第2章 数据模型
数据库原理与应用(清华大学版)课后答案-第2章-数据模型
数 据 模 型2。
1 练习题2及参考答案1。
什么是关系？什么是关系框架？关系之间实现联系的手段是什么?什么是关系数据库？答：关系是一张二维表,即元组的集合.关系框架是一个关系的属性名表。
形式化表示为：R （A1,A2,…,An)，其中：R 为关系名，Ai 为关系的属性名。
关系之间实现联系的手段是通过关系之间的公共属性来实现联系。
关系数据库是指对应于一个关系模型的所有关系的集合。
2. 某医院病房计算机管理中需如下信息：科室：科名、科地址、科电话、医生姓名 病房：病房号、床位数、所属科室名医生：姓名、职称、所属科室名、年龄、工作证号 病人：病历号、姓名、性别、诊断医生、病房号其中，一个科室有多个病房、多个医生；一个病房只能属于一个科室；一个医生只属于一个科室，但可负责多个病人的诊治;一个病人的主治医生只有一个。
设计该计算机管理系统的E-R 图.答：对应的E —R 图如图2。
1所示.第 章2图2.1 E—R图3。
学校有若干个系,每个系有若干名教师和学生；每个教师可以教授若干门课程,并参加多个项目；每个学生可以同时选修多门课程。
请设计某学校的教学管理的E-R模型,要求给出每个实体、联系的属性。
答:该学校的教学管理E-R模型有以下实体:系、教师、学生、项目、课程。
各实体属性如下：系(系编号，系名，系主任）教师（教师编号,教师姓名，职称）学生（学号，姓名，性别，班号）项目（项目编号，名称，负责人）课程（课程编号,课程名,学分）各实体之间的联系如下：教师担任课程的1：n“任课”联系教师参加项目的n：m“参加"联系学生选修课程的n:m“选修"联系系、教师和学生之间的所属关系的1：m:n“领导”联系对应的E—R模型如图2。
2所示。
第2章 数据模型3系领导项目 系编号 系名 课程编号 系主任 学生 姓名 学号 性别班号选修 教师课程任课课程名学分成绩职称参加 项目编号 负责人名称 教师编号教师姓名1m nmn 1nnm 图2。
第2章 关系数据库数学模型
关系——二维表（行列），实体及其联系 都用关系表示。在用户看来关系数据的逻辑模 型就是一张二维表。
关系数据模型概述（续I）
关系操作 查询： 1）选择Select； 4）除Divide； Intersection； 编辑： 1）增加Insert； Update；
2）投影Project； 3）连接Join； 5）并Union； 6）交 7）差Difference；
三元关系的转换 一般要引入分离关系 如公司、产品和国家之间的m:n:p的三元关系及销 售联系。
关系代数
关系代数概述 关系代数的运算符 集合运算符
并U 交∩ 差 专门的关系运算符
笛卡尔积 × 选择σ 投影π 连接 除 算术比较符
> ≥ < ≤ = ≠ 逻辑运算符
EER模型到关系模式的转换（续IV）
为此，本例中引入一个分离关系On_Load(借 出的书)，可以避免空值的出现。 这样，存在以下三个关系模式： Borrower(B#,Name,Address,……) Book(ISBN,Title,……) On_Load(ISBN,B#,Date1,Date2) 只有借出的书才会出现在关系On_Load中， 避免空值 的出现，并把属性Date1和Date2加到 关系On_Load中。
D1 x D2 x…x Dn={(d1,d2,…,dn) | di∈Di, i=1,2,…,n} (d1,d2,…,dn) --------n元组(n-tuple) di--------元组的每一分量（Component) Di为有限集时，其基数为mi，则卡积的基 数为M=m1*m2*…*mn
关系数据库
第二章数据模型
（1）矩形框——表示实体型； （2）菱形框——表示联系型； （3）椭圆形框——表示实体型或联系型的属性； （4）直线——用来连接上述三种图框。 做图时，把相应的命名记入框中；对组成关键字的属性，标记下 划线；在菱形框的引出线上要标上联系的方式（如1:N等）。
数据库系统原理
2.20
从现实世界到概念模型的转换由数据库设 计人员完成的。
从概念模型到逻辑模型的转换可以由数据 库设计人员完成，也可以用数据库设计工 具协助设计人员完成。
从逻辑模型到物理模型的转换是由DBMS 自动完成的。
数据库系统原理
2.7
李瑞改（lirg751@）
2.1 信息抽象过程
2.26
李瑞改（lirg751@）
2.4 结构数据模型（简称数据模型）
结构数据模型直接面向数据库的逻辑结构，是对现实世界的 第二层抽象，所以也称逻辑数据模型。 数据库的组成：
数据结构 规定了数据模型的静态特性，刻画数据模型性质最重要的方面。
数据操作 主要包括数据查询和数据更新，规定了数据模型的动态特性。
➢ （1）现实世界
现实世界是指客观存在的事物及其联系，现实世界 有个体和总体等概念。
个体：一个客观存在的可识别事物。 个体特征：每个个体都有一些区别于其他个体的特征 。例如一本书的特征可以有：书名，作者，价格，出 版社，页数等。 总体：所有同类个体的集合成为总体。例如：所有的 “书”就是一个总体。 事物联系：同类个体之间或不同类个体的关系。
2.1 信息抽象过程
➢ （3）机器世界
信息世界中的信息经过数字化处理形成计算机能够处理 的数据，就进入了机器世界，机器世界也叫计算机世界或 数字世界。
数据项：对应实体属性的数据单位，又称为字段。通常和属 性同名。
第2章 数据模型与概念模型
• 概念模型(E-R图):
思考题:某公司的业务活动统计 。 任务：要求统计公司各部门承担的工程项目及职工参与工程项 目情况。 分析： 一、实体集及属性： 实体集有：部门、职工、工程项目。 • 部门有部门号、部门名称两个属性； • 职工有职工号、姓名、性别属性； • 工程项目有工程号、工程名两个属性； 二、联系 • 每个部门承担多个工程项目，每个工程项目属于一个部门。 • 每个部门有多名职工，每一名职工只能属于一个部门。 • 每个职工可参与多个工程项目，且每个工程项目有多名职工参 与。 • 职工参与项目有参与时间。
计算机中对信息的表示和处理与计算机软硬件有关，
描述的数据不便于直接在计算机上实现，必须经过数字
化处理，转换成适合特定计算机系统(主要是DBMS)的
形式描述，形成计算机能够表示和处理的数据，这时就
进入了信息的计算机世界，或机器世界、数据世界。
下面就是一个学生－课程系统：
姓名 性别 年龄 所在院系
学号
2. 信息世界 通过对现实世界中事物及联系的认识，经过选择、 命名、分类等分析后形成印象和概念，并用一定形式加 以抽象描述，就进入信息世界。 如：
张三、李四是学生，分为一类，构成学生实体集，选择部分特 征并命名，描述为： 学生（学号、姓名、性别、年龄、所在院系） 数据库原理、数据结构是课程，分为一类，构成课程实体集， 选择部分特征并命名，描述为： 课程（课程号、课程名、学分）
(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）:设有两个实体集A和B，对于A 中的每一个实体， B中至多有一个实体与之联系； 反之亦然。 工厂 2) 一对多联系（1:n 1 ）:设有两个实体集A和B，对于A 的每一个实体， B中有一个或多个实体与之联系； 负责 而对于B的每一个实体，A中至多有一个实体与之联 1 职工 学校 系。 厂长 3) 多对多联系（m:n）:设有两个实体集 A和B，对于A 1 m 的每一个实体，B中有一个或多个实体与之联系； 参加 工作 反之亦然。 n n 一对一的联系是一对多联系的特例，一对多的联系是 体育团体 教师 多对多联系的特例
02第二章数据模型(答案)
第二章数据模型一、单项选择题1、按照传统的数据模型分类，数据库系统可分为三种类型（ B ）。
A、大型、中型和小型B、层次、网状和关系C、西文、中文和兼容D、数据、图形和多媒体2、在概念模型中，客观存在并可以相互区别的事物称为（ C ）。
A、物体B、物质C、实体D、个体3、用树型结构来表示实体之间联系的模型称为（ A )。
A、层次模型B、关系模型C、运算模型D、网状模型4、按照数据模型划分，ACCESS是一个( A )。
A、关系型数据库管理系统B、网状型数据库管理系统C、层次型数据库管理系统D、混合型数据库管理系统5、关系数据模型用（ C ）结构表示实体和实体间的联系。
A、树型B、网状C、二维表D、对象6、E-R图中用（ C ）表示实体间的联系。
A、矩形B、正方形C、菱形D、椭圆形7、实体间的联系存在着( D )。
A、1:1联系B、1:n联系C、m:n联系D、1:1、1:n(n:1)和m:n8、一个公司可以接纳多名职员参加工作，但每个职员只能在一个公司工作，从公司到职员之间的联系类型是（ D ）。
A、多对多B、一对一C、多对一D、一对多9、E-R方法的三要素是( C )。
A、实体、属性、实体集B、实体、码、关系C、实体、属性、关系D、实体、域、码10、E-R表示法是设计( A )常用的方法。
A、概念模型B、数据库逻辑结构设计模型C、数据库物理结构设计模型D、都可以11、Access基于( C )数据模型。
A、层次B、网状C、关系D、面向对象12、E-R图在数据库设计中被广泛使用，椭圆表示( C )。
A、实体B、实体的主键C、实体的属性D、实体间的联系13、常见的数据模型有( C )。
A、面向对象、空间数据模型和NoSQLB、实体、属性和联系C、层次、网状和关系D、矩形、椭圆形和菱形二、判断题1、关系模型是目前最常用的数据模型。
√2、概念模型的表示与系统采用的数据模型有关。
×3、同类实体的集合称为实体型。
02《数据库》第二章关系数据模型 #
• 结果关系的所有属性都是原关系的属性。 • 结果关系的所有元组都是原关系的元组。
• 例如：在学生表中将98管理班同学全部
学号 找出姓来名 。 出生年月 性别 班级
0001 • 李伟 <班19级80=.1‵2.0938管男理′>(学9生8管表理)
性、参照完整性和用户定义的完整性。 • 实体完整性：主码的任何属性值都不能为空。 • 参照完整性：若A是基本关系R1的外码。它与
基本关系R2的主码K相对应，则R1中每个元组 在A上的值必须为以下情况之一。 • 等于R2中某个元组的主码值。 • 取空值（A的每个属性值均为空值）。
• 例如：职工关系（职工号，姓名，…部门编号） 和部门关系（部门编号，部门名称，…）。
班级 98管理 98管理 98管理 98管理
学号 课程号 成绩
0001 01
85
0001 02
70
0003 01
80
0003 02
90
• 自然连接 • （学生表）（成绩表）
学号 姓名 0001 李伟 0001 李伟 0003 赵兰 0003 赵兰
出生年月 性别 1980.12.03 男 1980.12.03 男 1979.05.26 女 1979.05.26 女
《数据库技术原理与应用》
章、关系数据模型基础理论
TEL: Email:
本章教学内容
一、关系模型的基本概念 二、关系代数 三、关系演算 四、查询优化 五、关系系统
一、关系模型的基本概念
1、关系模型的数学定义： 关系模型是建立在数学理论基础上的。 定义（1）域：域（Domain)是值的集合
数据库第2章 数据模型
4．域（Domain）
某个（些）属性的取值范围称为该属性的域。例如，性别的域为（男，女）， 姓名的域为字符串集合，学院名称的域为学校所有学院名称的集合。
4．文件集（File Set） 文件集是若干文件的集合，即由计算机操作系统通过文件系统来组织和管理。它 与信息世界中的对象集相对应。
文件系统通过对文件、目录、磁盘的管理，可以对文件的存储空间、读写权限等 进行管理。
2.1.4 三种世界的转换
信息的三种世界之间是可以进行转换的。人们常常首先将现实世界抽象为信 息世界，然后将信息世界转换为计算机世界。也就是说，首先将现实世界中 客观存在的事物或对象抽象为某一种信息结构，这种结构并不依赖于计算机 系统，是人们认识的概念模型；然后再将概念模型转换为计算机上某一具体 的DBMS支持的数据模型。这一转换过程如图2-1所世界抽象为信息世界的过程中，实际上是抽象出 现实系统中有应用价值的元素及其关联。这时所形成的信 息结构就是概念模型。这种信息结构不依赖于具体的计算 机系统。
2.2.1 概念模型的基本概念
1．实体（Entity）
客观存在并且可以互相区别的事物称为实体。实体可以是人，也可以是物， 也可以是抽象的概念；可以指事物本身，也可以指事物的联系。例如，一名 学生，一门课、一次选课、学生和课程的关系等，都是实体。实体是信息世 界的基本单位。
2.1.4 三种世界的转换
信息的三种世界在转换过程中，每种世界都有自己对象的概念描述，但是它 们之间又相互对应。信息的三种世界之间的对象对应关系见表2-1。
第二章数据模型
Database System
2.7
关系数据模型中的基本概念（３）
若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组① ，而其任何 真子集无此性质②， 则称该属性组为候选键（ candidate key ） ，简称键。
键是满足条件 1的最小的属性集， 如学号就是关系student的键。 如（学号，性别）这个属性组就不是关系student的键。
STUDENT.学号=GRADE.学号
GRADE
计算机组成 0003
STUDENT 姓名 学号 性别 c3 001 m c4 002 m l4 007 f l5 009 m w5 209 f
出生年月 系别 1976/1/2 cs 1979/3/4 en 1978/9/3 cs 1980/4/2 au 198/3/1 au
学号 002 003 005 009
性别 m f m m
出生年月 1979/3/4
系别 en cs cs au
1983/4/5 1986/8/9 1980/4/2
Database System
2.17
关系模型中的操作（续）
2。投影操作
projection
Π <属性表>（<关系名>） 例 值： Π 姓名，性别，出生年份（STUDENT） 姓名 c3 c4 l4 l5 w5 性别 m m f m f 出生年月 1976/1/2 1979/3/4 1978/9/3 1980/4/2 1980/3/1
差：Difference 记作 交：Intersection 记作
乘：（广义的笛卡尔积）
Database System
2.15
R A a1 a1 a2 B b1 b2 b2 C c1 c2 c1
数据库基础-第二章 关系数据模型与关系运算
2.2 关系代数
数据查询基本运算
❖1．关系属性的指定——投影运算 这个操作是对一个关系进行垂直分割，消去某些列，并 重新安排列的顺序。
i1,i2,,in(R) {t | t ti1,ti2,,tin t1,t2,,tk R}
例子2-3
❖2．关系元组选定——选择运算 选择操作是根据某些条件对关系做水平分割，即选取符合 条件的元组。
R S {t | t R t S}
式中“－”为差运算符，t为元组变量，结果R-S为一个新的与R、S兼
容的关系，该关系是由属于R而且不属于S的元组构成的集合，即 在R中减去与S中相同的那些元组。
关系 R
A
B
C
a1
b1
c1
a1
b2
c2
a2
b2
c1
关系 R∪S
A
B
C
a1
b1
c1
a1
b2
c2
a2
b2 c2
a1
b2
c2
a2
b2
c1
图 2.9 关系 R 和关系 S 及其交运算
2.2 关系代数
2.除法运算
设关系R和S的元数分别为r和s（设r>s>0），那么R÷S是一个（r-s）元的 元组的集合。（R÷S）是满足下列条件的最大关系：其中每个元组t与S中 每个元组u组成的新元组<t，u>必在关系R中。
S# (S) S# (SC)
例2-7 在关系C中增加一门新课程（C13, ML, C3， null）： 如果令这门新课程元组所构成的关系为R，则有： R=（C13，ML，C3,null），这时结果为：C∪R。
学生关系：S (S# ，Sn， Sex，Sa ，Sd) ； 课程关系：C (C# ，Cn ，P#，Tn) ； 选课关系：SC (S#， C# ，G)，
第二章 需求分析与数据建模
9、数据分类
• （1）结构化数据
• 是带有表头的表结构数据，数据按行和列组织
• （2）非结构化数据，
• 没有具体的数据模型，通常可以建立一个包含“编号”“内容描述”和“内容（指向）”的表 来实现与“数据”的对应。
• （3）半结构化数据，
5、项目解决方案的优化
• （1）重做需求分析，确认现存问题，重新提出有针对性的解决措施。 • （2）重新梳理项目业务的特点和流程，根据特点和流程进行二次设计。 • （3）检查项目基本需求、关键需求和未来变化的需要，改进解决方案。
6、常用数据库管理软件介绍（补充）
• 关系数据库：
• （1）Oracle Database，简称Oracle， • （2）SQL Server数据库是一款RMDBS数据库。 • （3）Microsoft Office Access • （4）PostgreSQL是一个开源数据库系统
第二章 需要分析与数据建模
1、需求分析的概念
• 是指对用户的业务活动进行分析，也指对要解决的问题进行详细分析，弄清楚问题 的要求，包括需要输入什么数据，要得到什么结果，最后应输出什么。
• 需求分析，简单地说就是分析用户的具体实际需求，是设计数据库的基本和起点。
• 项目需求分析最重要的目标是弄清楚该系统究竟要“做什么”。
• 机器世界又称数据世界，信息世界中的信息经过抽象和组织，以数据形式存储在计 算机中，就成为机器世界。
• 机器世界的描述：
• 1．字段：字段用来标记实体的一个属性，它是可以命名的最小信息单位。 • 2．记录：一条记录可以描述一个实体。 • 3．文件：文件是同一类记录的集合。 • 4．关键字：关键字是可以唯一标识一条记录的字段，它可以是一个字段，也可以是多
《数据库系统原理》习题-第二章关系数据模型
第二章 关系数据模型一、选择题1.常见的数据模型是A.层次模型、网状模型、关系模型B.概念模型、实体模型、关系模型C.对象模型、外部模型、内部模型D.逻辑模型、概念模型、关系模型答案：A2. 一个结点可以有多个双亲，结点之间可以有多种联系的模型是A.网状模型B.关系模型C.层次模型D.以上都有答案：A3．层次型、网状型和关系型数据库划分原则是A）记录长度B）文件的大小C）联系的复杂程度D）数据之间的联系答案：D4．层次模型不能直接表示A）1：1关系B）1：m关系C）m：n关系D）1：1和1：m关系答案：C5.层次数据模型的基本数据结构是A.树B.图C.索引D.关系答案：A6.层次模型实现数据之间联系的方法是A.连接B.指针C.公共属性D.关系答案：B7．用二维表结构表示实体以及实体间联系的数据模型称为A．网状模型B．层次模型C．关系模型D．面向对象模型答案：C8.关系数据模型的基本数据结构是A.树B.图C.索引D.关系答案：D9.下面关于关系性质的说法，错误的是A.表中的一行称为一个元组B.行与列交叉点不允许有多个值C.表中的一列称为一个属性D.表中任意两行可能相同答案：D10．下列所述数据模型概念，不正确的是A)不同记录型的集合B)各种记录型及其联系的集合C)E-R图表示的实体联系模型D)数据库的概念模型答案：A11．关系数据模型A）只能表示实体之间1：1联系B）只能表示实体之间1：m联系C）只能表示实体之间m：n联系D）可以表示实体间的任意联系答案：D12.存取路径对用户透明，从而具有更高的数据独立性、更好的安全保密性，简化程序员和数据库开发建立工作的模型是A.网状模型B.关系模型C.层次模型D.以上都有答案：B13．对关系模型叙述错误的是A）在严格的数学理论、集合论和谓词基础之上B）微机DBMS绝大部分采取关系数据模型C）用二维表表示关系模型是其一大特点D）不具有连接操作的DBMS也可以是关系数据库系统答案：D14.关系数据模型是目前最重要的一种数据模型，它的三个要素分别是A.实体完整性、参照完整性、用户自定义完整性B.数据结构、关系操作、完整性约束C.数据增加、数据修改、数据查询D.外模式、模式、内模式答案：B15．实体是信息世界中的术语，与之对应的数据库术语为A）文件B）数据库C）字段D）记录答案：D16．同一个关系模型的任两个元组值A）不能全同B）可全同C）必须全同D）以上都不是答案：A17．在通常情况下，下面关系中不可以作为关系数据库的关系是A）R1（学生号，学生名，性别）B）R2（学生号，学生名，班级号）C）R3（学生号，学生名，宿舍号）D）R4（学生号，学生名，简历）答案：D18．一个关系数据库文件中的各条记录A）前后顺序不能任意颠倒，一定要按照输入的顺序排列B）前后顺序可以任意颠倒，不影响库中的数据关系C）前后顺序可以任意颠倒，但排列顺序不同，统计处理的结果就可能不同 D）前后顺序不能任意颠倒，一定要按照关键字段值的顺序排列答案：B19.下面的选项不是关系数据库基本特征的是A. 不同的列应有不同的数据类型B. 不同的列应有不同的列名C. 与行的次序无关D. 与列的次序无关答案：A20．关系模式的任何属性A）不可再分B）可再分C）命名在该关系模式中可心不惟一D）以上都不对答案：D21．关系中任何一列的属性取值A)可以再分成更小的数据项，并可取自不同域中的数据B)可以再分成更小的数据项，不能取自不同域 中的数据C)不可再分的数据项，只能取自同一域 中的数据D)不可再分的数据项，可取自大在不同域中数据答案：C22．关系模型中，一个关键字是A）可由多个任意属性组成B）至多由一个属性组成C）可由一个或多个其值能唯一标识该关系模式中任何元组的属性组成D）以上都不是答案：C23．关系数据库中的关键字是指A）能惟一决定关系的字段B）不可改动的专用保留字C）关键的很重要的字段D）能惟一标识元组的属性或属性集合答案：D24.一个关系只有一个A. 候选关键字B.外关键字C.超关键字D.主关键字答案：D25.关系模型中，一个关键字是A. 可以由多个任意属性组成B. 至多由一个属性组成C. 由一个或多个属性组成，其值能够惟一标识关系中一个元组D. 以上都不是答案：C26．有一名为”销售”实体，含有：商品名、客户名、数量等属性，该实体主键A)商品名B)客户名C)商品名+客户名D)商品名+数量答案：C27．有殒为”列车运营”实体，含有：车次、日期、实际发车时间、实际抵达时间、情况摘要等属性，该实体主键是A)车次B)日期C)车次+日期D)车次+情况摘要答案：C28.在订单管理系统中，客户一次购物（一张订单）可以订购多种商品。
第二章数据模型
10
信息世界
两类数据模型
现实世 界 象
抽 认
识
概念模型
现实世界 概念模型 数据库设计人员完成 概念模型 逻辑模型 数据库设计人员完成 逻辑模型 物理模型 由DBMS完成
15
3、概念模型的表示方法
概念模型是对信息世界建模，所以概念模型 应该能够方便、准确地表示出信息世界中的常用 概念。概念模型的表示方法很多，其中最为常用 的是P.P.S.Chen于1976年提出的实体-联系方法。 该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型。
实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名； 属性：用椭圆表示，并用无向边将其与相应的实体 连接起来。
– 定义：
如果对于实体集A中的每一个 实体，实体集B中至多有一个（也 可以没有）实体与之联系，反之亦 然，则称实体集A与实体集B具有 一对一联系，记为1:1 。
1 班长
1:1联系
24
两个实体型之间的联系
• 一对多联系（1：n）
– 实例
一个班级中有若干名学生， 每个学生只在一个班级中学习。
班级 1 组成
①一对一联系（one-to-one，1:1） ②一对多联系（one-to-many，1:N） ③多对多联系（many-to-many，M:N） 定义：设联系型R关联实体型A和B。如果对应A中的每一
个实体，B中有且仅有一个实体与之关联，则称R是一对一联 系型， 简记作1 ：1联系。如果对应A中的每一个实体，B中有 n个实体 (n>1)与之关联，则称R是一对多联系型，简记作1 ： N联系。 如果对应A中的每个实体，B中有n个实体(n>1)与之关 联，对应B中的每个实体，A中有m个实体(m>1)与之关联，则 称 R是多对多联系型，简记作M ：N联系。
数据模型
本章主要内容
本章将着重介绍一下概念模型、层次模型、网状模 型、关系模型、面向对象模型等数据库系统的数据模 型的基本概念和设计方法，为后面的数据库设计打下 基础。
（1）数据描述
概念设计、逻辑设计和物理设计等各阶段中数据描 述的术语，概念设计中实体间二元联系的描述（1:1， 1:N，M:N）。
学校代码 学校名称 学校 地址
1
聘任
聘任日期
n
教师
教师代码
教师姓名
性别
职称
2.2.3 扩充E－R数据模型
1）依赖联系和弱实体集
在现实世界中，某些实体集间还存在一种特殊的联系――依 赖联系。 例如，在人事管理数据库中存放的职工实体 集及其家庭成员实体集，前者以后者的存在 为前提，家庭成员实体集依赖于职工实体集。 这种依赖另一个实体集的存在而存在的实体 集称为弱实体集，它们与其他实体集间的联 系称为依赖联系，如右图所示。
职工代码 职工姓名 职工 性别 年龄
教师
教辅人员
管理人员
学校团体
行政级别
3）聚集
在EER数据模型中，将联系视为参与联系的实体集组合而成新实 体集，其属性为参与联系的实体的属性和联系的属性的并。这 种新实体集称为聚集。这样联系也能以聚集的形式参与联系。 下图是应用聚集的例子。
单位编码 系名
教师代码 姓名 聚 集
（3）自反联系
表示同一个实体集两部分实体之间的联系，是一种特殊的二元 联系。这两部分实体之间的联系也可以区分为1：1、1：n和m： n三种。 例如，在“人”这个实体集中存在夫妻之间的1：1联系;教师 实体集中为了描述领导与被领导关系，可用1：n联系描述;在课 程实体集中存在一门课程与另外一门或几门课程之间的预选课 联系。
第2章 高级数据模型
软件工程2 朱彦荣20132184第2章高级数据模型一. 简答题1.ERM属于哪个层次的数据模型？关系模型又是哪个层次的数据模型？ERM为概念数据模型，关系模型为逻辑数据模型2.用ERM作为工具去描述现实系统时，现实系统中的数据本身用什么描述，数据联系又用什么去描述？现实数据用实体和实体型描述；数据联系用联系和联系型来描述。
3.属性按结构的分类，以及按取值的分类？属性按结构分为简单属性、复合属性、子属性。
按取值分为单值属性、多值属性、导出属性、空值属性。
4.实体用什么来唯一标识？主键。
5.键与候选键的区别？候选键要求是最小属性集，即若在删除一个属性就不是键了。
而键是一个总称。
6.ERM中可描述的约束类型？键约束、一般性约束、参与约束。
7.ERM为何没有数据操纵的内容？ERM是用在概念数据模型阶段，是对现实事物的抽象分析，故不用数据操纵。
8.键约束的用处？什么情况下才存在键约束？键约束可以唯一确定一个关系；在1：1和1:n关系中存在。
9.在1:1、1:n和m:n三种情况下，如何确定联系的主键？1:1情况下，主键由任意一方确定；1:n情况下，主键由n方确定；m:n情况下，主键由m和n双方共同确定。
10.弱实体是如何产生的？如何避免弱实体的出现？弱实体如何识别？请列举一个或多个弱实体的例子。
产生：有一些实体没有键属性。
避免：将可能成为弱实体的实体纳入管理的范围之内。
识别：使用识别实体型和识别联系型的方法。
例子:职工子女、学生家长等。
二. 单项选择题1. （③）不是数据模型的要素。
①数据结构②数据操作③数据类型④完整性约束2. （④）是高级语义数据模型。
①关系模型②层次模型③网状模型④ER模型三. 改错题（将划线部分改正）1. 同一实体型不可能存在联系（可能）。
2. ER模型中，联系的主键由所参与实体的一般属性决定（所参与的实体主键唯一标识决定）。
3. 主键是候选键之一部分组成（唯一标识实体的键）。
四. 综合1. 设某商业集团数据库中有三个实体集。
第二章GIS空间分析的数据模型
第二章GIS空间分析的数据模型GIS（地理信息系统）空间分析的数据模型是指在GIS中用于描述和组织地理空间数据的结构和规则。
它主要包括向量数据模型和栅格数据模型两种形式。
以下将详细介绍这两种数据模型。
1.向量数据模型：向量数据模型是一种将地理现象表示为点、线、面等几何要素的数据模型。
它基于几何对象的坐标表示来描述地理空间位置和形状。
向量数据模型的核心要素包括点、线、面。
-点：表示地理要素的离散点，可以是一个地址、一座建筑物、一个村庄等。
-线：表示由多个点连接而成的可视化路径，可以是道路、河流、铁路等。
-面：由若干个线构成的闭合区域，通常表示土地利用类型、行政区域等。
向量数据模型具有描述空间位置精确、几何操作方便等优势，适合表示细节较为复杂的地理现象。
同时，向量数据模型也具备多种关联属性的能力，可以与属性数据进行链接，实现空间与属性信息的关联分析。
2.栅格数据模型：栅格数据模型是一种将地理现象表示为规则的网格单元的数据模型。
它将地理空间划分为规则的网格单元，将每个单元的值表示为一个矩阵中的元素。
栅格数据模型的主要特点是离散、均等和连续。
-离散：地理现象被离散的网格单元坐标所描述，且每个单元代表的是一个相同大小的空间区域。
-均等：每个单元的尺寸相等，表示的面积是均等的。
-连续：栅格中的每个单元都有一个与之对应的属性值，通过单元的连接和相邻单元的信息可以推断出地理现象的空间连续性。
栅格数据模型主要用于描述表面高程、者大气温度等连续变量，适合进行空间分布模拟、插值分析等。
总结来说，向量数据模型适用于描述细粒度且结构复杂的地理现象，同时具备几何对象的精确性和关联属性的优势。
而栅格数据模型则适用于描述连续变量的空间分布，可以进行均等离散和连续性推断。
在GIS空间分析中，根据不同的需求和数据特点，可以选择合适的数据模型来进行分析和建模。
第2章 数据模型与概念模型_1_
第2章 数据模型与概念模型一、教学目的1、使学生了解信息世界的描述方法、常见的三种数据模型。
2、使学生掌握概念模型的表示方法。
二、教学重点及难点概念模型的表示方法。
三、教学时数2h四、教学内容2.1 信息的三种世界及其描述在数据库中存储和管理的数握，都来自客观事物，那么怎样把现实世界中的客观事物抽象为能用计算机存储和处理的数据呢?这有一个逐步转化的过程，一般讲，它分为3个阶段，又称为三个世界，即现实世界、信息世界及计算机世界。
一、信息的三个世界1、现实世界现实世界即客观存在的世界。
在现实世界中客观存在着各种运动着的物质，即各种事物及事物之间的联系。
客观世界中的事物都有一些特征，人们正是利用这些特征来区分事物。
现实世界通过实体、特征、实体集及联系进行划分和认识。
⑴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(Entity)。
实体可以分为事物实体和概念实体，例如，一个学生、一个工人、一台机器、一部汽车等是事物实体，一门课、一个班级等称为概念实体。
⑵实体的特征每个实体都有自己的特征，利用实体的特征(Entity Characteristic)可以区别不同的实体。
例如学生通过“学号”、“姓名”、“年龄”、“性别”、“所在系”几个特征来描述自己。
⑶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(Entity Set)。
例如学生、课程等都是实体集。
实体集不是孤立存在的，实体集之间有着各种各样的联系，例如学生和课程之间有“选课”联系。
2、信息世界对现实世界中的事物及其联系进行整理、归类等综合分析，就进入信息世界。
信息世界一般通过实体联系模型（E-R图）。
“学生”和“课程”两个实体集及这两个实体集之间的联系用实体联系模型表示见图2.1所示。
3、计算机世界信息世界中的信息，经过数字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。
也就是将信息世界的实体联系模型转换为符合DBMS所要求的数据模型。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
供应关系
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
可以用PCR表示为： 可以用PCR表示为： PCR表示为
零件 供应商 工程项目
…
供应商 零件 供应商
工程项目
工程项目
零件
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
注意：书上图2 12不能表示三元关系 不能表示三元关系， 注意：书上图2-12不能表示三元关系，因为供 应关系与供应商，供应关系与工程项目这两个PCR 应关系与供应商，供应关系与工程项目这两个PCR 的一个双亲实例，其子女集合是并关系， 的一个双亲实例，其子女集合是并关系，而不是 迪卡尔积关系。 迪卡尔积关系。
在层次数据模式中，除根以外，所有的记 在层次数据模式中，除根以外， 录型都应该有唯一的双亲，但可以有多个子女， 录型都应该有唯一的双亲，但可以有多个子女， 子女按从左到右的次序排序。 子女按从左到右的次序排序。
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
虚拟记录 非层次关系表示问题
（ 1） M： N
系 班 教研组
学生
教师
层次数据模式
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
计算机系
901班 901班 …
911班 911班 …
921班 921班 …
931班 931班 …
硬件教研组 …
洪流
软件教研组 …
陈芝 丁伟
王一 张三 李四 赵立 钱英 孙玉 周新 吴坚 郑山
层次数据模式实例
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
零件
供应关系
供应商
工程项目
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
主要问题：数据冗余，为避免这一情况， 主要问题：数据冗余，为避免这一情况，只存 一份记录， 一份记录，其它引用该记录的地方用指针代替 ——这种用指针代替的记录称为虚拟记录。 这种用指针代替的记录称为虚拟记录 这种用指针代替的记录称为虚拟记录。 用下标v表示，指针用虚线箭头表示。 用下标v表示，指针用虚线箭头表示。
计 算 901 王 张 911 931 吴 … … … 机 班 一 三 班 班 坚 系
硬 件 教 研 组
郑 洪 … 山 流
软 件 教 研 组
…
丁 伟
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
层次数据模型的约束 除了根记录外， （1）除了根记录外，任何其它记录不能离开其 双亲记录而孤立存在； 双亲记录而孤立存在； 任何记录，不管虚实， （2）任何记录，不管虚实，只允许有一个双亲 记录（保证层次数据模式及其实例是树形）； 记录（保证层次数据模式及其实例是树形）； （3）虚拟记录的指针必须指向一个实际存在的 记录，有虚拟记录指向的记录不得删除； 记录，有虚拟记录指向的记录不得删除； 虚拟记录不得为根记录。 （4）虚拟记录不得为根记录。
E4 S1 L1 S2 … …
E7 S1 L2 S2 E3 E5
E9 S1 L3 S2 E1 E6
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
一个记录值不能出现在同一系型的多个系值中， 一个记录值不能出现在同一系型的多个系值中，否 则不是1:N 1:N关系 则不是1:N关系 例如，学生(S)和课程(C) (S)和课程(C)关系 例如，学生(S)和课程(C)关系
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
班级
一班
学生
王一
李红
丁杰
型 图2-17
值 班级—学生系 班级 学生系
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
具有多种类型属记录的系称为“多属系” 具有多种类型属记录的系称为“多属系” set） （multimember set）
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
基本概念和结构
记录和数据项 数据项相当于字段，记录是数据项的有序结合。 数据项相当于字段，记录是数据项的有序结合。 系 系表示两个记录型间的1:N关系；对应“ 的 1:N关系 系表示两个记录型间的1:N关系；对应“1”的 为首记录，对应“ 的为属记录 系是命名的， 的为属记录。 为首记录，对应“N”的为属记录。系是命名的， 有型值之分，例如： 17就是系的型和值 就是系的型和值。 有型值之分，例如：图2-17就是系的型和值。
基本概念和结构
记录和字段 双亲子女关系 层次数据模式 虚拟记录 层次数据的线性表示
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
记录和字段
记录是用来描述某个事物或事物间关系的命名的 数据单位，也是存储的数据单位。 数据单位，也是存储的数据单位。一个记录包含若干 字段。 字段。 每个字段也是命名的，字段只能是简单数据类型 每个字段也是命名的， 整数、实数、字符串等）。 （整数、实数、字符串等）。
课程 学生
学生） （学生）v
课程） （课程）v
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
班
运动队
学生
学生） （学生）v
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
层次数据的线性表示 由于存储器是线性的， 由于存储器是线性的，层次数据必须变换成线 性形式才能存储， 性形式才能存储，层次数据模式的实例对应一棵层 次树（或森林），对层次树（或森林） ），对层次树 次树（或森林），对层次树（或森林）按先序遍历 生成的序列称为层次序列（ 生成的序列称为层次序列（hierarchical sequence），规定以此作为存储次序。 ），规定以此作为存储次序 sequence），规定以此作为存储次序。
学生： 学生： 王一
张三 李四
课程： 课程：
人工智能
数据库
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
不允许一个记录有多个双亲，需要复制记录， 不允许一个记录有多个双亲，需要复制记录， 导致冗余。如下图： 导致冗余。如下图：
学生 王一 张三 李四
课程
人工智能 人工智能 数据库 人工智能 数据库
第2章 数据模型
本章学习要求： 本章学习要求： 层次数据模型、 1. 层次数据模型、网状数据模型 了解层次及网状数据模型的基本概念和结构。 了解层次及网状数据模型的基本概念和结构。 2. 关系数据模型 掌握关系数据模型的基本概念以及关系代数操作。 掌握关系数据模型的基本概念以及关系代数操作。 了解层次、网状和关系模型之间的差别。 了解层次、网状和关系模型之间的差别。 3. 对传统模型的评价 了解传统模型的不足之处。 了解传统模型的不足之处。 4．E-R数据模型 掌握E 模型的概念和表示。 掌握E-R模型的概念和表示。 5. 面向对象数据模型 了解面向对象数据模型的基本概念。 了解面向对象数据模型的基本概念。
领导
EMP
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
——引入联系记录 引入联系记录 EMP
1:1 1:N
LINK 1:1表示一人担任一个领导岗位，系值见下一页图。 1:1表示一人担任一个领导岗位，系值见下一页图。 表示一人担任一个领导岗位
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
层次模型的优点： 层次模型的优点： 记录之间的联系通过指针来实现， 记录之间的联系通过指针来实现，查询效率 较高（针对层次结构）。 较高（针对层次结构）。 层次模型的缺点： 层次模型的缺点： 只能表示1 联系， 1、只能表示1：N联系，虽然可以采用虚拟记录 描述非层次数据关系，但较复杂，用户不易掌握， 描述非层次数据关系，但较复杂，用户不易掌握， 并且非层次结构的查询效率比较低； 并且非层次结构的查询效率比较低； 由于层次顺序的严格和复杂， 2、由于层次顺序的严格和复杂，引起数据的查询 和更新很复杂，因此应用程序的编写也比较复杂； 和更新很复杂，因此应用程序的编写也比较复杂； 模式描述语言较复杂，数据独立性差。 3、模式描述语言较复杂，数据独立性差。
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
特点: 层次结构是树结构， 特点: 层次结构是树结构，树的结点是记录 类型，非根结点有且只有一个父结点。 类型，非根结点有且只有一个父结点。上一层记 录类型和下一层记录类型是1:N联系。(因此不能 联系。 录类型和下一层记录类型是 联系 表示M:N） 表示 ）
反映两个记录型之间的一对多（ 反映两个记录型之间的一对多（1：N）关系 系 1 N 班 PCR型 PCR型
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
计算机系
901班 901班
911班 911班
921班 921班
931班 931班
PCR实例 PCR实例
层次数据模式 层次数据模式由PCR PCR构成 层次数据模式由PCR构成
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
2.1 层次数据模型 用树型（层次） 用树型（层次）结构表示实体类型及 实体间联系的数据模型称为层次数据模 实体间联系的数据模型称为层次数据模 model)。 型(hierarchical data model)。
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
制作：倪巍伟 东南大学计算机科学与工程学院数据库课程组
2.2 网状数据模型
用有向图（网络结构） 用有向图（网络结构）表示实体及实体之间 联系的数据模型称为网状数据模型 网状数据模型（ 联系的数据模型称为网状数据模型（network model）。有向图中的结点是记录类型， ）。有向图中的结点是记录类型 data model）。有向图中的结点是记录类型， 箭头表示从箭尾的记录类型到箭头的记录类型 间联系。 间联系。
账户
存款帐
提款帐 多属系
转账