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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,#,第,2,章,數(shù)據(jù)模型與概念模型,2.1,信息的三種世界及其描述,2.2,概念模型及其表示,2.2.1,概念模型的基本概念,2.2.2,概念模型的表示方法,2.3,常見的三種數(shù)據(jù)模型,2.3.1,數(shù)據(jù)模型概述,2.3.2,層次模型及特點,2.3.3,網(wǎng)狀模型及特點,2.3.4,關(guān)系模型概述,2.1,信息的三種世界及其描述,1.,信息的現(xiàn)實世界,信息的現(xiàn)實世界是指我們要管理的客觀存在的各種事物、事務(wù)之間的相互聯(lián)系及事物的發(fā)生、變化過程,1),實體,(Entity),：現(xiàn)實世界中存在的可以相互區(qū)分的事物或概念稱為

2、實體。,2),實體的特征,(Entity Characteristic),：每個實體都有自己的特征，利用實體的特征可以區(qū)別不同的實體。,3),實體集,(Entity Set),及實體集間的聯(lián)系,(Relation),：具有相同特征或能用同樣特征描述的實體的集合稱為實體集。,3.,信息的計算機(jī)世界,2.,信息世界,在信息世界中：,實體的特征在頭腦中形成的知識稱為屬性；實體通過其屬性表示稱為實例；同類實例的集合稱為對象，對象即實體集中的實體用屬性表示得出的信息集合；實體集之間的聯(lián)系用對象聯(lián)系表示。,信息世界通過概念模型（也稱信息模型）、過程模型和狀態(tài)模型反映現(xiàn)實世界，它要求對現(xiàn)實世界中的事物、事物

3、間的聯(lián)系和事物的變化情況準(zhǔn)確、如實、全面地表示。,數(shù)據(jù)項,(Item),：數(shù)據(jù)項是對象屬性的數(shù)據(jù)表示。,2),記錄,(Record),：記錄是實例的數(shù)據(jù)表示。,3),文件,(File),：文件是對象的數(shù)據(jù)表示，是同類記錄的集合。,4),數(shù)據(jù)模型（,Data Model,）：現(xiàn)實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。,4.,現(xiàn)實世界、信息世界和計算機(jī)世界的關(guān)系,2.2,概念模型及其表示,(1),對象（,Object,）和實例（,Instance,）,對象也稱為實體型?，F(xiàn)實世界中，具有相同性質(zhì)、服從相同規(guī)則的一類事物（概念）的抽象稱為對象，對象是實體集數(shù)據(jù)化的結(jié)果。對象中的每一個具體的事

4、物（實體）為該對象的實例。,2.2.1,概念模型的基本概念,1.,概念模型涉及的基本概念,ement,）及內(nèi)容,(2),屬性（,Attribute,）,屬性為實體的某一方面特征的抽象表示。,(3),主碼（,Primary Key,）和次碼,(Secondary Key),碼也稱關(guān)鍵字，它能夠惟一標(biāo)識一個實體；實體集中不能惟一標(biāo)識實體屬性的叫次碼。,(4),域（,Domain,）,屬性的取值范圍稱為屬性的域。,2.,實體聯(lián)系的類型,(1),兩個實體集之間的聯(lián)系,1),一對一聯(lián)系（,1:1,）,2),一對多聯(lián)系（,1:n,）,3),多對多聯(lián)系（,m:n,）,(2),多實體集之間的聯(lián)系,1),多實體

5、集之間的一對多聯(lián)系,2),多實體集之間的多對多聯(lián)系,(3),實體集內(nèi)部的聯(lián)系,1),用長方形表示實體集，長方形內(nèi)寫明實體集名。,2),用橢圓形表示實體集的屬性，并用線段將其與相應(yīng)的實體集連接起來。,3),用菱形表示實體集間的聯(lián)系，菱形內(nèi)寫上聯(lián)系名，并用線段分別與有關(guān)實體集連接起來，在線段旁標(biāo)出聯(lián)系的類型,2.2.2,概念模型的表示方法,2.3,常見的三種數(shù)據(jù)模型,2.3.1,數(shù)據(jù)模型概述,數(shù)據(jù)模型具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束條件三要素。,1.,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（,Object Type,）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

6、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。,2.,常見的數(shù)據(jù)模型,層次模型（,Hierarchical Model,）、網(wǎng)狀模型（,Network Model,）和關(guān)系模型（,Relational Model,）,2.3.2,層次模型及特點,1.,層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),(1),層次模型的定義,1),有且僅有一個結(jié)點沒有雙親結(jié)點，這個結(jié)點稱為根結(jié)點。,2),除根結(jié)點之外的其他結(jié)點有且只有一個雙親結(jié)點。,(2),層次模型的數(shù)據(jù)表示方法,實體集使用記錄表示；記錄型包含若干個字段；記錄值表示

7、實體；記錄之間的聯(lián)系使用基本層次聯(lián)系表示。,(3),層次模型的特點,層次模型像一棵倒立的樹，只有一個根結(jié)點，有若干個葉結(jié)點，結(jié)點的雙親是惟一的,.,例如：,教學(xué)院系數(shù)據(jù)對應(yīng)的一個實例：,2.,層次模型的數(shù)據(jù)操作和完整性約束條件,1),在進(jìn)行插入記錄值操作時，如果沒有指明相應(yīng)的雙親記錄值（首記錄值），則不能插入子女記錄值（屬記錄值）。,2),進(jìn)行刪除記錄操作時，如果刪除雙親記錄值（首記錄值），則相應(yīng)的子女結(jié)點值（屬記錄值）也同時被刪除。,3),進(jìn)行修改記錄操作時，應(yīng)修改所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性。,2.3.3,網(wǎng)狀模型及特點,1.,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,1),

8、有一個以上的結(jié)點沒有雙親。,2),結(jié)點可以有多于一個的雙親。,(2),網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)表示方法,1),使用記錄和記錄值表示實體集和實體；,2),聯(lián)系,(,系,),用結(jié)點間的有向線段表示。,2.,網(wǎng)狀模型的完整性約束條件,1),支持記錄碼的概念。碼即惟一標(biāo)識記錄的數(shù)據(jù)項的集合。,2),保證一個聯(lián)系中雙親記錄和子女記錄之間是一對多的聯(lián)系。,3),可以支持雙親記錄和子女記錄之間某些約束條件。,1.,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（,Relation,）。一個關(guān)系對應(yīng)通常所說的一張二維表，如表,2-2,。,2),元組（,Tuple,）。表中的一行稱為一個元組。,3),屬性（

9、,Attribute,）。表中的一列稱為一個屬性。,4),主碼（,Primary Key,）。表中的某個屬性或?qū)傩越M，它們的值可以惟一,地確定一個元組，且屬性組中不含多余的屬性，這樣的屬性或?qū)傩越M稱為關(guān)系的碼。,5),域（,Domain,）。屬性的取值范圍稱為域。,6),分量（,element,）。元組中的一個屬性值稱為分量。,2.3.4,關(guān)系模型概述,7),關(guān)系模式（,Relation mode,）。關(guān)系的型稱為關(guān)系模式，關(guān)系模式是對關(guān)系的描述。,關(guān)系模式一般的表示是：關(guān)系名,(,屬性,1,，屬性,2,，,，屬性,n).,(2),關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)全部用關(guān)系表示,例如，關(guān)系模型中，學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的聯(lián)系表示為：,學(xué)生,(,學(xué)號，姓名，性別，年齡，所在系,),；,課程,(,課程號，課程名，先行課,),；,選修,(,學(xué)號，課程號，成績,).,2.,關(guān)系操作和關(guān)系的完整性約束條件,關(guān)系操作主要包括數(shù)據(jù)查詢和插入、刪除、修改數(shù)據(jù)。,關(guān)系中的數(shù)據(jù)操作是集合操作。,關(guān)系操作語言都是高度非過程的語言,關(guān)系的完整性約束條件包括三類：實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。,3.,關(guān)系模型與非關(guān)系模型比較,1),關(guān)系數(shù)據(jù)模型建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上。,2),關(guān)系數(shù)據(jù)模型的概念單一，容易理解。,3),關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存取路徑對用戶隱蔽。,4),關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)聯(lián)系是靠數(shù)據(jù)冗余實現(xiàn)的。,