第3讲 数据模型

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三讲,三种常用的逻辑模型,数据库的三级模式与二级映象,1.2.4,常用数据模型,层次模型,(Hierarchical Model),网状模型,(Network Model),关系模型,(Relational Model),在非关系模型中：,实体：用记录表示。,实体的属性：对应记录的数据项。,实体间的联系：转换成记录间的两两联系。,数据结构的根本单位：是根本层次联系，即两个记录以及它们之间的一对多包括一对一的联系。,1.2.5,层次模型,1.,层次模型的数据结构,教员学生层次数据库模型,教员学生层次数据库的一个值,2,、多对多联系在层次模型中的表示,表示方法：,将多对多联系,分解,成两个一对多联系,冗余结点法,虚拟结点法,m,n,3.,层次数据模型的存储结构,邻接法,按照层次树前序遍历的顺序把所有记录值依次邻接存,放，即通过物理空间的位置相邻来表达层次顺序。,链接法,用指针元来反映数据之间的层次联系：,子女兄弟链接法：指向最左边的孩子和最近的兄弟。,层次序列链接法：按前序顺序链接各记录值。,子女兄弟链接法,层次序列链接法,4.层次模型的数据操纵与完整型约束,操作：I、D、U、Q,约束：I、D、U,无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值；,如果删除双亲结点值，那么相应的子女结点值也被同时删除。,5.层次模型的优缺点,优点,结构简单，易于实现,可直接表示1：n联系,速度较快,缺点,不能直接表达m:n联系,数据操纵不方便：查询子女结点必须通过双亲结点，插入和删除复杂。,1.2.6 网状模型,用网状结构表示实体及实体间联系的数据模型,(典型代表：CODASYL的DBTG系统,1970s),1.数据结构,1结点称为记录，表示实体型；,2结点内含数据项，表示属性；,3有向连线表示实体间一对多的联系；,4 特征:可多个结点无双亲结点；,子女结点可有多个双亲结点；,2.操作：I、D、U、Q,3.约束,1插入不受限制；,2删去双亲，子女不受影响。,4.存储结构：单向链接法,5.优点,1表达联系的种类丰富；,2存取效率高。,6.缺点,1结构复杂；,2语言复杂；,1.2.7 关系模型1970，IBM公司首次提出,1.,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。,二维表表示实体集及其联系，列表示属性，表结构表示实体型；,行、列无序；,列不可分；,没有重复行。,例,1,：,例,2,：部门表,不符合关系模型要求,关系模型的相关术语,关系Relation：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。,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，一般描述为,关系名属性1，属性2，属性n。,例：学生学号，姓名，年龄，性别，系，年级,2.关系模型的数据操纵,查询、插入、删除、更新,数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即假设干元组的集合,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,3.关系模型的完整性约束,实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性,4.关系数据模型的存储结构,表以文件形式存储，有的DBMS一个表对应一个操作系统文件。,5.优点,1简单，容易理解；,2建立在严格的数学理论根底之上；,3数据独立性高。,6.缺点：查询速度慢。,1.3,数据库系统的三级模式结构,“型 和“值 的概念,型Type,对某一类数据的结构和属性的说明,值Value,是型的一个具体赋值,例如：学生记录,记录型：,学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯,该记录型的一个记录值：,900201，李明，男，计算机，22，江苏,数据库系统的三级模式结构：,1.模式schema：也称逻辑模式，是DB中全体数据的逻辑结构和特征的描述。,全体性：一个数据库只有一个模式,逻辑性：student(XH,XM,YL),特征性：数据类型、长度、约束,2.外模式External schema：也称子模式或用户模式，是DB中局部数据的逻辑和特征的描述。,1外模式是模式的子集。,2一个模式可对应多个外模式,3一个应用程序只能使用一个外模式,4多个应用程序可共用一个外模式,3.内模式Internal Schema：也称存储模式，是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。,一个模式对应一个内模式。,Student(XH,XM,XB,DEPT),Course(KH,KM),SC(XH,KH,CJ),单关系子集,student(XH,XM),多关系子集,SCI(XM,KM,CJ),二级映像与数据独立性,1.外模式/模式映像,说明外模式与模式间的对应联系外模式中说明。,保证数据的逻辑独立性,2.模式/内模式映像,说明模式与内模式的对应关系模式中说明。,保证数据的物理独立性,习题,1.,数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述是,(),A.,模式,B.,内模式,C.,外模式,D.,存储模式,2,.,单个用户使用的数据视图的描述是,(),A.,概念模式,B.,内模式,C.,外模式,D.,存储模式,3,.,数据库中三级模式体系结构的划分，有利于保持数据库的,(),A.,数据安全性,B.,数据独立性,C.,数据并发性,D.,数据完整性,补充知识：新的数据库管理系统,新的数据模型：,面向对象数据库,对象-关系数据库,XML数据库 turn the Web into database,新的体系结构：,并行数据库 Very Large Database,分布式数据库 网络+数据库,新的数据库应用,时态数据库,管理被处理事件的历史性信息,管理数据库系统中元事件的时态信息,移动数据库,分布式数据库的扩展,数据库+无线网络,即时性+就地性,、汽车、PDA.,主动数据库,被动效劳：命令驱动,主动效劳：事件驱动,实时监控系统，异常情况主动处理.,模糊数据库,处理模糊对象,模糊专家系统，模拟计算.,实时数据库,对数据的“定时 存取和对“短暂有效数据的存取,工厂生产过程控制、证券交易、雷达跟踪.,空间数据库,几何数据,空间查询,演绎数据库,人工智能+数据库,