数据模型与概念模型课件

数据模型与概念模型数据模型与概念模型 2.12.1信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述 2.22.2概念模型及其表示概念模型及其表示概念模型及其表示概念模型及其表示 2.2.12.2.1概念模型的基本概念概念模型的基本概念概念模型的基本概念概念模型的基本概念 2.2.22.2.2概念模型的表示方法概念模型的表示方法概念模型的表示方法概念模型的表示方法 2.32.3常见的三种数据模型常见的三种数据模型常见的三种数据模型常见的三种数据模型 2.3.12.3.1数据模型概述数据模型概述数据模型概述数据模型概述 2.3.22.3.2层次模型及特点层次模型及特点层次模型及特点层次模型及特点 2.3.32.3.3网状模型及特点网状模型及特点网状模型及特点网状模型及特点 2.3.42.3.4关系模型概述关系模型概述关系模型概述关系模型概述 2.12.1信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信信息息的的三三种种世世界界是是指指现现实实世世界界、信信息息世世界界和和计计算算机机世世界界（也也称称数数据据世世界界）。信信息息流流用用来来描描述述现现实实世世界界中中一一些些事事物物的的某某些些方方面面的的特特征征及及事事物物间间的的相相互互联联系系。在在处处理理信信息息流流前前，必必须须先先对对其其进进行行分分析析并并用用一一定定的的方方法法加加以以描描述述，然然后后将将描描述述转转换换成成计计算算机机所所能接受的数据形式。能接受的数据形式。2.12.1信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述1.1.信息的现实世界信息的现实世界信息的现实世界信息的现实世界1)什么是信息的现实世界什么是信息的现实世界2)概念模型是怎样产生的概念模型是怎样产生的3)系统分析系统分析4)怎样划分和认识信息的现实世界怎样划分和认识信息的现实世界 2.12.1信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述1.1.信息的现实世界信息的现实世界信息的现实世界信息的现实世界1)什么是信息的现实世界什么是信息的现实世界信息的现实世界是指我们要管理的客观存在的各种事物、事务信息的现实世界是指我们要管理的客观存在的各种事物、事务信息的现实世界是指我们要管理的客观存在的各种事物、事务信息的现实世界是指我们要管理的客观存在的各种事物、事务之间的相互联系及事物的发生、变化过程之间的相互联系及事物的发生、变化过程之间的相互联系及事物的发生、变化过程之间的相互联系及事物的发生、变化过程 2.12.1信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述1.1.信息的现实世界信息的现实世界信息的现实世界信息的现实世界2)概念模型是怎样产生的概念模型是怎样产生的通过对现实世界的了解和认识，使得我们对要管理的对象、管通过对现实世界的了解和认识，使得我们对要管理的对象、管通过对现实世界的了解和认识，使得我们对要管理的对象、管通过对现实世界的了解和认识，使得我们对要管理的对象、管理的过程和方法有了概念模型。理的过程和方法有了概念模型。理的过程和方法有了概念模型。理的过程和方法有了概念模型。2.12.1信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述1.1.信息的现实世界信息的现实世界信息的现实世界信息的现实世界3)系统分析系统分析认识信息的现实世界并用概念模型加以描述的过程称为系统分认识信息的现实世界并用概念模型加以描述的过程称为系统分认识信息的现实世界并用概念模型加以描述的过程称为系统分认识信息的现实世界并用概念模型加以描述的过程称为系统分析。析。析。析。2.12.1信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述信息的三种世界及其描述1.1.信息的现实世界信息的现实世界信息的现实世界信息的现实世界4)怎样划分和认识信息的现实世界怎样划分和认识信息的现实世界信息的现实世界通过实体、特征、实体集及联系进行划分和认识。信息的现实世界通过实体、特征、实体集及联系进行划分和认识。信息的现实世界通过实体、特征、实体集及联系进行划分和认识。信息的现实世界通过实体、特征、实体集及联系进行划分和认识。（1 1）实体）实体）实体）实体现实世界中存在的可以相互区分的事物或概念称为实体。实体可以分为事物实体现实世界中存在的可以相互区分的事物或概念称为实体。实体可以分为事物实体现实世界中存在的可以相互区分的事物或概念称为实体。实体可以分为事物实体现实世界中存在的可以相互区分的事物或概念称为实体。实体可以分为事物实体和概念实体。和概念实体。和概念实体。和概念实体。（2 2）实体的特征）实体的特征）实体的特征）实体的特征尽管实体具有许多特征，但是我们在研究时，只选择其中对管理及处理有用的或尽管实体具有许多特征，但是我们在研究时，只选择其中对管理及处理有用的或尽管实体具有许多特征，但是我们在研究时，只选择其中对管理及处理有用的或尽管实体具有许多特征，但是我们在研究时，只选择其中对管理及处理有用的或有意义的特征。有意义的特征。有意义的特征。有意义的特征。（3 3）实体集及实体集之间的联系）实体集及实体集之间的联系）实体集及实体集之间的联系）实体集及实体集之间的联系 具有相同特征或能用同样特征描述的实体的集合称为实体集。实体集不是孤立存具有相同特征或能用同样特征描述的实体的集合称为实体集。实体集不是孤立存具有相同特征或能用同样特征描述的实体的集合称为实体集。实体集不是孤立存具有相同特征或能用同样特征描述的实体的集合称为实体集。实体集不是孤立存在的，实体集之间有各种各样的联系。例如学生和课程之间有在的，实体集之间有各种各样的联系。例如学生和课程之间有在的，实体集之间有各种各样的联系。例如学生和课程之间有在的，实体集之间有各种各样的联系。例如学生和课程之间有“选课选课选课选课”联系。联系。联系。联系。3.3.信息的计算机世界信息的计算机世界信息的计算机世界信息的计算机世界2.2.信息世界信息世界信息世界信息世界 1 1）信息的产生与信息世界）信息的产生与信息世界）信息的产生与信息世界）信息的产生与信息世界2 2）信息世界对现实世界的描述）信息世界对现实世界的描述）信息世界对现实世界的描述）信息世界对现实世界的描述实体的特征在头脑中形成的知识称为属性；实体通过其属性表示称为实例；同类实例的集实体的特征在头脑中形成的知识称为属性；实体通过其属性表示称为实例；同类实例的集实体的特征在头脑中形成的知识称为属性；实体通过其属性表示称为实例；同类实例的集实体的特征在头脑中形成的知识称为属性；实体通过其属性表示称为实例；同类实例的集合称为对象，对象即实体集中的实体用属性表示得出的信息集合；实体集之间的联系用对象联合称为对象，对象即实体集中的实体用属性表示得出的信息集合；实体集之间的联系用对象联合称为对象，对象即实体集中的实体用属性表示得出的信息集合；实体集之间的联系用对象联合称为对象，对象即实体集中的实体用属性表示得出的信息集合；实体集之间的联系用对象联系表示。系表示。系表示。系表示。3 3）实体与实例是不同的）实体与实例是不同的）实体与实例是不同的）实体与实例是不同的4 4）信息世界通过概念模型（也称信息模型）、过程模型和状态模型反映现实世界，它要求对现）信息世界通过概念模型（也称信息模型）、过程模型和状态模型反映现实世界，它要求对现）信息世界通过概念模型（也称信息模型）、过程模型和状态模型反映现实世界，它要求对现）信息世界通过概念模型（也称信息模型）、过程模型和状态模型反映现实世界，它要求对现实世界中的事物、事物间的联系和事物的变化情况准确、如实、全面地表示。实世界中的事物、事物间的联系和事物的变化情况准确、如实、全面地表示。实世界中的事物、事物间的联系和事物的变化情况准确、如实、全面地表示。实世界中的事物、事物间的联系和事物的变化情况准确、如实、全面地表示。1 1）信息世界中的信息，经过数子化处理形成计算机能够处理的数据，就进）信息世界中的信息，经过数子化处理形成计算机能够处理的数据，就进）信息世界中的信息，经过数子化处理形成计算机能够处理的数据，就进）信息世界中的信息，经过数子化处理形成计算机能够处理的数据，就进入了计算机世界。计算机世界也叫机器世界或数据世界。入了计算机世界。计算机世界也叫机器世界或数据世界。入了计算机世界。计算机世界也叫机器世界或数据世界。入了计算机世界。计算机世界也叫机器世界或数据世界。2 2）数据模型应符合具体的计算机系统和）数据模型应符合具体的计算机系统和）数据模型应符合具体的计算机系统和）数据模型应符合具体的计算机系统和DBMSDBMS的要求。的要求。的要求。的要求。3 3）计算机世界中用到下列术语。）计算机世界中用到下列术语。）计算机世界中用到下列术语。）计算机世界中用到下列术语。（1 1）数据项）数据项）数据项）数据项(Item)(Item)：数据项是对象属性的数据表示。：数据项是对象属性的数据表示。：数据项是对象属性的数据表示。：数据项是对象属性的数据表示。（2 2）记录）记录）记录）记录(Record)(Record)：记录是实例的数据表示。：记录是实例的数据表示。：记录是实例的数据表示。：记录是实例的数据表示。（3 3）文件）文件）文件）文件(File)(File)：文件是对象的数据表示，是同类记录的集合。：文件是对象的数据表示，是同类记录的集合。：文件是对象的数据表示，是同类记录的集合。：文件是对象的数据表示，是同类记录的集合。（4 4）数据模型（数据模型（数据模型（数据模型（DataModelDataModel）：现实世界中的事物和相互联系数据化的结果就是数据模型。）：现实世界中的事物和相互联系数据化的结果就是数据模型。）：现实世界中的事物和相互联系数据化的结果就是数据模型。）：现实世界中的事物和相互联系数据化的结果就是数据模型。4.4.现实世界、信息世界和计算机世界的关系现实世界、信息世界和计算机世界的关系现实世界、信息世界和计算机世界的关系现实世界、信息世界和计算机世界的关系由客观到认识、由认识到使用管理的三个不同层次，后一领域是前一领域的抽象由客观到认识、由认识到使用管理的三个不同层次，后一领域是前一领域的抽象由客观到认识、由认识到使用管理的三个不同层次，后一领域是前一领域的抽象由客观到认识、由认识到使用管理的三个不同层次，后一领域是前一领域的抽象描述。描述。描述。描述。2.22.2概念模型及其表示概念模型及其表示概念模型及其表示概念模型及其表示 2.2.12.2.1概念模型的基本概念概念模型的基本概念概念模型的基本概念概念模型的基本概念概念模型的用途概念模型的用途概念模型用于信息世界的建模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数据库设计人员和用户之间进行交流的语言对概念模型的基本要求对概念模型的基本要求较较强强的的语语义义表表达达能能力力，能能够够方方便便、直直接接地地表表达达应应用用中的各种语义知识中的各种语义知识简单、清晰、易于用户理解简单、清晰、易于用户理解。2.22.2概念模型及其表示概念模型及其表示概念模型及其表示概念模型及其表示(1)对象（对象（Object）和实例（）和实例（Instance）对对象象也也称称为为实实体体型型。现现实实世世界界中中，具具有有相相同同性性质质、服服从从相相同同规规则则的的一一类类事事物物（概概念念）的的抽抽象象称称为为对对象象，对对象象是是实实体体集集数数据据化化的的结结果果。对对象象中中的的每每一一个个具具体体的的事事物（实体）为该对象的实例。物（实体）为该对象的实例。2.2.12.2.1概念模型的基本概念概念模型的基本概念概念模型的基本概念概念模型的基本概念1.概念模型涉及的基本概念及内容概念模型涉及的基本概念及内容(2)属性（属性（Attribute）属性为实体的某一方面特征的抽象表示。属性为实体的某一方面特征的抽象表示。(3)主码（主码（PrimaryKey）和次码）和次码(SecondaryKey)码码也也称称关关键键字字，它它能能够够惟惟一一标标识识一一个个实实体体；实实体体集集中中不不能能惟惟一一标标识实体属性的叫次码。识实体属性的叫次码。(4)域（域（Domain）属性的取值范围称为属性的域。属性的取值范围称为属性的域。2.2.实体联系的类型实体联系的类型实体联系的类型实体联系的类型(1)(1)两个实体集之间的联系两个实体集之间的联系两个实体集之间的联系两个实体集之间的联系1)1)一对一联系（一对一联系（一对一联系（一对一联系（1:11:1）2)2)一对多联系（一对多联系（一对多联系（一对多联系（1:n1:n）3)3)多对多联系（多对多联系（多对多联系（多对多联系（m:nm:n）两个实体型间的联系 一对一联系 如如果果对对于于实实体体集集A中中的的每每一一个个实实体体，实实体体集集B中中至至多多有有一一个个实实体体与与之之联联系系，反反之之亦亦然然，则则称称实实体体集集A与与实体集实体集B具有一对一联系。记为具有一对一联系。记为1:1。实例班级与班长之间的联系：班级与班长之间的联系：一个班级只有一个正班长一个班级只有一个正班长一个班长只在一个班中任职一个班长只在一个班中任职两个实体型间的联系(续)一对多联系如如果果对对于于实实体体集集A中中的的每每一一个个实实体体，实实体体集集B中中有有n个个实实体体（n0）与与之之联联系系，反反之之，对对于于实实体体集集B中中的的每每一一个个实实体体，实实体体集集A中中至至多多只只有有一一个个实实体体与与之之联联系，则称实体集系，则称实体集A与实体集与实体集B有一对多联系有一对多联系记为记为1:n实例班级与学生之间的联系：班级与学生之间的联系：一个班级中有若干名学生，一个班级中有若干名学生，每个学生只在一个班级中学习每个学生只在一个班级中学习两个实体型间的联系(续)多对多联系（m:n）如如果果对对于于实实体体集集A中中的的每每一一个个实实体体，实实体体集集B中中有有n个个实实体体（n0）与与之之联联系系，反反之之，对对于于实实体体集集B中中的的每每一一个个实实体体，实实体体集集A中中也也有有m个个实实体体（m0）与与之之联联系系，则则称称实实体体集集A与与实实体体B具具有有多多对对多多联联系系。记记为为m:n实例课程与学生之间的联系：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一个学生可以同时选修多门课程(2)(2)多实体集之间的联系多实体集之间的联系多实体集之间的联系多实体集之间的联系1)1)多实体集之间的一对多联系多实体集之间的一对多联系多实体集之间的一对多联系多实体集之间的一对多联系2)2)多实体集之间的多对多联系多实体集之间的多对多联系多实体集之间的多对多联系多实体集之间的多对多联系 (3)(3)实体集内部的联系实体集内部的联系实体集内部的联系实体集内部的联系 同一实体集内各实体间的联系一对多联系实例 职工实体集内部具有领导与被领导的联系职工实体集内部具有领导与被领导的联系某一职工（干部）某一职工（干部）“领导领导”若干名职工若干名职工一个职工仅被另外一个职工直接领导一个职工仅被另外一个职工直接领导这是一对多的联系这是一对多的联系一对一联系多对多联系E-RE-R图法：用图法：用图法：用图法：用E-RE-R图来描述现实世界的概念模型，提供了表示实体集、属图来描述现实世界的概念模型，提供了表示实体集、属图来描述现实世界的概念模型，提供了表示实体集、属图来描述现实世界的概念模型，提供了表示实体集、属性和联系的方法。性和联系的方法。性和联系的方法。性和联系的方法。E-RE-R图也称为图也称为图也称为图也称为E-RE-R模型。模型。模型。模型。1)1)用长方形表示实体集，长方形内写明实体集名。用长方形表示实体集，长方形内写明实体集名。用长方形表示实体集，长方形内写明实体集名。用长方形表示实体集，长方形内写明实体集名。2)2)用椭圆形表示实体集的属性，并用线段将其与相应的实体集连接起来。用椭圆形表示实体集的属性，并用线段将其与相应的实体集连接起来。用椭圆形表示实体集的属性，并用线段将其与相应的实体集连接起来。用椭圆形表示实体集的属性，并用线段将其与相应的实体集连接起来。3)3)用菱形表示实体集间的联系，菱形内写上联系名，并用线段分别与有关用菱形表示实体集间的联系，菱形内写上联系名，并用线段分别与有关用菱形表示实体集间的联系，菱形内写上联系名，并用线段分别与有关用菱形表示实体集间的联系，菱形内写上联系名，并用线段分别与有关实体集连接起来，在线段旁标出联系的类型实体集连接起来，在线段旁标出联系的类型实体集连接起来，在线段旁标出联系的类型实体集连接起来，在线段旁标出联系的类型 2.2.22.2.2概念模型的表示方法概念模型的表示方法概念模型的表示方法概念模型的表示方法 E-R图(续)联系联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联系名，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（边旁标上联系的类型（1:1、1:n或或m:n）联系的属性：联系本身也是一种实体型，也可以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用无向边与该联系连接起来联系的表示方法实体型实体型1联系名联系名实体型实体型2111:1联系联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型2mnm:n联系联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型21n1:n联系联系联系的表示方法示例班级班级班级班级-班长班长班长班长111:1联系联系课程课程选修选修学生学生mnm:n联系联系班级班级组成组成学生学生1n1:n联系联系联系属性的表示方法课程课程选修选修学生学生mn成绩成绩 2.32.3常见的三种数据模型常见的三种数据模型常见的三种数据模型常见的三种数据模型 2.3.12.3.1数据模型概述数据模型概述数据模型概述数据模型概述在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟数据模型应满足三方面要求数据模型应满足三方面要求能比较真实地模拟现实世界能比较真实地模拟现实世界容易为人所理解容易为人所理解便于在计算机上实现便于在计算机上实现客观对象的抽象过程客观对象的抽象过程-两步抽象两步抽象现实世界中的客观对象抽象为概念模型；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把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。支持的数据模型。概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。2.32.3常见的三种数据模型常见的三种数据模型常见的三种数据模型常见的三种数据模型 2.3.12.3.1数据模型概述数据模型概述数据模型概述数据模型概述数据模型具有数据结构、数据操作和完整性约束条件三要素。数据模型具有数据结构、数据操作和完整性约束条件三要素。数据模型具有数据结构、数据操作和完整性约束条件三要素。数据模型具有数据结构、数据操作和完整性约束条件三要素。1.1.数据模型的三要素数据模型的三要素数据模型的三要素数据模型的三要素1)1)数据结构：所研究的对象类型（数据结构：所研究的对象类型（数据结构：所研究的对象类型（数据结构：所研究的对象类型（ObjectTypeObjectType）的集合。）的集合。）的集合。）的集合。包包包包括括括括：与与与与数数数数据据据据类类类类型型型型、内内内内容容容容、性性性性质质质质有有有有关关关关的的的的对对象象象象；与与与与数数数数据据据据之之之之间间联联系系系系有有有有关关关关的的的的对对象。数据象。数据象。数据象。数据结结构是构是构是构是对对系系系系统统静静静静态态特性的描述特性的描述特性的描述特性的描述。2)2)数据操作：对数据库中各种数据操作：对数据库中各种数据操作：对数据库中各种数据操作：对数据库中各种数据数据数据数据对对象象象象允许执行的操作集合。允许执行的操作集合。允许执行的操作集合。允许执行的操作集合。包包包包括括括括操操操操作作作作对对对对象象象象和和和和有有有有关关关关的的的的操操操操作作作作规规规规则则则则两两两两部部部部分分分分。数数数数据据据据操操操操作作作作的的的的类类类类型型型型有有有有检检检检索索索索和和和和更更更更新新新新（包括插入、删除、修改）。数据操作是对系统动态特性的描述。（包括插入、删除、修改）。数据操作是对系统动态特性的描述。（包括插入、删除、修改）。数据操作是对系统动态特性的描述。（包括插入、删除、修改）。数据操作是对系统动态特性的描述。3)3)数据约束条件：一组数据完整性规则的集合。数据约束条件：一组数据完整性规则的集合。数据约束条件：一组数据完整性规则的集合。数据约束条件：一组数据完整性规则的集合。完完完完整整整整性性性性规规规规则则则则是是是是给给给给定定定定的的的的数数数数据据据据模模模模型型型型中中中中数数数数据据据据及及及及其其其其联联联联系系系系所所所所具具具具有有有有的的的的制制制制约约约约和和和和储储储储存存存存规规规规则则则则，用用用用以以以以限限限限定定定定符符符符合合合合数数数数据据据据模模模模型型型型的的的的数数数数据据据据库库库库状状状状态态态态以以以以及及及及状状状状态态态态的的的的变变变变化化化化，以以以以保保保保证证证证数数数数据据据据的的的的正正正正确、有效、相容。确、有效、相容。确、有效、相容。确、有效、相容。2.32.3常见的三种数据模型常见的三种数据模型常见的三种数据模型常见的三种数据模型 2.3.12.3.1数据模型概述数据模型概述数据模型概述数据模型概述2.2.常见的数据模型常见的数据模型常见的数据模型常见的数据模型层层层层次次次次模模模模型型型型（HierarchicalHierarchicalModelModel）、网网网网状状状状模模模模型型型型（NetworkNetworkModelModel）和和和和关关关关系系系系模型（模型（模型（模型（RelationalModelRelationalModel）2.3.22.3.2层次模型及特点层次模型及特点层次模型及特点层次模型及特点1.1.1.1.层次模型的数据结构层次模型的数据结构层次模型的数据结构层次模型的数据结构(1)(1)层次模型的定义层次模型的定义层次模型的定义层次模型的定义 1)1)1)1)有且仅有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点。有且仅有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点。有且仅有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点。有且仅有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点。2)2)2)2)除根结点之外的其他结点有且只有一个双亲结点。除根结点之外的其他结点有且只有一个双亲结点。除根结点之外的其他结点有且只有一个双亲结点。除根结点之外的其他结点有且只有一个双亲结点。(2)(2)层次模型的数据表示方法层次模型的数据表示方法层次模型的数据表示方法层次模型的数据表示方法 实实实实体体体体集集集集用用用用记记记记录录录录类类类类型型型型描描描描述述述述，每每每每个个个个结结结结点点点点表表表表示示示示一一一一个个个个记记记记录录录录类类类类型型型型，记记记记录录录录值值值值表表表表示示示示实实实实体体体体；属属属属性性性性用用用用字字字字段段段段描描描描述述述述，每每每每个个个个记记记记录录录录类类类类型型型型可可可可包包包包含含含含若若若若干干干干个个个个字字字字段段段段；记记记记录录录录之之之之间间间间的的的的联联联联系系系系使使使使用用用用基基基基本本本本层次联系表示，用结点之间的连线表示记录（类）型之间的一对多的联系。层次联系表示，用结点之间的连线表示记录（类）型之间的一对多的联系。层次联系表示，用结点之间的连线表示记录（类）型之间的一对多的联系。层次联系表示，用结点之间的连线表示记录（类）型之间的一对多的联系。(3)(3)层次模型的特点层次模型的特点层次模型的特点层次模型的特点 层层层层次次次次模模模模型型型型像像像像一一一一棵棵棵棵倒倒倒倒立立立立的的的的树树树树，只只只只有有有有一一一一个个个个根根根根结结结结点点点点，有有有有若若若若干干干干个个个个叶叶叶叶结结结结点点点点，结结结结点点点点的的的的双双双双亲亲亲亲是是是是惟惟惟惟一一一一的的的的；只只只只能能能能直直直直接接接接处处处处理理理理一一一一对对对对多多多多的的的的实实实实体体体体联联联联系系系系；任任任任何何何何记记记记录录录录值值值值只只只只有有有有按按按按其其其其路路路路径径径径查查查查看看看看时时时时，才才才才能能能能显显显显出出出出它它它它的的的的全全全全部部部部意意意意义义义义；没没没没有有有有一一一一个个个个子子子子女女女女记记记记录录录录值值值值能能能能够够够够脱脱脱脱离离离离双双双双亲亲亲亲记记记记录录录录值值值值而而而而独独独独立存在。立存在。立存在。立存在。层次数据模型的数据结构 1根结点根结点 2 兄弟结点兄弟结点 3叶结点叶结点4兄弟结点兄弟结点5叶结点叶结点叶结点叶结点教学院系数据对应的一个实例教学院系数据对应的一个实例教学院系数据对应的一个实例教学院系数据对应的一个实例2.2.层次模型中多对多联系的表示层次模型中多对多联系的表示层次模型中多对多联系的表示层次模型中多对多联系的表示将多对多的联系分解成多个一对多联系来表示。将多对多的联系分解成多个一对多联系来表示。将多对多的联系分解成多个一对多联系来表示。将多对多的联系分解成多个一对多联系来表示。分解法主要由两种：分解法主要由两种：分解法主要由两种：分解法主要由两种：1 1）冗余节点分解法）冗余节点分解法）冗余节点分解法）冗余节点分解法2 2）虚拟节点分解法）虚拟节点分解法）虚拟节点分解法）虚拟节点分解法3.3.层次模型的数据操作和完整性约束条件层次模型的数据操作和完整性约束条件层次模型的数据操作和完整性约束条件层次模型的数据操作和完整性约束条件1 1）层次模型的数据操作主要是数据的查询、插入、删除和修改）层次模型的数据操作主要是数据的查询、插入、删除和修改）层次模型的数据操作主要是数据的查询、插入、删除和修改）层次模型的数据操作主要是数据的查询、插入、删除和修改。2 2）层次模型必须满足的完整性约束条件：）层次模型必须满足的完整性约束条件：）层次模型必须满足的完整性约束条件：）层次模型必须满足的完整性约束条件：（1 1）在在在在进进进进行行行行插插插插入入入入记记记记录录录录值值值值操操操操作作作作时时时时，如如如如果果果果没没没没有有有有指指指指明明明明相相相相应应应应的的的的双双双双亲亲亲亲记记记记录录录录值值值值（首首首首记录值），则不能插入子女记录值（属记录值）。记录值），则不能插入子女记录值（属记录值）。记录值），则不能插入子女记录值（属记录值）。记录值），则不能插入子女记录值（属记录值）。（2 2）进进进进行行行行删删删删除除除除记记记记录录录录操操操操作作作作时时时时，如如如如果果果果删删删删除除除除双双双双亲亲亲亲记记记记录录录录值值值值（首首首首记记记记录录录录值值值值），则则则则相相相相应的子女结点值（属记录值）也同时被删除。应的子女结点值（属记录值）也同时被删除。应的子女结点值（属记录值）也同时被删除。应的子女结点值（属记录值）也同时被删除。（3 3）进行修改记录操作时，应修改所有相应记录，以保证数据的一致）进行修改记录操作时，应修改所有相应记录，以保证数据的一致）进行修改记录操作时，应修改所有相应记录，以保证数据的一致）进行修改记录操作时，应修改所有相应记录，以保证数据的一致性。性。性。性。4.4.层次模型的存储结构层次模型的存储结构层次模型的存储结构层次模型的存储结构在在在在层层层层次次次次数数数数据据据据库库库库中中中中，不不不不但但但但要要要要存存存存储储储储数数数数据据据据，而而而而且且且且还还还还要要要要存存存存储储储储数数数数据据据据之之之之间间间间的的的的层层层层次次次次联联联联系系系系。层层层层次次次次模模模模型型型型数数数数据据据据的的的的存存存存储储储储一一一一般般般般使使使使用用用用邻邻邻邻接接接接存存存存储储储储法法法法和和和和链链链链接接接接存存存存储法实现。储法实现。储法实现。储法实现。5.层次模型的优缺点优点层层次次数数据据模模型型简简单单，对对具具有有一一对对多多的的层层次次关关系系的的部部门描述自然、直观，容易理解门描述自然、直观，容易理解性能优于关系模型，不低于网状模型性能优于关系模型，不低于网状模型层次数据模型提供了良好的完整性支持层次数据模型提供了良好的完整性支持缺点多对多联系表示不自然多对多联系表示不自然对插入和删除操作的限制多对插入和删除操作的限制多查询子女结点必须通过双亲结点查询子女结点必须通过双亲结点层次命令趋于程序化层次命令趋于程序化 2.3.32.3.3网状模型及特点网状模型及特点网状模型及特点网状模型及特点 1.1.网状模型的数据结构网状模型的数据结构网状模型的数据结构网状模型的数据结构(1)(1)网状模型结构的基本特征网状模型结构的基本特征网状模型结构的基本特征网状模型结构的基本特征1)1)有一个以上的结点没有双亲。有一个以上的结点没有双亲。有一个以上的结点没有双亲。有一个以上的结点没有双亲。2)2)结点可以有多于一个的双亲。结点可以有多于一个的双亲。结点可以有多于一个的双亲。结点可以有多于一个的双亲。(2)(2)网状模型的数据表示方法（与层次数据模型相同）网状模型的数据表示方法（与层次数据模型相同）网状模型的数据表示方法（与层次数据模型相同）网状模型的数据表示方法（与层次数据模型相同）1)1)使用记录和记录值表示实体集和实体；使用记录和记录值表示实体集和实体；使用记录和记录值表示实体集和实体；使用记录和记录值表示实体集和实体；2)2)联系联系联系联系(系系系系)用结点间的有向线段表示。用结点间的有向线段表示。用结点间的有向线段表示。用结点间的有向线段表示。2.2.网状模型的完整性约束条件网状模型的完整性约束条件网状模型的完整性约束条件网状模型的完整性约束条件1)1)支持记录码的概念。码即惟一标识记录的数据项的集合。支持记录码的概念。码即惟一标识记录的数据项的集合。支持记录码的概念。码即惟一标识记录的数据项的集合。支持记录码的概念。码即惟一标识记录的数据项的集合。2)2)保证一个联系中双亲记录和子女记录之间是一对多的联系。保证一个联系中双亲记录和子女记录之间是一对多的联系。保证一个联系中双亲记录和子女记录之间是一对多的联系。保证一个联系中双亲记录和子女记录之间是一对多的联系。3)3)可以支持双亲记录和子女记录之间某些约束条件。可以支持双亲记录和子女记录之间某些约束条件。可以支持双亲记录和子女记录之间某些约束条件。可以支持双亲记录和子女记录之间某些约束条件。n n允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点值允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点值允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点值允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点值n n允许只删除双亲结点值允许只删除双亲结点值允许只删除双亲结点值允许只删除双亲结点值网状数据模型的数据结构 1 2 R3L1L2 R1 R1 R2R2 L3 L3 L1 L2 L1 L2 R3R3 L4 L4 R4 R4 R5R5 网状数据模型的数据结构(续）学生宿舍学生宿舍学生学生教研室教研室系系教师教师网状数据模型的数据结构(续）特点只能直接处理一对多的实体联系只能直接处理一对多的实体联系任任何何记记录录值值只只有有按按其其路路径径查查看看时时，才才能能显显出出它的全部意义它的全部意义1.1.关系模型的数据结构关系模型的数据结构关系模型的数据结构关系模型的数据结构 2.3.42.3.4关系模型概述关系模型概述关系模型概述关系模型概述 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。1.1.关系模型的数据结构关系模型的数据结构关系模型的数据结构关系模型的数据结构(1)(1)关系模型中的主要术语关系模型中的主要术语关系模型中的主要术语关系模型中的主要术语 1)1)关关关关系系系系（RelationRelation）。一一一一个个个个关关关关系系系系对对对对应应应应通通通通常常常常所所所所说说说说的的的的一一一一张张张张二二二二维维维维表表表表，如如如如表表表表2-22-2。2)2)元组（元组（元组（元组（TupleTuple）。表中的一行称为一个元组。）。表中的一行称为一个元组。）。表中的一行称为一个元组。）。表中的一行称为一个元组。3)3)属属属属性性性性（AttributeAttribute）。表表表表中中中中的的的的一一一一列列列列称称称称为为为为一一一一个个个个属属属属性性性性。给给给给每每每每一一一一个个个个属属属属性性性性起一个名称即属性名。起一个名称即属性名。起一个名称即属性名。起一个名称即属性名。4)4)主主主主码码码码（PrimaryPrimaryKeyKey）。表表表表中中中中的的的的某某某某个个个个属属属属性性性性或或或或属属属属性性性性组组组组，它它它它们们们们的的的的值值值值可可可可以以以以惟惟惟惟一一一一地地地地确确确确定定定定一一一一个个个个元元元元组组组组，且且且且属属属属性性性性组组组组中中中中不不不不含含含含多多多多余余余余的的的的属属属属性性性性，这这这这样样样样的的的的属属属属性或属性组称为关系的码。性或属性组称为关系的码。性或属性组称为关系的码。性或属性组称为关系的码。5)5)域（域（域（域（DomainDomain）。属性的取值范围称为域。）。属性的取值范围称为域。）。属性的取值范围称为域。）。属性的取值范围称为域。6)6)分量（分量（分量（分量（elementelement）。元组中的一个属性值称为分量。）。元组中的一个属性值称为分量。）。元组中的一个属性值称为分量。）。元组中的一个属性值称为分量。2.3.42.3.4关系模型概述关系模型概述关系模型概述关系模型概述 7)7)关系模式（关系模式（关系模式（关系模式（RelationmodeRelationmode）。关系的型称为关系模式，关系模）。关系的型称为关系模式，关系模）。关系的型称为关系模式，关系模）。关系的型称为关系模式，关系模式是对关系的描述。式是对关系的描述。式是对关系的描述。式是对关系的描述。关系模式一般的表示是：关系名关系模式一般的表示是：关系名关系模式一般的表示是：关系名关系模式一般的表示是：关系名(属性属性属性属性1 1，属性，属性，属性，属性2 2，属性，属性，属性，属性n).n).学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）(2)(2)关系模型中的数据全部用关系表示关系模型中的数据全部用关系表示关系模型中的数据全部用关系表示关系模型中的数据全部用关系表示例如，关系模型中，学生、课程、学生与课程之间的联系表示为：例如，关系模型中，学生、课程、学生与课程之间的联系表示为：例如，关系模型中，学生、课程、学生与课程之间的联系表示为：例如，关系模型中，学生、课程、学生与课程之间的联系表示为：学生学生学生学生(学号，姓名，性别，年龄，所在系学号，姓名，性别，年龄，所在系学号，姓名，性别，年龄，所在系学号，姓名，性别，年龄，所在系)；课程课程课程课程(课程号，课程名，先行课课程号，课程名，先行课课程号，课程名，先行课课程号，课程名，先行课)；选修选修选修选修(学号，课程号，成绩学号，课程号，成绩学号，课程号，成绩学号，课程号，成绩).).关系数据模型的数据结构(续）实体及实体间的联系的表示方法实体型：直接用关系（表）表示。实体型：直接用关系（表）表示。属性：用属性名表示。属性：用属性名表示。一对一联系：隐含在实体对应的关系中。一对一联系：隐含在实体对应的关系中。一对多联系：隐含在实体对应的关系中。一对多联系：隐含在实体对应的关系中。多对多联系：直接用关系表示多对多联系：直接用关系表示。关系数据模型的数据结构(续）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）学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）系系(系号，系名，办公地点系号，系名，办公地点)例2系、系主任、系与系主任间的一对一联系关系数据模型的数据结构(续）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）学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）课程（课程号，课程名，学分）课程（课程号，课程名，学分）选修（学号，课程号，成绩）选修（学号，课程号，成绩）关系数据模型的数据结构(续）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。可分的数据项。2.2.关系操作和关系的完整性约束条件关系操作和关系的完整性约束条件关系操作和关系的完整性约束条件关系操作和关系的完整性约束条件关系操作主要包括数据查询和插入、删除、修改数据。关系操作主要包括数据查询和插入、删除、修改数据。关系操作主要包括数据查询和插入、删除、修改数据。关系操作主要包括数据查询和插入、删除、修改数据。关关关关系系系系中中中中的的的的数数数数据据据据操操操操作作作作是是是是集集集集合合合合操操操操作作作作，操操操操作作作作对对对对象象象象和和和和操操操操作作作作结结结结果果果果都都都都是是是是关关关关系，即若干元组的集合。系，即若干元组的集合。系，即若干元组的集合。系，即若干元组的集合。关关关关系系系系操操操操作作作作语语语语言言言言都都都都是是是是高高高高度度度度非非非非过过过过程程程程的的的的语语语语言言言言。存存存存取取取取路路路路径径径径对对对对用用用用户户户户隐隐隐隐蔽蔽蔽蔽，用户只要指出用户只要指出用户只要指出用户只要指出“干什么干什么干什么干什么”，不必详细说明，不必详细说明，不必详细说明，不必详细说明“怎么干怎么干怎么干怎么干”关关关关系系系系的的的的完完完完整整整整性性性性约约约约束束束束条条条条件件件件包包包包括括括括三三三三类类类类：实实实实体体体体完完完完整整整整性性性性、参参参参照照照照完完完完整整整整性性性性和用户定义的完整性。和用户定义的完整性。和用户定义的完整性。和用户定义的完整性。3.3.关系模型与非关系模型比较关系模型与非关系模型比较关系模型与非关系模型比较关系模型与非关系模型比较1)1)关系数据模型建立在严格的数学基础之上。关系数据模型建立在严格的数学基础之上。关系数据模型建立在严格的数学基础之上。关系数据模型建立在严格的数学基础之上。2)2)关系数据模型的概念单一，容易理解。关系数据模型的概念单一，容易理解。关系数据模型的概念单一，容易理解。关系数据模型的概念单一，容易理解。3)3)关系数据模型的存取路径对用户隐蔽。关系数据模型的存取路径对用户隐蔽。关系数据模型的存取路径对用户隐蔽。关系数据模型的存取路径对用户隐蔽。4)4)关系模型中的数据联系是靠数据冗余实现的。关系模型中的数据联系是靠数据冗余实现的。关系模型中的数据联系是靠数据冗余实现的。关系模型中的数据联系是靠数据冗余实现的。p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后Thank You在别人的演说中思考，在自己的故事里成长Thinking In Other PeopleS Speeches，Growing Up In Your Own Story讲师：XXXXXX XX年XX月XX日