第1章 绪论--12 数据模型

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1、数据库原理与应用数据库原理与应用第第1 1章章 绪论（绪论（1.21.2）第第2 2页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论本章要点本章要点 本章从数据库基本概念与知识出发，依次介绍了数据库系统本章从数据库基本概念与知识出发，依次介绍了数据库系统的特点、数据模型的三要素及其常见数据模型、数据库系统的特点、数据模型的三要素及其常见数据模型、数据库系统的内部体系结构等重要概念与知识。的内部体系结构等重要概念与知识。 本章的另一重点是围绕数据库管理系统（本章的另一重点是围绕数据库管理系统（DataBase DataBase Management SystemManagement

2、 System，DBMSDBMS）介绍其功能、组成与操作，还）介绍其功能、组成与操作，还介绍了数据库技术的研究点及其发展变化情况。介绍了数据库技术的研究点及其发展变化情况。数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论第第3 3页页本章主要内容本章主要内容1.1 1.1 数据库系统概述数据库系统概述1.2 1.2 数据模型数据模型1.3 1.3 数据库系统结构数据库系统结构1.4 1.4 数据库系统的组成数据库系统的组成1.5 1.5 数据库技术的研究领域及其发展数据库技术的研究领域及其发展* * 1.6 1.6 小结小结习习 题题第第4 4页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第

3、第1 1章章 绪论绪论1.2 1.2 数据模型数据模型1.2.1 1.2.1 基础知识基础知识（理解）（理解）1.2.2 1.2.2 概念模型（概念模型（E-RE-R模型）模型） （掌握）（掌握）1.2.3 1.2.3 层次模型层次模型（了解）（了解）1.2.4 1.2.4 网状模型网状模型（了解）（了解）1.2.5 1.2.5 关系模型关系模型（掌握）（掌握）1.2.6 E-R1.2.6 E-R模型向关系模型的转换模型向关系模型的转换（补充）（补充）说明：层次、网状和关系模型属于基本数据模型，说明：层次、网状和关系模型属于基本数据模型，目前应用最广泛的是关系模型目前应用最广泛的是关系模型第第

4、5 5页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1.2.1 1.2.1 基础知识基础知识深入理解数据库：深入理解数据库： 数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量相数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量相关数据的集合。关数据的集合。 数据库中的数据按一定的数据库中的数据按一定的数据模型数据模型组织、描述和存储。组织、描述和存储。 现有的数据库系统均是基于某种数据模型的。现有的数据库系统均是基于某种数据模型的。第第6 6页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1.2.1 1.2.1 基础知识基础知识- -模型模型模型：模型：一张地图

5、，一个汽车模型，一个精致的航模飞机以一张地图，一个汽车模型，一个精致的航模飞机以及一组建筑设计沙盘都是具体的模型。所以，对于及一组建筑设计沙盘都是具体的模型。所以，对于模型，一眼望去，就会使人联想到真实生活中的事模型，一眼望去，就会使人联想到真实生活中的事物。物。模型是对现实世界的模拟和抽象。模型是对现实世界的模拟和抽象。数据模型是现实世界中数据模型是现实世界中数据特征数据特征的抽象。的抽象。第第7 7页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1.2.1 1.2.1 基础知识基础知识- -数据模型数据模型 数据模型的定义：数据模型的定义： 数据库中的数据是按一定的方式存储在

6、一起的，数据库中的数据是按一定的方式存储在一起的，其组织结构又称为数其组织结构又称为数据模型据模型，它决定了数据库中数据之间联系的表达方式。，它决定了数据库中数据之间联系的表达方式。 数据模型是抽象、表示和处理现实世界中数据和信息的工具。数据模型是抽象、表示和处理现实世界中数据和信息的工具。 数据模型的层次（分类）：数据模型的层次（分类）： 一种是独立于计算机系统，是现实世界的抽象，也是用户和数据库设一种是独立于计算机系统，是现实世界的抽象，也是用户和数据库设计人员交流的工具，即计人员交流的工具，即“概念数据模型（概念数据模型（E-RE-R模型）模型）”； 另一种则是直接涉及到计算机系统和数据

7、管理系统的数据模型，称为另一种则是直接涉及到计算机系统和数据管理系统的数据模型，称为“基本数据模型基本数据模型”（层次模型，网状模型，关系模型等）（层次模型，网状模型，关系模型等）. .第第8 8页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1.2.1 1.2.1 基础知识基础知识- -数据模型数据模型数据模型应满足三方面要求数据模型应满足三方面要求 能比较能比较真实真实地地模拟现实世界模拟现实世界 容易容易为人所为人所理解理解 便于在计算机上便于在计算机上实现实现数据模型组成要素：数据模型组成要素： 数据结构（逻辑结构，物理结构）数据结构（逻辑结构，物理结构） 数据操作数据操

8、作 数据的完整性约束数据的完整性约束第第9 9页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1.2.1 1.2.1 基础知识基础知识基本数据模型基本数据模型概念模型概念模型认识认识抽象抽象信息世界信息世界机器世界机器世界现实世界现实世界现实世界现实世界转换转换现实世界中客观对象的抽象过程现实世界中客观对象的抽象过程：第第1010页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1 1、概念数据模型、概念数据模型 完全不涉及信息在计算机系统的表示。完全不涉及信息在计算机系统的表示。 目前描述概念模型最常用的方法是目前描述概念模型最常用的方法是实体联系（实体联系（Ent

9、ity-Entity-RelationshipRelationship）方法，即）方法，即E ER R方法，使用的工具称为方法，使用的工具称为E ER R图。图。 E ER R图所描述的现实世界的信息结构称为图所描述的现实世界的信息结构称为实体联系模型实体联系模型（E ER R模型）。模型）。第第1111页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论2 2、基本数据模型、基本数据模型证号证号姓名姓名专业专业 名名性性 别别借书借书 数数10001王娟王娟计算机计算机1110002李宏李宏计算机计算机0210003朱小波朱小波计算机计算机0120002吴涛吴涛英语英语03直接面向

10、数据库的逻辑结构，例如层次、网状、关系等模型。直接面向数据库的逻辑结构，例如层次、网状、关系等模型。有严格的形式化定义，以便于在计算机系统中实现。有严格的形式化定义，以便于在计算机系统中实现。有严格定义的语法和语义的数据库语言，人们可以用这些语言有严格定义的语法和语义的数据库语言，人们可以用这些语言来定义操纵数据库中的数据。来定义操纵数据库中的数据。数据数据数据数据 数据数据 数据数据数据数据 数据数据数据数据数据数据数据数据数据数据数据数据数据数据数据数据层次模型层次模型网状模型网状模型关系模型关系模型第第1212页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论2 2、基本数据

11、模型、基本数据模型层次模型层次模型(Hierarchical Model)(Hierarchical Model)网状模型网状模型(Network Model)(Network Model)关系模型关系模型(Relational Model) (Relational Model) 面向对象模型面向对象模型* *(Object Oriented Model(Object Oriented Model）对象关系模型对象关系模型* *(Object Relational Model)(Object Relational Model)第第1313页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪

12、论绪论数据管理技术进入数据库阶段的标志是数据管理技术进入数据库阶段的标志是6060年代末的三件大事：年代末的三件大事：1.1. 19681968年美国年美国IBMIBM公司推出公司推出层次模型层次模型的的IMSIMS系统；系统；2.2. 19691969年美国年美国CODASYLCODASYL组织发布了组织发布了DBTGDBTG报告，总结了当时各式报告，总结了当时各式各样的数据库，提出各样的数据库，提出网状模型网状模型；3.3. 19701970年美国年美国IBMIBM公司的公司的E.F.CoddE.F.Codd连续发表论文，提出连续发表论文，提出关系模关系模型型，奠定了关系数据库的理论基础。

13、，奠定了关系数据库的理论基础。返回本节第第1414页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1.2.2 1.2.2 概念模型概念模型（E-RE-R模型）模型）概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。概念模型针对于抽象的信息世界。概念模型针对于抽象的信息世界。实体联系实体联系方法方法(E-R(E-R方法方法) ) 用用E-RE-R图来描述现实世界的概念模型图来描述现实世界的概念模型 E-RE-R方法也称为方法也称为E-RE-R模型模型第第1515页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论信息世界中的基本概念信

14、息世界中的基本概念 实体：实体：实体是指客观存在并可以相互区别的事物。实体是指客观存在并可以相互区别的事物。 属性属性( (字段字段) )：属性是指实体所具有的某一特性。属性是指实体所具有的某一特性。 码：码：码是指唯一标识实体的属性集。码是指唯一标识实体的属性集。 域：域：域是指属性的取值范围，具有相同的数据类型的数据集合。域是指属性的取值范围，具有相同的数据类型的数据集合。 实体型：实体型：具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。用实具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。用实体名及其属性名集合组成的形式，称为实体型。例如，体名及其属性名集合组成的形式，称为实体型。例如， 教师（教

15、师号，姓名，年龄，职称）就是一个教师实体型。教师（教师号，姓名，年龄，职称）就是一个教师实体型。 实体集：实体集：实体集是指同型实体的集合。如，全体教师。实体集是指同型实体的集合。如，全体教师。 联系：联系：在现实世界中，事物内部以及事物之间是有关联的。在现实世界中，事物内部以及事物之间是有关联的。 两个实体型之间的联系有以下三种：两个实体型之间的联系有以下三种： 一对一联系；一对多联系；多对多联系。一对一联系；一对多联系；多对多联系。第第1616页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1 1）E ER R图图 包括了包括了实体、属性和联系实体、属性和联系3 3种基本图素

16、。种基本图素。 实体用矩形框表示，属性用椭圆形框表示，联系用菱形框表实体用矩形框表示，属性用椭圆形框表示，联系用菱形框表示示, ,实体与属性与联系之间用无向直线连接。实体与属性与联系之间用无向直线连接。实体实体属性属性联系联系属性属性第第1717页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论2 2）三个基本图素介绍）三个基本图素介绍 实体：通常是客观存在并且可以互相区分的事物实体：通常是客观存在并且可以互相区分的事物。可以是实际。可以是实际的事物，如一名学生、一本书等；也可以是抽象的事件，如一的事物，如一名学生、一本书等；也可以是抽象的事件，如一场比赛、一个创意等。场比赛、一个

17、创意等。 属性：是描述对象的某个特性属性：是描述对象的某个特性。如：关于学生实体可用学号、。如：关于学生实体可用学号、姓名、性别、出生日期、籍贯等属性来描述；关于竞赛实体可姓名、性别、出生日期、籍贯等属性来描述；关于竞赛实体可用竞赛名、时间、地点、竞赛者、举办方等属性来描述。用竞赛名、时间、地点、竞赛者、举办方等属性来描述。 联系：是实体间的相互关系联系：是实体间的相互关系。他反映了客观事物间相互依存的。他反映了客观事物间相互依存的状态。状态。第第1818页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论图书借阅系统中实体与实体集属性的描述图书借阅系统中实体与实体集属性的描述 学生

18、图书借书证号姓名专业性别出生日期照片ISBN作者出版社价格复本数库存量借书数量第第1919页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论3 3）实体间的联系）实体间的联系 实体集之间存在各种关系，通常把这些关系称为实体集之间存在各种关系，通常把这些关系称为“联系联系”。例如一个班只能有一个正班长，反之一个正班长也只能在一例如一个班只能有一个正班长，反之一个正班长也只能在一个班级中任职，因此是个班级中任职，因此是“一对一一对一”的关系。的关系。例如一个班级中有若干名学生，每个学生只在一个班级中学例如一个班级中有若干名学生，每个学生只在一个班级中学习，因此是习，因此是“一对多一对多

19、”的关系。的关系。 例如例如“教师教师”与与“课程课程”有有“授课授课”关系，由于一个老师可关系，由于一个老师可以教授多门课程，而一门课程也可以由多个教师教授，所以以教授多门课程，而一门课程也可以由多个教师教授，所以，教师和课程的，教师和课程的“授课授课”关系是关系是“多对多多对多”的关系。的关系。 第第2020页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论 两个实体型之间的联系两个实体型之间的联系实体型实体型A联系名联系名实体型实体型B111:1联系联系实体型实体型A联系名联系名1n1:n联系联系实体型实体型A实体型实体型B联系名联系名mnm:n联系联系实体型实体型B用图形来

20、表示两个实体型之间的这三类联系用图形来表示两个实体型之间的这三类联系 第第2121页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论（1 1）一对一的联系（）一对一的联系（1111） A A中的一个实体至多与中的一个实体至多与B B中的一个实体相联系，中的一个实体相联系，B B中的一个实体也至多与中的一个实体也至多与A A中的一个实体相联系。中的一个实体相联系。如厂长管理工厂、班级和正班长、学校和校长等如厂长管理工厂、班级和正班长、学校和校长等关系。关系。第第2222页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论厂长姓名年龄性别工厂入厂时间管理11厂名厂龄地址第第2

21、323页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论（2 2）一对多的联系（）一对多的联系（1N1N） A A中的一个实体至多与中的一个实体至多与B B中的多个实体相联系，中的多个实体相联系，B B中的一个实体至多与中的一个实体至多与A A中中的一个实体相联系。的一个实体相联系。如例如：如例如：“班级班级”与与“学生学生”这两个实体集之间的这两个实体集之间的联系是一对多的联系。联系是一对多的联系。班级班级名称班级号人数学生班主任包括1N学号姓名性别第第2424页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论（3 3）多对多的联系（）多对多的联系（MNMN） A A

22、中的一个实体至多与中的一个实体至多与B B中的多个实体相联系，中的多个实体相联系，B B中的一个实体也可以与中的一个实体也可以与A A中的多个实体相联系。中的多个实体相联系。如例如：如例如： “ “学生学生” ” 与与“课程课程”或者或者“学生学生” ” 与与“图书图书”。学生学号姓名性别课程专业选修MN课程号课程名学分第第2525页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论 多个实体型之间的联系多个实体型之间的联系供应商供应商供应供应项目项目mp两个以上实体型间两个以上实体型间m:n联系联系零件零件n课程课程讲授讲授教师教师1m两个以上实体型间两个以上实体型间1:n联系联系

23、参考书参考书n两个以上的实体型内的各实体之间也可以存在一对一，一对两个以上的实体型内的各实体之间也可以存在一对一，一对多，多对多的联系多，多对多的联系 。第第2626页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论 单个实体型内的联系单个实体型内的联系同一个实体型内的各实体之间也可以存在一对一，一对多，同一个实体型内的各实体之间也可以存在一对一，一对多，多对多的联系多对多的联系 。职工职工领导领导1n单个实体型内部单个实体型内部1:n联系联系实体型实体型1联系名联系名mn单个实体型内的单个实体型内的m:n联系联系第第2727页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪

24、论绪论4 4）E-RE-R图实例图实例例题例题1 1：已知学生实体具有学号、姓名、性别、班级：已知学生实体具有学号、姓名、性别、班级号与年龄属性，班级实体具有班级号、班级名、人号与年龄属性，班级实体具有班级号、班级名、人数、教室与所属学院属性，试画出它们的数、教室与所属学院属性，试画出它们的E-RE-R图，并图，并建立其间的联系。建立其间的联系。1 1、建立两个实体与属性的联系、建立两个实体与属性的联系2 2、建立实体间的联系、建立实体间的联系第第2828页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论班级班级名班级号学生教室属于1N学号姓名性别人数班级号年龄学院第第2929页页

25、数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论4 4）E-RE-R图实例图实例例题例题2 2：用：用E-RE-R图表示某个工厂物资管理的概念模型图表示某个工厂物资管理的概念模型 实体实体 仓库：仓库： 仓库号、面积、电话号码仓库号、面积、电话号码 零件零件 ：零件号、名称、规格、单价、描述：零件号、名称、规格、单价、描述 供应商：供应商号、姓名、地址、电话号码、帐号供应商：供应商号、姓名、地址、电话号码、帐号 项目：项目号、预算、开工日期项目：项目号、预算、开工日期 职工：职工号、姓名、年龄、职称职工：职工号、姓名、年龄、职称 第第3030页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第

26、1 1章章 绪论绪论进一步分析实体之间的联系（语义）：进一步分析实体之间的联系（语义）： ( (1)1)一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中。仓库一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中。仓库和零件具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数和零件具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。量。(2)(2)一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作，仓一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作，仓库和职工之间是一对多的联系。库和职工之间是一对多的联系。(3)(3)职工之间具有领导职工之间具有领导- -被

27、领导关系，即仓库主任领导若干保管员。职工实被领导关系，即仓库主任领导若干保管员。职工实体型中具有一对多的联系。体型中具有一对多的联系。(4)(4)供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系第第3131页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论第第3232页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论评价评价E-RE-R模型模型数据库开发的早期改正错误，比晚期容易和便宜，数据库开发的早期改正错误，比晚期容易和便宜，一旦数据库设计完成，数据已经装入，处理数据的一旦数据库设计完成，数据已经装入，处理数据的应用程序已经编完再

28、做修改，就需要大量的返工，应用程序已经编完再做修改，就需要大量的返工，甚至可能引发其他的错误和问题。因此在转换成数甚至可能引发其他的错误和问题。因此在转换成数据模型之前，对概念模型进行评价是必要的。评价据模型之前，对概念模型进行评价是必要的。评价的方法是由的方法是由设计人员和用户设计人员和用户构造各种可能的查询问构造各种可能的查询问题，然后把问题施加到设计上，用来检查设计的合题，然后把问题施加到设计上，用来检查设计的合理性，虽然这种评价不能证明设计的正确性，但可理性，虽然这种评价不能证明设计的正确性，但可以用来发现潜在的问题。以用来发现潜在的问题。第第3333页页数据库原理与应用数据库原理与应

29、用-第第1 1章章 绪论绪论课后作业课后作业 1 1、请用、请用E ER R模型描述模型描述“教师教师”、“学生学生”和和“课程课程”3 3个实个实体集的属性及实体集之间的联系。体集的属性及实体集之间的联系。 2 2、请用、请用E ER R模型描述模型描述“职工职工”与其工作与其工作“部门部门”两个实体集两个实体集的属性及实体集之间的联系。的属性及实体集之间的联系。 3 3、设有、设有“商品商品”实体型实体型 , , 每种商品具有属性每种商品具有属性“商品编号商品编号”、“商品名称商品名称”、“单价单价”、“产地产地”，另有，另有“顾客顾客”实体实体型型 , , 具有属性具有属性“顾客编号顾客

30、编号”、“姓名姓名”、“住址住址”等等 , , “顾客顾客”与与“商品商品”的联系上有属性的联系上有属性“数量数量”。将有关实体型。将有关实体型及其联系画出及其联系画出 E-R E-R 模型图模型图 。 4 4、如果要开发一个学生成绩管理系统，请用、如果要开发一个学生成绩管理系统，请用E ER R图描述该系图描述该系统的概念模型。统的概念模型。返回本节第第3434页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1.2.3 1.2.3 层次模型层次模型 层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型。层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型。 美国美国IBMIBM公司推出的公司推出的IM

31、SIMS（Information Management SystemInformation Management System）系统是最典型的层次数据结构，曾在商业上得到了广泛应用。系统是最典型的层次数据结构，曾在商业上得到了广泛应用。 层次模型用层次模型用树形结构树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。来表示各类实体以及实体间的联系。结点结点表示实体，指针表示联系，联系作为存取路径。表示实体，指针表示联系，联系作为存取路径。 第第3535页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1 1）层次模型的数据结构）层次模型的数据结构满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型满

32、足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型1. 1. 有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点根结点（根唯一）根唯一）2. 2. 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点根以外的其它结点有且只有一个双亲结点（双亲唯一）（双亲唯一）层次模型中的几个术语层次模型中的几个术语 根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点第第3636页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论 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 叶结点叶结点一个层次模型的示例一个层次

33、模型的示例根根结结点：没有双亲点：没有双亲结结点点兄弟兄弟结结点：同一双亲的点：同一双亲的子女子女结结点点叶叶结结点：没有子女点：没有子女结结点点层次模型中的几个术语层次模型中的几个术语第第3737页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论层次模型的特点层次模型的特点结点的双亲是唯一的结点的双亲是唯一的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何记录值只有按其路径查看时，才能显出任何记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义它的全部意义没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在独立存在第第3838页页数据库原理与

34、应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论教员学生层次数据库模型教员学生层次数据库模型教员学生层次数据库模型教员学生层次数据库模型 根结点根结点叶结点叶结点系的子女结点系的子女结点教员的双亲结点教员的双亲结点第第3939页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论教员学生层次数据库模型教员学生层次数据库模型教员学生层次数据库的一个值教员学生层次数据库的一个值 第第4040页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论2 2）层次模型的相关约束）层次模型的相关约束 层次模型的数据操作层次模型的数据操作 查询，插入，删除，更新查询，插入，删除，更新 v层次模型

35、的完整性约束条件层次模型的完整性约束条件 无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值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，则相应的子女结点值也被同时删除如果删除双亲结点值，则相应的子女结点值也被同时删除更新操作时，应更新所有相应记录，以保证数据的一致性更新操作时，应更新所有相应记录，以保证数据的一致性第第4141页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论3 3）层次模型的优缺点）层次模型的优缺点优点优点：结构简单，易于实现。结构简单，易于实现。缺点缺点：不能表示两个以上实体型之间的复杂联系和实体不能表示两个以上实体型之间的复杂联系和实体型之间的多对多的联系；

36、型之间的多对多的联系；对插入和删除操作的限制比较多。对插入和删除操作的限制比较多。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。由于结构严密，层次命令趋于程序化。由于结构严密，层次命令趋于程序化。返回本节第第4242页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1.2.4 1.2.4 网状网状模型（模型（network modelnetwork model） 网状模型与层次模型的最大区别在于网状模型与层次模型的最大区别在于两个结点之间两个结点之间的联系可以不唯一的联系可以不唯一，因此要为每个联系命名。，因此要为每个联系命名。 网状数据模型的典型代表是网状数据模型的

37、典型代表是DBTGDBTG系统系统，由美国数据，由美国数据系统研究会系统研究会CODASYLCODASYL下属的一个数据库任务组下属的一个数据库任务组DBTGDBTG提出（提出（Data Base Task GroupData Base Task Group），对网状数据库的），对网状数据库的开发和发展起了重大影响。开发和发展起了重大影响。第第4343页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论第第4444页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论网状模型与层次模型的区别网状模型与层次模型的区别 网状模型与层次模型的区别：网状模型与层次模型的区别： 网状模

38、型可以更直接地去描述现实世界网状模型可以更直接地去描述现实世界 层次模型实际上是网状模型的一个特例层次模型实际上是网状模型的一个特例 网状模型允许多个结点没有双亲结点网状模型允许多个结点没有双亲结点 网状模型允许结点有多个双亲结点网状模型允许结点有多个双亲结点 网状模型允许两个结点之间有多种联系（复合联系）网状模型允许两个结点之间有多种联系（复合联系）第第4545页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论网状数据模型特点网状数据模型特点网状数据模型特点：网状数据模型特点：1.1. 多根多根：允许一个以上的结点无双亲：允许一个以上的结点无双亲2.2. 多父多父：一个结点可以有

39、多于一个的双亲：一个结点可以有多于一个的双亲3.3. 多联系多联系：允许两个结点间有多种联系（复合联系）：允许两个结点间有多种联系（复合联系）第第4646页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论网状模型的相关约束网状模型的相关约束 网状数据模型的操纵主要包括查询、插入、删除和更新数据。网状数据模型的操纵主要包括查询、插入、删除和更新数据。 插入操作允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点值。插入操作允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点值。 删除操作允许只删除双亲结点值。删除操作允许只删除双亲结点值。 更新操作时只需更新指定记录即可。更新操作时只需更新指定记录即可。 查询操作可

40、以有多种方法，可根据具体情况选用。查询操作可以有多种方法，可根据具体情况选用。第第4747页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论网状数据模型的优缺点网状数据模型的优缺点优点优点 更直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个更直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲双亲 具有良好的性能，存取效率较高具有良好的性能，存取效率较高缺点缺点 结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握握 DDLDDL、DMLDML语言复杂，用户不容易使用语言复杂，用户

41、不容易使用返回本节第第4848页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1.2.5 1.2.5 关系模型关系模型 19701970年美国年美国IBMIBM公司研究员公司研究员E.F.CoddE.F.Codd提出关系模型。提出关系模型。 关系模型是最重要的数据模型，其应用最为广泛，关系模型是最重要的数据模型，其应用最为广泛，AccessAccess、Visual FoxproVisual Foxpro、SQL ServerSQL Server、OracleOracle、SybaseSybase等都属于关等都属于关系模型数据库系统。系模型数据库系统。 基于关系模型的数据库称为关

42、系数据库基于关系模型的数据库称为关系数据库。 在用户看来，在用户看来，一个关系模型的逻辑结构是一张二维表，它由一个关系模型的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。行和列组成。第第4949页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1.2.5 1.2.5 关系模型关系模型19701970年美国年美国IBMIBM公司研究员公司研究员E.F.CoddE.F.Codd提出关系模型，以集提出关系模型，以集合论和关系代数为理论基础。合论和关系代数为理论基础。 1 1、实体和联系都用、实体和联系都用二维表二维表来描述，表也称来描述，表也称关系关系。 2 2、数据的逻辑结构：二维表、数据的逻

43、辑结构：二维表 数据的存储结构：表对应存储文件。存取路径对用户透明数据的存储结构：表对应存储文件。存取路径对用户透明 3 3、数据操作：关系（集合）运算、数据操作：关系（集合）运算 4 4、数据约束：、数据约束：实体完整性实体完整性参照完整性参照完整性用户定义的完整性用户定义的完整性 第第5050页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论 教师号 姓名 年 龄 职称 001 肖正 28 讲师 002 赵珊 40 教授 003 张昆 34 副教授 关关 系系 教师登记表 关关系系名名 属属性性名名或或属属性性列列 元元 组组 集集合合 元元组组或或行行 关关系系模模式式 主主

44、 码码 列中所有可能的值称为域域 某一分分量量 第第5151页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1 1）关系数据模型的相关概念）关系数据模型的相关概念元组（元组（TupleTuple）表中的一行即为一个元组，也称为一条表中的一行即为一个元组，也称为一条记录记录。属性（属性（AttributeAttribute）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（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（字段字段名）。名）。码（键）（码（键）（KeyKey）（候选码）（候选码）表中的某个属性组，它可以唯一确定元组。表中的某个属性组，它可以唯一确定元组。

45、主码（主键）（主码（主键）（Primary KeyPrimary Key）关系模式中用户正在使用的码称为主码。关系模式中用户正在使用的码称为主码。外码（外键）（外码（外键）（Foreign KeyForeign Key）：）：如果模式如果模式R R中的某属性是其他模式的主码，那么该属性集为模式中的某属性是其他模式的主码，那么该属性集为模式R R的外码。的外码。第第5252页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1 1）关系数据模型的相关概念）关系数据模型的相关概念域（域（DomainDomain）：）：属性的取值范围属性的取值范围分量：分量：元组中的一个属性值元组中的一个

46、属性值关系：关系：一个关系对应通常说的一张表，元组的集合可称为关系。一个关系对应通常说的一张表，元组的集合可称为关系。关系模式：关系模式：对关系的描述对关系的描述关系名（属性关系名（属性1 1，属性，属性2 2，属性，属性n n）如：学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）如：学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级） 课程（课程号，课程名，学分）课程（课程号，课程名，学分）第第5353页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论2 2）关系数据模型的特点）关系数据模型的特点 在关系模型中，实体以及实体间的联系都是用关系（二维表）在关系模型中，实体以及实体间的联系都是用关系（二

47、维表）来表示。即用表格结构表达实体集。来表示。即用表格结构表达实体集。 用外码（键）表达实体间的联系。用外码（键）表达实体间的联系。 关系模型是由若干个关系模式组成的集合。关系模型是由若干个关系模式组成的集合。 关系模型是型，关系是值。关系模型是型，关系是值。 关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项，即不允许表中关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项，即不允许表中还有表。还有表。 关系中不允许出现相同的元组。关系中不允许出现相同的元组。出产日期 产品号 产品名 型号 年 月 日 032456 风扇 A134 2004 05 12 第第5454页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1

48、章章 绪论绪论关系术语和一般表格的术语对比关系术语和一般表格的术语对比 关系术语关系术语一般表格的术语一般表格的术语关系名关系名表名表名关系模式关系模式表头（表格的描述）表头（表格的描述）关系关系（一张）二维表（一张）二维表元组元组记录或行记录或行属性属性列列属性名属性名列名列名属性值属性值列值列值分量分量一条记录中的一个列值一条记录中的一个列值非规范关系非规范关系表中有表（大表中嵌有小表）表中有表（大表中嵌有小表）关系术语和一般表格的术语对比关系术语和一般表格的术语对比 表表第第5555页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论3 3）关系数据模型）关系数据模型的操作与的

49、操作与完整性约束完整性约束 关系模型的数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系模型的数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合关系，即若干元组的集合 查询，插入，删除，更新。查询，插入，删除，更新。（CRUDCRUD） 存取路径对用户隐蔽，用户只要指出存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么干什么”，不必详细，不必详细说明说明“怎么干怎么干”。 关系的完整性约束条件关系的完整性约束条件 实体完整性实体完整性（组成主码的属性不能有空值）（组成主码的属性不能有空值） 参照完整性参照完整性（不允许引用不存在的元组）（不允许引用不存在的元组） 用户定义的完整性用户定义的完整

50、性（针对某一具体数据的约束条件，由（针对某一具体数据的约束条件，由应用决定）应用决定）第第5656页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论4 4）关系数据模型的存储结构）关系数据模型的存储结构实体及实体间的联系都用表来表示实体及实体间的联系都用表来表示表以文件形式存储表以文件形式存储 有的有的DBMSDBMS一个表对应一个操作系统文件一个表对应一个操作系统文件 有的有的DBMSDBMS自己设计文件结构自己设计文件结构第第5757页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论5 5）关系数据模型的优缺点）关系数据模型的优缺点优点优点 建立在严格的数学理论的基

51、础上建立在严格的数学理论的基础上 概念单一（关系）概念单一（关系） 关系模型的存取路径对用户透明关系模型的存取路径对用户透明缺点缺点v查询效率往往不如非关系数据模型查询效率往往不如非关系数据模型（查询优化）（查询优化）v增加了开发增加了开发DBMSDBMS的难度。的难度。返回本节第第5858页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1.2.6 E-R1.2.6 E-R模型向关系模型的模型向关系模型的转换（补充）转换（补充） 用用E-RE-R图描述了系统中实体集与实体集之间的联系，但是图描述了系统中实体集与实体集之间的联系，但是E-RE-R模型只能说明实体间语义的联系，还不能

52、进一步说明详细的模型只能说明实体间语义的联系，还不能进一步说明详细的数据结构。数据结构。 一般遇到一个实际的问题，总是先设计一个一般遇到一个实际的问题，总是先设计一个E-RE-R模型，然后模型，然后再把再把E-RE-R模型转换为计算机可以实现的数据模型，在这里以模型转换为计算机可以实现的数据模型，在这里以关系模型为例。关系模型为例。 前面已经介绍了实体集之间的联系，为（前面已经介绍了实体集之间的联系，为（1 1：1 1）、（）、（1 1：n n）和（和（m m：n n）3 3种联系之一，下面根据种联系之一，下面根据3 3种联系介绍从种联系介绍从E-RE-R图获图获得关系模式的方法。得关系模式的

53、方法。第第5959页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1 1（1111）联系的）联系的E-RE-R图到关系模式的转换图到关系模式的转换2 2（1n1n）联系的）联系的E-RE-R图到关系模式的转换图到关系模式的转换3 3（mnmn）联系的）联系的E-RE-R图到关系模式的转换图到关系模式的转换第第6060页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1 1、1111联系的联系的E-RE-R图到关系模式的转换图到关系模式的转换转换原则：转换原则：每个实体集各对应一个关系模式；每个实体集各对应一个关系模式；对于（对于（1 1：1 1）的）的联系：联系：1

54、1）单独对应一个关系模式：由联系属性、参与联系的各实）单独对应一个关系模式：由联系属性、参与联系的各实体集的主码构成关系模式，其主码可选参与联系的实体集的体集的主码构成关系模式，其主码可选参与联系的实体集的任一的主码。任一的主码。2 2）（推荐）（推荐）由联系属性及一方的主码加入到另一方实体集由联系属性及一方的主码加入到另一方实体集对应的关系模式。对应的关系模式。第第6161页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1111联系的联系的E-RE-R图到关系模式的转换图到关系模式的转换方法方法1 1：班级（班级（班级编号班级编号，院系，专业，人数），院系，专业，人数）正班长（

55、正班长（学号学号，姓名），姓名）属于（属于（学号学号，班级编号班级编号）方法方法2 2：班级（班级（班级编号班级编号，院系，专业，人数），院系，专业，人数）正班长（正班长（学号学号，姓名，姓名，班级编号班级编号）第第6262页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论厂长厂长姓名姓名年龄年龄性别性别工厂工厂入厂时间入厂时间管理管理11厂名厂名成立时间成立时间地址地址身份证号身份证号编号编号请写出该请写出该E-RE-R模型的关系模式模型的关系模式第第6363页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论方法方法1 1：厂长（厂长（身份证号身份证号，姓名，年龄，性

56、别，入厂时间），姓名，年龄，性别，入厂时间）工厂（工厂（工厂编号工厂编号，厂名，成立时间，地址），厂名，成立时间，地址）管理（管理（身份证号身份证号，工厂编号工厂编号）方法方法2 2：厂长（厂长（身份证号身份证号，姓名，年龄，性别，入厂时间），姓名，年龄，性别，入厂时间）工厂（工厂（工厂编号工厂编号，厂名，成立时间，地址，厂名，成立时间，地址，身份证号身份证号）第第6464页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论2 2、1n1n联系的联系的E-RE-R图到关系模式的转换图到关系模式的转换转换原则：转换原则：每个实体集各对应一个关系模式；每个实体集各对应一个关系模式；对于（

57、对于（1 1：n n）的）的联系：联系：1 1）单独对应一个关系模式：由联系属性、参与联系的各实体）单独对应一个关系模式：由联系属性、参与联系的各实体集的主码构成关系模式，集的主码构成关系模式，n n端的主码为该关系模式的主码端的主码为该关系模式的主码。2 2）由联系属性及）由联系属性及1 1端的主码加入到端的主码加入到n n端实体集对应的关系模式端实体集对应的关系模式中，中，主码仍为主码仍为n n端的主码端的主码。第第6565页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论1n1n联系的联系的E-RE-R图到关系模式的转换图到关系模式的转换方法方法1 1：班级（班级（班级编号班

58、级编号，院系，专业，人数），院系，专业，人数）学生（学生（学号学号，姓名，年龄，性别），姓名，年龄，性别）属于（属于（学号学号，班级编号班级编号）方法方法2 2：班级（班级（班级编号班级编号，院系，专业，人数），院系，专业，人数）学生学生（学号学号，姓名，年龄，性别，姓名，年龄，性别，班班级编号级编号）第第6666页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论 练习：现有一个银行数据库，包括顾客和帐户的信息。顾客练习：现有一个银行数据库，包括顾客和帐户的信息。顾客信息包括姓名，地址，电话，社会保险号。帐户包括编号，信息包括姓名，地址，电话，社会保险号。帐户包括编号，类型（例如存

59、款，支票）和金额，请将该类型（例如存款，支票）和金额，请将该E-RE-R模型图转换为模型图转换为关系模式。关系模式。顾客顾客身份证号码身份证号码姓名姓名地址地址拥有拥有1账户账户编号编号金额金额n电话电话社会保险号社会保险号类型类型关系模式关系模式1 1：顾客（顾客（身份证号码身份证号码，姓名，地址，电话，社会保险号），姓名，地址，电话，社会保险号）帐户（帐户（编号编号，金额，类型，金额，类型，身份证号码身份证号码）第第6767页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论3 3、mnmn联系的联系的E-RE-R图到关系模式的转换图到关系模式的转换转换原则：转换原则： 每个实体

60、集各对应一个关系模式；每个实体集各对应一个关系模式； 对于（对于（m m：n n）的联系，）的联系，单独对应一个关系模式单独对应一个关系模式，该关系模式，该关系模式包括联系的属性、参与联系的各实体集的主码属性，该关系包括联系的属性、参与联系的各实体集的主码属性，该关系模式的主码由各实体集的主码属性共同组成。模式的主码由各实体集的主码属性共同组成。第第6868页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论（mnmn）联系的）联系的E-RE-R图到关系模式的转换图到关系模式的转换关系模式：关系模式：学生（学生（学号学号，姓名，专业，班级，出生日期，性别，照片），姓名，专业，班级，出

61、生日期，性别，照片）课程（课程（课程编号课程编号，课程名称，课程类别，学分），课程名称，课程类别，学分）选课（选课（学号学号，课程编号课程编号，成绩），成绩）第第6969页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论在设计好一个项目的关系模式后，下一步在设计好一个项目的关系模式后，下一步的任务是的任务是选择合适的数据库管理系统选择合适的数据库管理系统，利用，利用其提供的命令语句，创建数据库，创建数据其提供的命令语句，创建数据库，创建数据库的关系表，输入相应数据，并根据需要对库的关系表，输入相应数据，并根据需要对数据库中的数据进行各种操作。数据库中的数据进行各种操作。第第7070

62、页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论例例1 1：某学校的教学管理系统的：某学校的教学管理系统的E-RE-R图模型的实体有图模型的实体有：教师，学生，项目，课程，其：教师，学生，项目，课程，其 E-RE-R图如图所示，图如图所示，请将请将E-RE-R图转换为关系模式。图转换为关系模式。教师教师课程课程学生学生项目项目教师号教师号教师名教师名职称职称项目号项目号项目名项目名负责人负责人课程号课程号课程名课程名分数分数学号学号姓名姓名性别性别年龄年龄选修选修任课任课参加参加nm1nnm第第7272页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论关系模式：关系模

63、式：教师教师( (教师号教师号, ,教师名教师名, ,职称职称) )课程课程( (课程号课程号, ,教师号教师号, ,课程名课程名, ,分数分数) )学生学生( (学号学号, ,姓名姓名, ,性别性别, ,年龄年龄) )项目项目( (项目号项目号, ,项目名项目名, ,负责人负责人) )参加参加( (教师号教师号, ,项目号项目号) )选修选修( (学号学号, ,课程号课程号) )第第7373页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪论例例2 2：请将该：请将该E-RE-R图转换为关系模式图转换为关系模式第第7474页页数据库原理与应用数据库原理与应用-第第1 1章章 绪论绪

64、论关系模式：关系模式：仓库仓库（仓库号仓库号，面积面积，电话号码电话号码）零件零件 （零件号零件号，名称名称，规格规格，单价单价，描述描述）供应商供应商（供应商号供应商号，姓名姓名，地址地址，电话号码电话号码，帐号帐号）项目项目（项目号项目号，预算预算，开工日期开工日期）职工职工（职工号职工号，姓名姓名，年龄年龄，职称职称，仓库号），仓库号）供应供应1 1（供应商号供应商号，项目号项目号，供应量），供应量）供应供应2 2（供应商号供应商号，零件号零件号，供应量），供应量）供应供应3 3（项目号项目号，零件号零件号，供应量），供应量）库存（库存（仓库号仓库号，零件号零件号，库存量），库存量）返回本节