系的屬性第二步，綜合局部的E-R模型圖，建立總的E-R模型圖先將具有相同實(shí)體的兩個(gè)E-R圖，以該相同實(shí)體為基準(zhǔn)進(jìn)行集成；若還有相同實(shí)體的E-R圖，則再次集成；若還有相同實(shí)體的E-R圖，則再次集成；這樣一直繼續(xù)下去，直到所有相同實(shí)體的局部E-R圖都被集成，便可得到全局E-R圖當(dāng)前27頁，總共65頁。舉例1：分析學(xué)生和課程之間的E-R模型第一步，先找到模型中的實(shí)體學(xué)生課程學(xué)生課程選課mn第二步，實(shí)體與實(shí)體之間的聯(lián)系第三步，分析實(shí)體以及聯(lián)系的屬性學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、系別、年級）課程（課程號(hào)、課程名、先修課、主講教師）選修（成績）第四步，完整的E-R模型如下：當(dāng)前28頁，總共65頁。學(xué)生選修成績nm課程學(xué)號(hào)姓名系別年級課程名先修課主講老師課程號(hào)學(xué)生---課程的E-R模型圖當(dāng)前29頁，總共65頁。舉例2：工廠管理系統(tǒng)的E-R模型設(shè)計(jì)這是一個(gè)工廠管理系統(tǒng)：考慮一個(gè)機(jī)械制造廠的工廠技術(shù)部門和工廠供應(yīng)部門。技術(shù)部門關(guān)心的是產(chǎn)品性能參數(shù)、產(chǎn)品由哪些零件組成、零件的材料和耗用量等；工廠供應(yīng)部門關(guān)心的是產(chǎn)品的價(jià)格、使用材料的價(jià)格和庫存量等。首先畫出技術(shù)部門和供應(yīng)部門的E-R模型圖，再畫出系統(tǒng)總的E-R模型圖。當(dāng)前30頁，總共65頁。技術(shù)部門的分E-R圖mn產(chǎn)品材料零件組成消耗mn當(dāng)前31頁，總共65頁。材料mn產(chǎn)品使用供應(yīng)部門的分E-R圖當(dāng)前32頁，總共65頁。MN產(chǎn)品材料零件組成消耗MN材料mn產(chǎn)品使用當(dāng)前33頁，總共65頁。課后思考題：

某企業(yè)集團(tuán)有若干工廠，每個(gè)工廠生產(chǎn)多種產(chǎn)品，且每一種產(chǎn)品可以在多個(gè)工廠生產(chǎn)，每個(gè)工廠按照固定的計(jì)劃數(shù)量生產(chǎn)產(chǎn)品；每個(gè)工廠聘用多名職工，且每名職工只能在一個(gè)工廠工作，工廠聘用職工有聘期和工資。工廠的屬性有工廠編號(hào)、廠名、地址，產(chǎn)品的屬性有產(chǎn)品編號(hào)、產(chǎn)品名、規(guī)格，職工的屬性有職工號(hào)、姓名。根據(jù)上述語義畫出E-R圖，在E-R圖中需注明實(shí)體的屬性、聯(lián)系的類型。當(dāng)前34頁，總共65頁。當(dāng)前35頁，總共65頁。關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換規(guī)則如果兩實(shí)體間是1:N聯(lián)系，就將“1”方的關(guān)鍵字納入“N”方實(shí)體對應(yīng)的關(guān)系中作為外部關(guān)鍵字，同時(shí)把聯(lián)系的屬性也一并納入“N”方的關(guān)系中。如下圖所示，E-R圖對應(yīng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型為：倉庫(倉庫號(hào)，地點(diǎn)，面積)產(chǎn)品(貨號(hào)，品名，規(guī)格，單價(jià)，倉庫號(hào)，庫存量)倉庫產(chǎn)品庫存?zhèn)}庫號(hào)地點(diǎn)面積貨號(hào)名稱規(guī)格庫存量單價(jià)1N當(dāng)前36頁，總共65頁。

如果兩實(shí)體間是M：N聯(lián)系，需對聯(lián)系單獨(dú)建立一個(gè)關(guān)系，用來聯(lián)系雙方實(shí)體，該關(guān)系的屬性中至少要包括被它所聯(lián)系的雙方實(shí)體的關(guān)鍵字，如果聯(lián)系有屬性，也要?dú)w入這個(gè)關(guān)系中。下圖表示“學(xué)生”與“課程”兩實(shí)體間是M：N聯(lián)系，根據(jù)上述轉(zhuǎn)變原則，對應(yīng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型如下：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，助學(xué)金）課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)時(shí)數(shù)）選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績）學(xué)生課程選修學(xué)號(hào)姓名性別課程號(hào)課程名學(xué)時(shí)數(shù)成績

M

N助學(xué)金當(dāng)前37頁，總共65頁。課后思考題1：

某企業(yè)集團(tuán)有若干工廠，每個(gè)工廠生產(chǎn)多種產(chǎn)品，且每一種產(chǎn)品可以在多個(gè)工廠生產(chǎn)，每個(gè)工廠按照固定的計(jì)劃數(shù)量生產(chǎn)產(chǎn)品；每個(gè)工廠聘用多名職工，且每名職工只能在一個(gè)工廠工作，工廠聘用職工有聘期和工資。工廠的屬性有工廠編號(hào)、廠名、地址，產(chǎn)品的屬性有產(chǎn)品編號(hào)、產(chǎn)品名、規(guī)格，職工的屬性有職工號(hào)、姓名。根據(jù)上述語義畫出E—R圖，在E—R圖中需注明實(shí)體的屬性、聯(lián)系的類型。當(dāng)前38頁，總共65頁。課后思考題2：n零件轉(zhuǎn)化成幾個(gè)二維表？每個(gè)二維表的屬性由什么組成？裝配m當(dāng)前39頁，總共65頁。2.3常見的數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最常使用的數(shù)據(jù)模型是層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。當(dāng)前40頁，總共65頁。2.3.1數(shù)據(jù)模型概述數(shù)據(jù)模型的三要素

1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：所研究的對象類型的集合。包括與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對象；與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對象。

2)數(shù)據(jù)操作：對數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)對象允許執(zhí)行的操作集合。包括操作對象和有關(guān)的操作規(guī)則兩部分。

3)數(shù)據(jù)約束條件：一組數(shù)據(jù)完整性規(guī)則的集合當(dāng)前41頁，總共65頁。2.3.2層次數(shù)據(jù)模型層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1)層次模型的定義滿足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)根以外的其它結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)當(dāng)前42頁，總共65頁。

Ｒ1

根結(jié)點(diǎn)

Ｒ2

兄弟結(jié)點(diǎn)

Ｒ3

葉結(jié)點(diǎn)

Ｒ4

兄弟結(jié)點(diǎn)

Ｒ5

葉結(jié)點(diǎn)

葉結(jié)點(diǎn)當(dāng)前43頁，總共65頁。2)層次模型的表示方法實(shí)體型：用記錄類型描述。每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型。屬性：用字段描述。每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。聯(lián)系：用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄（類）型之間的一對多的聯(lián)系當(dāng)前44頁，總共65頁。3)層次數(shù)據(jù)模型的特點(diǎn)結(jié)點(diǎn)的雙親是唯一的只能直接處理一對多的實(shí)體聯(lián)系每個(gè)記錄類型定義一個(gè)排序字段，也稱為碼字段任何記錄值只有按其路徑查看時(shí)，才能顯出它的全部意義沒有一個(gè)子女記錄值能夠脫離雙親記錄值而獨(dú)立存在當(dāng)前45頁，總共65頁。例如：29頁圖2-9所示當(dāng)前46頁，總共65頁。層次數(shù)據(jù)模型中多對多聯(lián)系的表示方法將多對多聯(lián)系分解成一對多聯(lián)系分解方法冗余結(jié)點(diǎn)法虛擬結(jié)點(diǎn)法當(dāng)前47頁，總共65頁。例如：學(xué)號(hào)姓名年齡課程號(hào)課程名學(xué)分選課MN當(dāng)前48頁，總共65頁。用冗余結(jié)點(diǎn)法表示多對多聯(lián)系學(xué)號(hào)姓名年齡課程號(hào)課程名學(xué)分學(xué)號(hào)姓名年齡課程號(hào)課程名學(xué)分當(dāng)前49頁，總共65頁。用虛擬結(jié)點(diǎn)法表示多對多聯(lián)系學(xué)號(hào)姓名年齡課程號(hào)課程名學(xué)分V.課程V.學(xué)生當(dāng)前50頁，總共65頁。層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作和完整性約束條件層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作主要是數(shù)據(jù)的查詢、插入、刪除和修改。層次數(shù)據(jù)模型的完整性約束條件如下：無相應(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就不能插入子女結(jié)點(diǎn)值如果刪除雙親結(jié)點(diǎn)值，則相應(yīng)的子女結(jié)點(diǎn)值也被同時(shí)刪除更新操作時(shí)，應(yīng)更新所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性當(dāng)前51頁，總共65頁。層次數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

1)鄰接法按照層次樹前序遍歷的順序把所有記錄值依次鄰接存放，即通過物理空間的位置相鄰來實(shí)現(xiàn)層次順序

2)鏈接法用指引元來反映數(shù)據(jù)之間的層次聯(lián)系當(dāng)前52頁，總共65頁。優(yōu)點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型簡單，對具有一對多的層次關(guān)系的部門描述自然、直觀，容易理解性能優(yōu)于關(guān)系模型，不低于網(wǎng)狀模型層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持缺點(diǎn)多對多聯(lián)系表示不自然對插入和刪除操作的限制多查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過雙親結(jié)點(diǎn)層次命令趨于程序化當(dāng)前53頁，總共65頁。2.3.3網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1)網(wǎng)狀模型結(jié)構(gòu)的基本特征

有一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)沒有雙親；結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。

2)網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)表示方法使用記錄和記錄值表示實(shí)體集和實(shí)體；每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄，每個(gè)記錄包含若干個(gè)字段。聯(lián)系(系)用結(jié)點(diǎn)間的有向線段表示。每個(gè)有向線段表示一個(gè)記錄間的一對多的聯(lián)系。當(dāng)前54頁，總共65頁。R1R2R1R2R3R4R1R3R2

L1L2L1L2L1L2L3當(dāng)前55頁，總共65頁。人樹種樹砍樹有兩個(gè)根結(jié)點(diǎn)有一個(gè)結(jié)點(diǎn)有兩個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系有兩種學(xué)生宿舍

教研室

學(xué)生

系

教師當(dāng)前56頁，總共65頁。2.3.4關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(1)關(guān)系模型中的主要術(shù)語

1)關(guān)系。一個(gè)關(guān)系對應(yīng)通常所說的一張二維表。

2)元組。表中的一行稱為一個(gè)元組。

3)屬性。表中的一列稱為一個(gè)屬性。

4)主碼。表中的某個(gè)屬性或?qū)傩越M，可以惟一地確定一個(gè)元組，且屬性組中不含多余的屬性。

5)域。屬性的取值范圍稱為域。

6)分量。元組中的一個(gè)屬性值稱為分量。

7)關(guān)系模式。關(guān)系的型稱為關(guān)系模式，是對關(guān)系的描述。

(2)關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)全部用關(guān)系表示當(dāng)前57頁，總共65頁。2.3.5對象關(guān)系數(shù)據(jù)模型對象關(guān)系數(shù)據(jù)模型使用二維表表示數(shù)據(jù)，它包括關(guān)系表和對象表兩種。關(guān)系表屬于關(guān)系模型，關(guān)系的屬性對應(yīng)于表的列，關(guān)系的元組對應(yīng)于表的行，關(guān)系模型裝不支持方法。對象表屬于面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型，支持面向?qū)ο蟮幕竟δ?，對象的類抽象對?yīng)二維表，類的實(shí)例（對象）對應(yīng)于表中的行，類的屬性對應(yīng)于表的列，通過對象可調(diào)用方法。當(dāng)前58頁，總共65頁。對象表的數(shù)據(jù)類型和表結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）對象表的屬性支持復(fù)合數(shù)據(jù)類型關(guān)系表強(qiáng)調(diào)屬性數(shù)據(jù)只能是不可分割的簡單數(shù)據(jù)項(xiàng)，復(fù)合數(shù)據(jù)是不允許出現(xiàn)