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第 2 章 数据模型与概念模型

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第 2 章 数据模型与概念模型. ● 2.1 信息的三种世界及其描述 ● 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 常见的三种数据模型 ● 2.3.1 数据模型概述 ● 2.3.2 层次模型及特点 ● 2.3.3 网状模型及特点 ● 2.3.4 关系模型概述. ● 2.1 信息的三种世界及其描述 1. 信息的现实世界

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Presentation Transcript
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第2章数据模型与概念模型

●2.1 信息的三种世界及其描述

●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 常见的三种数据模型

● 2.3.1 数据模型概述

● 2.3.2 层次模型及特点

● 2.3.3 网状模型及特点

● 2.3.4 关系模型概述

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●2.1 信息的三种世界及其描述

1. 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、事务之间的相互联系及事物的发生、变化过程

1) 实体(Entity):现实世界中存在的可以相互区分的事物或概念称为实体。

2) 实体的特征(Entity Characteristic):每个实体都有自己的特征,利用实体的特征可以区别不同的实体。

3) 实体集(Entity Set)及实体集间的联系(Relation):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。

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2. 信息世界

在信息世界中:现实世界事物反映到人头脑中,经过认识、选择、命名和分类等综合分析形成的印象和概念,并进行的描述。

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。

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。

3. 信息的计算机世界

  • 数据项(Item):数据项是对象属性的数据表示。
  • 2) 记录(Record):记录是实例的数据表示。
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3) 文件(File):文件是对象的数据表示,是同类记录的集合。

4) 数据模型(Data Model):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. 现实世界、信息世界和计算机世界的关系

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●2.2 概念模型及其表示

● 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)及内容

(1) 对象(Object)和实例(Instance)

对象也称为实体型。现实世界中,具有相同性质、服从相同规则的一类事物(概念)的抽象称为对象,对象是实体集数据化的结果。对象中的每一个具体的事物(实体)为该对象的实例。

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(2) 属性(Attribute)

属性为实体的某一方面特征的抽象表示。

(3) 主码(Primary Key)和次码(Secondary Key)

码也称关键字,它能够惟一标识一个实体;实体集中不能惟一标识实体属性的叫次码。

(4) 域(Domain)

属性的取值范围称为属性的域。

2. 实体联系的类型

(1) 两个实体集之间的联系

1) 一对一联系(1:1)

2) 一对多联系(1:n)

3) 多对多联系(m:n)

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(2) 多实体集之间的联系

1) 多实体集之间的一对多联系

2) 多实体集之间的多对多联系

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● 2.2.2 概念模型的表示方法

1) 用长方形表示实体集,长方形内写明实体集名。

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。

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实体集连接起来,在线段旁标出联系的类型

课堂练习:P42 5

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●2.3 常见的三种数据模型

● 2.3.1 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。

1. 数据模型的三要素

1) 数据结构:所研究的对象类型(Object Type)的集合。

包括:与数据类型、内容、性质有关的对象;与数据之间联系有关的对象。

2) 数据操作:对数据库中各种数据对象允许执行的操作集合。

包括操作对象和有关的操作规则两部分。

3) 数据约束条件:一组数据完整性规则的集合。

2. 常见的数据模型

层次模型(Hierarchical Model)、网状模型(Network Model)和关系模型(Relational Model)

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3 层次模型中多对多联系的表示

必须进行转换

(1)冗余结点法

(2)虚拟结点法。

4.层次模型的存储结构

  • 邻接存储法
  • 链接存储法
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● 2.3.2 层次模型及特点

1. 层次模型的数据结构

(1) 层次模型的定义

1) 有且仅有一个结点没有双亲结点,这个结点称为根结点。

2) 除根结点之外的其他结点有且只有一个双亲结点。

(2) 层次模型的数据表示方法

实体集使用记录表示;记录型包含若干个字段;记录值表示实体;记录之间的联系使用基本层次联系表示。

(3) 层次模型的特点

层次模型像一棵倒立的树,只有一个根结点,有若干个叶结点,结点的双亲是惟一的. 例如:

教学院系数据对应的一个实例:

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2. 层次模型的数据操作和完整性约束条件

1) 在进行插入记录值操作时,如果没有指明相应的双亲记录值(首记录值),则不能插入子女记录值(属记录值)。

2) 进行删除记录操作时,如果删除双亲记录值(首记录值),则相应的子女结点值(属记录值)也同时被删除。

3) 进行修改记录操作时,应修改所有相应记录,以保证数据的一致性。

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● 2.3.3 网状模型及特点

1. 网状模型的数据结构

(1) 网状模型结构的基本特征

1) 有一个以上的结点没有双亲。

2) 结点可以有多于一个的双亲。

(2) 网状模型的数据表示方法

1) 使用记录和记录值表示实体集和实体;

2)联系(系)用结点间的有向线段表示。

2. 网状模型的完整性约束条件

1) 支持记录码的概念。码即惟一标识记录的数据项的集合。

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。

3) 可以支持双亲记录和子女记录之间某些约束条件。

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● 2.3.4 关系模型概述

1. 关系模型的数据结构

(1) 关系模型中的主要术语

1) 关系(Relation)。一个关系对应通常所说的一张二维表,如表2-2。

2) 元组(Tuple)。表中的一行称为一个元组。

3) 属性(Attribute)。表中的一列称为一个属性。

4) 主码(Primary Key)。表中的某个属性或属性组,它们的值可以惟一

地确定一个元组,且属性组中不含多余的属性,这样的属性或属性组称为关系的码。

5) 域(Domain)。属性的取值范围称为域。

6) 分量(element)。元组中的一个属性值称为分量。

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7) 关系模式(Relation mode)。关系的型称为关系模式,关系模式是对关系的描述。

关系模式一般的表示是:关系名(属性1,属性2,…,属性n).

(2) 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:

学生(学号,姓名,性别,年龄,所在系);

课程(课程号,课程名,先行课);

选修(学号,课程号,成绩).

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2. 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。

关系中的数据操作是集合操作。

关系操作语言都是高度非过程的语言

关系的完整性约束条件包括三类:实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。

3. 关系模型与非关系模型比较

1) 关系数据模型建立在严格的数学基础之上。

2) 关系数据模型的概念单一,容易理解。

3) 关系数据模型的存取路径对用户隐蔽。

4) 关系模型中的数据联系是靠数据冗余实现的。

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作业
  • P34
  • 1、4、6、7