数据模型(ppt文档可编辑修改)
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数据、模型与决策(课件PPT)
7ຫໍສະໝຸດ 案例1 有兄弟姐妹的人得病少
有兄弟姐妹一起成长，不仅增添亲情， 而且有预防疾病的好处
一项来自澳大利亚的研究表明：兄弟 姐妹在6岁之前的相互传染病毒可以增 强免疫功能，并预防多发性硬化症。
塔斯马尼亚州研究者观察了136名多发 性硬化症患者，并与272名健康者进行 了对比。
8
科学家发现：在幼儿时期与兄弟姐妹 有五年以上密切生活的人患多发性硬 化症的几率下降了88%，而与兄弟姐 妹接触1-3年的人可降低43%。
9
案例2
“坐立不安”让人苗条
科学家最近发现了保持苗条身材的奥 妙。如果一个人平时闲不住，小动作 很多，日常消耗的热量就多，就能保 持苗条的身材。
美国梅欧医院请来了20位志愿者，进
行了为期一年的研究。志愿者分为两 组，一组较瘦，另一组轻度微胖。所 有志愿者都穿上一种带有传感器的特 制内衣，内衣里的装置每隔半秒钟记 录一次人体的姿态与活动
3.1 类别数据的表格表示
例3.1 交通事故的驾驶因素分析 造成交通事故的驾驶因素有判断失误、察
觉得晚、驾驶错误、偏离规定的行驶路线 和酒后或疲劳驾驶等。某地区交通管理部 门对某段时间中的50起交通事故进行驾驶因 素分析，得到的原始数据如下:
16
驾驶错误 察觉得晚 判断失误 驾驶错误 酒后或疲劳 驾驶 察觉得晚
驾驶错误
察觉得晚 察觉得晚 判断失误 察觉得晚
驾驶错误 察觉得晚 察觉得晚 判断失误 察觉得晚
察觉得晚
驾驶错误 判断失误 驾驶错误 察觉得晚
17
从例3.1的数据，你能看出些什么？ 也许你看出了“察觉得晚”、“判断
失误”等因素比较多，“偏离规定的 行驶路线”、“酒后或疲劳驾驶”等 因素比较少。很好！ 其实，只要借助一些简单的图表，就 能对数据加以整理并进行初步的定量 分析。 一些常用的软件如Excel，几乎能完美 地为你完成这些图表！
有兄弟姐妹一起成长，不仅增添亲情， 而且有预防疾病的好处
一项来自澳大利亚的研究表明：兄弟 姐妹在6岁之前的相互传染病毒可以增 强免疫功能，并预防多发性硬化症。
塔斯马尼亚州研究者观察了136名多发 性硬化症患者，并与272名健康者进行 了对比。
8
科学家发现：在幼儿时期与兄弟姐妹 有五年以上密切生活的人患多发性硬 化症的几率下降了88%，而与兄弟姐 妹接触1-3年的人可降低43%。
9
案例2
“坐立不安”让人苗条
科学家最近发现了保持苗条身材的奥 妙。如果一个人平时闲不住，小动作 很多，日常消耗的热量就多，就能保 持苗条的身材。
美国梅欧医院请来了20位志愿者，进
行了为期一年的研究。志愿者分为两 组，一组较瘦，另一组轻度微胖。所 有志愿者都穿上一种带有传感器的特 制内衣，内衣里的装置每隔半秒钟记 录一次人体的姿态与活动
3.1 类别数据的表格表示
例3.1 交通事故的驾驶因素分析 造成交通事故的驾驶因素有判断失误、察
觉得晚、驾驶错误、偏离规定的行驶路线 和酒后或疲劳驾驶等。某地区交通管理部 门对某段时间中的50起交通事故进行驾驶因 素分析，得到的原始数据如下:
16
驾驶错误 察觉得晚 判断失误 驾驶错误 酒后或疲劳 驾驶 察觉得晚
驾驶错误
察觉得晚 察觉得晚 判断失误 察觉得晚
驾驶错误 察觉得晚 察觉得晚 判断失误 察觉得晚
察觉得晚
驾驶错误 判断失误 驾驶错误 察觉得晚
17
从例3.1的数据，你能看出些什么？ 也许你看出了“察觉得晚”、“判断
失误”等因素比较多，“偏离规定的 行驶路线”、“酒后或疲劳驾驶”等 因素比较少。很好！ 其实，只要借助一些简单的图表，就 能对数据加以整理并进行初步的定量 分析。 一些常用的软件如Excel，几乎能完美 地为你完成这些图表！
第13章.数据建模PPT课件
20
主要内容
1. 数据模型 2. 实体关系模型ERD 3. ERD建模
1. 简单情况下的ERD建模 2. 硬数据的ERD建模 3. 复杂情况下的ERD建模 4. ERD与过程模型
2021/3/12
2021/3/12
13
2.3 关系
存在于一个或多个实体之间的自然业务联系
所有的关系隐含地都是双向的
关系表达的不是实体物理上的联系（例如车与 车轮），而是逻辑上的链接（例如整体部分关 系）
学 生
选 择
课 程
2021/3/12
14
2.3 关系
度数
参与关系的实体数量
一元关系 （递归关系）
雇员
模型建立：ERD 数据规范化 面向对象分析中的类图也可以建立数据描述模型
2021/3/12
3
1. 数据模型
概念数据模型（仅仅是概念） 规划
演化的数据模型 维护
分析
概念数据模型（概念＋属性） 逻辑数据模型
实现 物理数据模型
设计 规范化的逻辑数据模型
2021/3/12
4
主要内容
1. 数据模型 2. 实体关系模型ERD
课 程
对 ...评 价
考 试
关联实体
实体间建立关系时的副产品
学 生
选 择
课 程
2021/3/12
18
2. ERD表示法
实体 实体
弱实体
关联实体
关系 关系
属性 属性
子类型关系
标识符属性
多值属性
组合属性 导出属性
E1强制参与，E2可选参与 E1最多一个实例参与，E2最多N个实例参与
基数
E1 R
E2
数据模型ppt课件
———数据建模最后发展成为数据的存储方式（数
据字典
中的定义）
• 业务功能建模：用户的最终需求。
———业务功能建模最后发展成为应用程序
产生高效的应用程序的前提是良好的数据模型。
（正如10 平方米的房间无法成为会议厅一样，一个糟糕的数
据模型也无法产生高质量的应用。)
精品课件
6
2.1 信息的三个世界
一、客观现实世界 ——存在于人脑之外的客观存在的事物及其相互联系。
MPS例外信 息 1
销售订单 n
m
参照
n
1
n
m
MPS
n
m 参照
制造技术 数据
m
RCCP
MRP例外信 息
制造技术 1 数据
参照
n
1
n
n m
MRP
m
n
1 组成
n MRP独立需 求
CRP m
1 采购计划
下达 1
车间作业 m 计划
m
n
对应
n 工序进度 计划
负荷
精品课件
1
编 号
名 称
电
院
话
1
组成
授课
工
号
学期
5、属性(Attribute)
——对实体的特征的描述。 6、域(Domain)
——属性的取值范围。
精品课件
9
2.1 信息的三个世界
8、联系(Relation) ——多个实体之间的关联。
三、数据世界
——是对信息世界中的有关信息进一步加工、编码及格式化 等具体处理，然后以一定的格式存储于计算机中。也是对数 据库管理系统(DBMS)中的数据的逻辑描述。 概念包括：
12 数据模型和ER图PPT课件
网状模型的缺点是数据结构复杂和编程复杂。
学生宿舍
系、专业
学生
教研室
教师
网状模型
3、 关系模型
关系模型（relational model）的主要特征是 用二维表格表达实体和属性。
数据结构简单，容易为初学者理解。 关系模型是由若干个关系模式组成的集合。 关系模式相当于前面提到的记录类型，它的实
③ 椭圆形框——用于表示实体类型和联系 类型的属性。
E-R模型的具体建立过程
确定实体类型 确定联系类型 确定实体类型的属性 确定联系类型的属性 画出E-R图
学
姓
成
学
班
姓
工作
号
名
绩
时
级
名
单位
学生
选
修
N
课程
任
课
M
N
教
师 1
性
课程
课程
教师
性
职
别
代号
名称
号
别
称
1.2.3 数据模型分类
数据模型的简单定义: 能表示实体类型及
1.2 数据模型和E-R图
1.2.1 实体联系模型 1.2.2 E-R图 1.2.3 数据模型分类 1.2.4 数据库系统的三级数据模式结构
1.2.1 实体联系模型
实体联系模型简记为E-R模型，是 P.P.Chen于1976年提出的，它由实体集、 属性、联系集构成，它可以形象地用图 形来表示，称为E-R图。
键（Key）--能唯一标识一个实体的属性 或属性集，又称为关键字。
属性值域（Domain）--属性值的取值范围 称为该属性的域。
联系（Relationship）
现实世界中，事物内部以及事物之间是有联 系的。在信息世界中这些联系被抽象为实体 型内部的联系和实体型之间的联系。
学生宿舍
系、专业
学生
教研室
教师
网状模型
3、 关系模型
关系模型（relational model）的主要特征是 用二维表格表达实体和属性。
数据结构简单，容易为初学者理解。 关系模型是由若干个关系模式组成的集合。 关系模式相当于前面提到的记录类型，它的实
③ 椭圆形框——用于表示实体类型和联系 类型的属性。
E-R模型的具体建立过程
确定实体类型 确定联系类型 确定实体类型的属性 确定联系类型的属性 画出E-R图
学
姓
成
学
班
姓
工作
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学生
选
修
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课程
任
课
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师 1
性
课程
课程
教师
性
职
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名称
号
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称
1.2.3 数据模型分类
数据模型的简单定义: 能表示实体类型及
1.2 数据模型和E-R图
1.2.1 实体联系模型 1.2.2 E-R图 1.2.3 数据模型分类 1.2.4 数据库系统的三级数据模式结构
1.2.1 实体联系模型
实体联系模型简记为E-R模型，是 P.P.Chen于1976年提出的，它由实体集、 属性、联系集构成，它可以形象地用图 形来表示，称为E-R图。
键（Key）--能唯一标识一个实体的属性 或属性集，又称为关键字。
属性值域（Domain）--属性值的取值范围 称为该属性的域。
联系（Relationship）
现实世界中，事物内部以及事物之间是有联 系的。在信息世界中这些联系被抽象为实体 型内部的联系和实体型之间的联系。
PPT搭建多维数据分析模型
Power Pivot多维数据透视分析方法----搭建多维数据分析模型多维数据模型多维数据模型又叫多维数据集、立方体，指的是相互间通过某种联系被关联在一起的不同类别的数据集合多维数据模型：在咨询公司以及BI工具厂商的介绍性资料中又被称为“立方体（Cube）”，在这些资料中常以一个立体正方形的形式出现。
多维数据集可以从多角度用数据全面映射某种业务的实际状况。
搭建多维数据集搭建方法：1.明确表与表之间用于匹配的关键字段2.在关系图视图模式下选中某个表的关键字段拖拽向另一个表的关键字段注意事项：1.用于连接两表的两个关键字段中，至少有一个关键字段是没有重复值的2.关键字段中有重复值的表为主表，没有重复值的表为附表，在数据透视表中，只有当行列标签来自附表时，附表才能提供值字段3.两表关联时必然有一个主表和一个附表（如果两个关键字段都没有重复值，连接时先选中的表为主表）创建多维透视表练习金额（$M）产品编号城市编号客户ID 销售业绩表………城市编号城市信息表………客户ID 客户信息表………产品编号产品信息表练习：1.关联左侧四表2.创建数据透视表，观测不同企业规模下销售金额的合计情况3.创建数据透视表，观测不同区域下不同产品类型下销售金额的平均水平4.创建数据透视表，观测不同区域下、不同企业性质下、不同产品类型的销售金额的合计情况只有当行列标签来自附表时，附表才能提供值字段规则说明5000a005王五4000a004李四3000a003张三1000a002钱二2000a002钱二3000a001赵大1000a001赵大销售金额客户ID 销售人员姓名5000航天航空a0054000零售a0043000制造a0033000金融a0024000互联网a001客户交易额客户所属行业客户ID 销售业绩表：客户信息表：19000总计19000赵大19000张三19000王五19000钱二19000李四客户交易额销售人员姓名19000总计3000制造4000零售3000金融4000互联网5000航天航空销售金额客户所属行业。
数据模型ppt课件
4
2.2 概念模型(与DBMS无关)
面向用户、面向现实世界的数据模型 描述现实世界的对象及其联系，概念化结构 描述工具：E-R图
概念模型常用的表示方法：实体-联系方法（ Entity-Raletionship Approach）简称E-R模 型。
E-R模型是用E-R图来描述现实世界的概念模型 。
6
E-R图基本成份
矩形框：用于表示实体类型（考虑问题 的对象）。
菱形框：用于表示联系类型（实体间联 系）。
椭圆形框：用于表示实体类型和联系类 型的属性。
• 惟一标识实体的属性：加下划线。
联系：描述实体集之间的联系。
(1) 两个实体集之间的联系： 1:1 如：班级与班长之间的联系 如果实体集E1中每个实体至多和实体集E2中的一个 实体有联系，反之亦然，那么实体集E1和E2的联系称 为“一对一联系”，记为“1:1”。
5
基本概念：
实体（entity）：客观存在，可以相互区别的事物。 实体集（entity set）：性质相同的同类实体的集合
。 属性（attribute）：实体每一个特性称为属性。每
个属性有一个值域。 实体标识符（identifier）：能惟一标识实体的属性
或属性集，称为实体标识符。也称关键码（key）， 或简称为键。
E-R数据模型示例(2)
用E-R图表示银行委托储蓄业务的数据模型:
E-R模型的小结
E-R方法是对客观现实世界的抽象工具 E-R模型独立于具体的DBMS E-R模型是各种数据模型的基础
给出图书管理系统所涉及实体集及 其联系的E-R模型图。
2.3 逻辑模型
逻辑模型又称结构模型，与DBMS相关 描述数据库的逻辑结构 如何描述数据、数据联系、数据语义及数据的 一致性约束？ 逻辑模型是严格定义的一组概念的集合， 主要由数据结构、数据操作和完整性约束３部 分组成，通常称为数据模型３要素。 按结构分有： 层次、网状、关系、面向对象
2.2 概念模型(与DBMS无关)
面向用户、面向现实世界的数据模型 描述现实世界的对象及其联系，概念化结构 描述工具：E-R图
概念模型常用的表示方法：实体-联系方法（ Entity-Raletionship Approach）简称E-R模 型。
E-R模型是用E-R图来描述现实世界的概念模型 。
6
E-R图基本成份
矩形框：用于表示实体类型（考虑问题 的对象）。
菱形框：用于表示联系类型（实体间联 系）。
椭圆形框：用于表示实体类型和联系类 型的属性。
• 惟一标识实体的属性：加下划线。
联系：描述实体集之间的联系。
(1) 两个实体集之间的联系： 1:1 如：班级与班长之间的联系 如果实体集E1中每个实体至多和实体集E2中的一个 实体有联系，反之亦然，那么实体集E1和E2的联系称 为“一对一联系”，记为“1:1”。
5
基本概念：
实体（entity）：客观存在，可以相互区别的事物。 实体集（entity set）：性质相同的同类实体的集合
。 属性（attribute）：实体每一个特性称为属性。每
个属性有一个值域。 实体标识符（identifier）：能惟一标识实体的属性
或属性集，称为实体标识符。也称关键码（key）， 或简称为键。
E-R数据模型示例(2)
用E-R图表示银行委托储蓄业务的数据模型:
E-R模型的小结
E-R方法是对客观现实世界的抽象工具 E-R模型独立于具体的DBMS E-R模型是各种数据模型的基础
给出图书管理系统所涉及实体集及 其联系的E-R模型图。
2.3 逻辑模型
逻辑模型又称结构模型，与DBMS相关 描述数据库的逻辑结构 如何描述数据、数据联系、数据语义及数据的 一致性约束？ 逻辑模型是严格定义的一组概念的集合， 主要由数据结构、数据操作和完整性约束３部 分组成，通常称为数据模型３要素。 按结构分有： 层次、网状、关系、面向对象
数据模型ppt课件
年级 2005 2005 2005
…
关系数据模型的数据结构（续）
▪ 关系（Relation）
一个关系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
▪ 主码（Key） 表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。
精选编辑ppt
2.3 最常用的数据模型
❖ 非关系模型
▪ 层次模型(Hierarchical Model) ▪ 网状模型(Network Model)
❖关系模型(Relational Model) ❖面向对象模型(Object Oriented Model） ❖对象关系模型(Object Relational Model)
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一、关系数据模型的数据结构
❖ 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。
属性
学生登记表
元组
学号 2005004 2005006 2005008
…
姓名 王小明 黄大鹏 张文斌
…
年龄 19 20 18 …
性别 女 男 女 …
系名 社会学 商品学
法律 …
精选编辑ppt
▪ 域（Domain） 属性的取值范围。
▪ 分量 元组中的一个属性值。
▪ 关系模式 对关系的描述 关系名（属性1，属性2，…，属性n） 学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）
精选编辑ppt
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可分的数据项,
▪ 查询 ▪ 插入 ▪ 删除 ▪ 更新
高中信息技术浙教版：数据模型教学课件(共21张PPT)
浙教版选修三P17 文档模型图
逻辑模型
4、文档模型 JSON文档 {“id”:“5197227”,“name”:“陆 议”,“address”:{“province”:“浙 江”,“city”:“杭州”}}
浙教版选修三P17 学生文档模型图
逻辑模型
4、文档模型
逻辑模型
5、图模型：将实体表示为节点，将联系表示为边
浙教版选修三P15 列族模型示例1表
逻辑模型
2、列族模型 关系模型中关系的列定义后就无法再增加或删除列， 而列族模型中列族包含的列是不需要预先定义的， 可以动态增加或删除列族中的列，非常适合表示半 结构化数据。
浙教版选修三P16 列族模型示例2表
逻辑模型
2、列族模型 列族模型相比关系模型的另一个特点是适合存储稀 疏数据。稀疏数据是指表格中大部分单元不存放任 何数据。
2.如果要存储的数据模型在系统上线后可能会 发生变化，可以考虑使用哪些数据模型呢？
3.如果要将身边好朋友关系建立逻辑模型，模 型重点关注的是好朋友关系，用哪种模型比较合适？
{0:‘零’,‘Pi’:3.1415926,‘lang’:[‘Python’,’Ruby’, ’JavaScript’,’Lisp’], ’student’:{‘name’:’tom’,’id’:6,’birth’:19820124 }}
浙教版选修三P16 键值模型示例表
逻辑模型
4、文档模型 文档模型是一个树形、多层嵌套的结构。
浙教版选修三P16 列族模型示例2表
逻辑模型
2、列族模型 列族模型还有一个特点是可以保存不同时间的数据， 这些不同的数据版本通过时间戳来区分。
浙教版选修三P16 列族模型示例2表
逻辑模型
逻辑模型
4、文档模型 JSON文档 {“id”:“5197227”,“name”:“陆 议”,“address”:{“province”:“浙 江”,“city”:“杭州”}}
浙教版选修三P17 学生文档模型图
逻辑模型
4、文档模型
逻辑模型
5、图模型：将实体表示为节点，将联系表示为边
浙教版选修三P15 列族模型示例1表
逻辑模型
2、列族模型 关系模型中关系的列定义后就无法再增加或删除列， 而列族模型中列族包含的列是不需要预先定义的， 可以动态增加或删除列族中的列，非常适合表示半 结构化数据。
浙教版选修三P16 列族模型示例2表
逻辑模型
2、列族模型 列族模型相比关系模型的另一个特点是适合存储稀 疏数据。稀疏数据是指表格中大部分单元不存放任 何数据。
2.如果要存储的数据模型在系统上线后可能会 发生变化，可以考虑使用哪些数据模型呢？
3.如果要将身边好朋友关系建立逻辑模型，模 型重点关注的是好朋友关系，用哪种模型比较合适？
{0:‘零’,‘Pi’:3.1415926,‘lang’:[‘Python’,’Ruby’, ’JavaScript’,’Lisp’], ’student’:{‘name’:’tom’,’id’:6,’birth’:19820124 }}
浙教版选修三P16 键值模型示例表
逻辑模型
4、文档模型 文档模型是一个树形、多层嵌套的结构。
浙教版选修三P16 列族模型示例2表
逻辑模型
2、列族模型 列族模型还有一个特点是可以保存不同时间的数据， 这些不同的数据版本通过时间戳来区分。
浙教版选修三P16 列族模型示例2表
逻辑模型
数据模型数据模型的三要素数据模型的分类和各自的特点 精选文档PPT文档61页
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
数据模型数据模型的三要素 数据模型的分类的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
数据模型与决策-31(连续分布)-PPT文档资料
80%
1%
9% 1%
153.31 159.68 80%
175.28 181.65 9% 成年女子身高的分布
1%
143.85 149.57
163.59 169.31
正态分布性质
➢ 若随机变量X有正态分布N(,2)，则 X c有正态分布N( c,2) cX有正态分布 N(c,c22 )
➢ 若随机变量X1有正态分布N(1,12)，X2有 正态分布 N(2 ,22 ) ，X1和X 2 相互独立，则 X1 X2有正态分布N(1 2,12 22) X1 X2有正态分布N(1 2,12 22)
数据模型与决策-31(连续分布)
第三讲 连续分布
连续概率分布及其应用
盐在水中是均匀分布的， 盐的密度是常数
概率密度函数 累积分布函数
这里涉及到累积的概念
均匀分布
正态分布
例：将1克盐放入茶杯，加水搅拌后，盐在水中是均匀分布的， 如果从杯子里倒出半杯盐水，那么这半杯盐水中含有多少盐？ （0.5克）
正态分布应用
例 某个学校想新建一个阅览室供900个学生自修，但 规模有待确定（当然最大是900个座位），经过调研， 每一个学生每天去阅览室的可能性为1/3，为了保证 去的学生以95%的把握都有座位，试估计阅览室规模 的大小。
解: 设座位数为n,去阅览室的人数为X, 则有X=X1+X2+...+X900 其中X1=0或1, 0表示不去阅览室,1表示去阅览室
正态分布
成年男子身高的分布N(167.48, 6.092)，身 高 175 厘米的成年男子高不高？输入
“=1-normdist(175,167.48,6.09,1)”, 身高超过 175 厘米的成年男子有 10.845% 成年女子身高的分布N(156.58, 5.472)，175
相关主题
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概念数据模型 逻辑数据模型 物理数据模型
数据模式
数据组织结构、数据操作、数 据的完整性约束
数据模式
数据组织结构、数据操作、 数据的完整性约束
17:22
数据库的三级模式结构
模式的分级： 为了提高数据的物理独立性和逻辑独立性，使 数据库的用户观点，即用户看到的数据库，与 数据库的物理方面，即实际存储的数据库区分 开来，数据库系统的模式是分级的。
17:22
思考:
学生选课的数据信息在三种逻辑模 型中分别是如何组织的？
17:22
物理数据模型
从计算机的物理存储角度对数据建模。 是数据在物理设备上的存放方法和表现 形式的描述，以实现数据的高效存取。 物理数据模型不仅与DBMS有关,而且 与操作系统和硬件环境有密切关系。 如索引，指针等等。
17:22
模型是现实世界特征的模拟和抽象。数据 模型则是现实世界数据特征的抽象，是用来 描述数据的一组概念和定义，是数据库技术 的核心。
数据模型应满足三个方面的要求： 能比较真实地模拟现实世界； 容易为人理解； 便于在计算机上实现。
17:22
数据模型组成要素
数据模型是实现数据抽象的主要工具。它的 三个组成要素是： 数据结构 描述系统的静态特性，即实体对象存储在 数据库中的记录型的集合。包括：
17:22
数据库的生命周期
数据库的设计阶段 需求分析 概念设计 逻辑设计 物理设计
数据库的实现和操作阶段 数据库的实现 操作与监督 修改与调整
17:22
数据库的设计过程
现实世界
需求分析
需求分析说明书
独立于数据 概念数据库设计 库管理系统 概念数据库模式
与数据库管 理系统相关
科室
医生
病房
病人
17:22
逻辑数据模型－网状模型
特点： 表达的联系种类丰富。 结构复杂。
DBTG报告： 1969年，由美国CODASYC（Conference On Data System Language，数据系统语言协商 会）下属的DBTG（Data Base Task Group） 组提出，确立了网状数据库系统的概念、方 法、技术。
数据库系统三级模式结构： CODASYL（Conference On Data System Language,美国数据系统语言协商会）提出模 式、外模式、存储模式三级模式的概念。三级 模式之间有两级映象。
17:22
数据库的三级模式结构
应用A
应用B外模式应用(SCub-Sc应h用emD a) 又应用E
称子模式：用户的数据视
内模式外(模St式o1rage图模。式外是的模数子式据集2 的。局模模部式逻式外:辑模或又式结逻称3 构辑概，模念
Sc外h模em式/a模)式又映象称 存储模式：
数据的物理结 构及存储方式
的描述。
模式 内模式
数据库
式,是所有用户的
公共数据视图。 是模数式据/内库模式中映全象体 数据的全局逻辑 结构和特性的描
应用程序
1
工作区 通讯
DBMS
单元
9
5
8
OS
结果缓冲区
7
6
外模式 2
3 模式
4 内模式
DB
17:22
DBMS的结构－数据库系统的不同视图
用户 应用程序员
DBA 系统分析员
终端 子模式 模式 存储模式
应用系统 DBMS OS
DB
系统缓冲区
17:22
复习：
数据模型是如何划分的 数据模型与数据模式的概念和区别 DBMS的工作过程
数据模式
型与值 型是指对某一类数据的结构和属性的说明， 值是型的一个具体赋值。
数据模式： 在数据模型中有关数据结构及其相互关系的 描述，它仅仅涉及到型的描述，不涉及到具 体的值。模式的一个具体值称为模式的一个 实例。同一个模式可以有很多实例。模式反 映的是数据的结构及其联系，而实例反映的 是数据库某一时刻的状态。
基于结构的设计 关系模式
基于操作的设计
最优关系模式
与硬件 环境有 关
物理数据库设计 物理数据库模式
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需求分析
需求分析的任务是通过详细调查现实世界要 处理的对象（组织、部门、企业等），充分 了解原系统的工作情况，明确用户的各种需 求。 调查的重点是“数据”和“处理”，包括： 信息要求 指用户需要从数据库中获得的信
缺点： 支持的联系种类太少，只支持二元一对多联系。
代表产品： IBM的IMS数据库，1969年研制成功。
17:22
逻辑数据模型－网状模型
是一个满足下列条件的有向图： 可以有一个以上的节点无父节点。 至少有一个节点有多于一个的父节点（排 除树结构）。
17:22
逻辑数据模型－网状模型
17:22
思考:
数据的人工管理阶段和文件管理阶 段的系统模式结构和数据独立性?
人工管理阶段: 只有存储模式一层 无法实现数据独立性
文件管理阶段: 分为存储模式和模式两层 可以实现数据的物理独立性
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数据模式与数据模型
现实世界
外模式1 … 外模式2
概念数据模型 逻辑数据模型 物理数据模型
模式
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数据库设计
数据库设计概述 数据库设计过程 需求分析 概念数据库 逻辑数据库 物理数据库
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数据库设计概述
数据库设计是指对于一个给定的应用领域， 设计优化的数据库逻辑和物理结构，使之满足 用户的管理需求和数据操作需求，有效地支持 各种应用系统的开发和运行。
户的各种应用。 既易于转化为逻辑数据库模式，又容易
为用户理解。
常用概念数据模型为E-R模型
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实体联系模型（ER模型）
实体 实体是现实世界中客观存在并可以相互 区别的事物。实体可以是物理存在的事物， 也可以是抽象的概念和联系。同型实体的集 合称为实体集。
相同的属性来实现的。
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实体间的联系
同一表中的字段是相关的
学生信息 班级信息
学号 姓名 别
970812 王刚 971003 刘金敏 971005 彦芳 971013 崔健 971159 任维新
班级 出生年月 性
8971 80年7月 男 10971 80年3月 女 10971 81年5月 女 10971 80年5月 男 10971 80年7月 男
数据库设计的目标是为用户和各种应用系 统提供一个高效率的运行环境。效率包括两个 方面，一是数据库的存取效率，二是存储空间 的利用率。
17:22
举例：不同的数据库设计方案
公交线路信息存储结构：
方案一：
线路 375 5
站点1 站点2 站点3 站点4 站点5 … 新科大 午山 新二中 朱家洼 云岭路 … 胜利桥 五厂 青纺 水清沟 北岭 …
概念数据模型
按用户的观点来对数据和信息建模。用于 组织信息世界的概念，表现从现实世界中 抽象出来的事物以及它们之间的联系。 它是现实世界到信息世界的抽象，是用户 与数据库设计人员之间进行交流的语言。 这类模型强调其语义表达能力，概念简单、 清晰，易于用户理解。如E-R模型。
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逻辑数据模型
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逻辑数据模型－关系模型
优点（与其它模型数据库比较）： 简单，表的概念直观，处理数据效率高。 描述的一致性，不仅用关系描述实体本身， 也用关系描述实体之间的联系。 数据独立性高，有较好的一致性和良好的保 密性。 可以动态地导出和维护视图。 数据结构简单，便于了解和维护。
数据本身：类型、性质、值域等。 数据之间的联系 在数据库系统中一般按数据结构的类型来命名
数据模型。
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数据模型组成要素
数据操作 用于描述施加于数据之上的各种操作，即对 数据库中各种对象（型）的实例允许执行的 操作的集合，包括操作及操作规则。主要有 检索、更新（插入、删除、修改）两大类操 作。
编号 名称
8971 物理971 10971 应数971 10972 应数972 15951 电子951
专业 系别
物理
物理系
应用数学 数学系
应用数学 数学系
应用电子学 自动化系
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逻辑数据模型－关系模型
特征： 结构单一化 坚实的数学理论基础
关系模型的逻辑结构实际上是二维表， 基于关系模型的关系数据库的逻辑结构也是 二维表，而这个二维表即是关系。每个关系 （或表）由一组元组组成，每个元组又由若 干属性和域构成。只有两个属性的关系称为 二元关系，以此类推，有n个属性的关系称 为n元关系。
述。
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数据库的两级映像功能与数据独立性
外模式/模式映像：
定义某一个外模式和模式之间的对应关系，映 像定义通常包含在各外模式中。当模式改变时， 修改此映象，使外模式保持不变，从而应用程序 可以保持不变，称为逻辑独立性。
模式/内模式映像：
定义数据逻辑结构与存储结构之间的对应关系。 存储结构改变时，修改此映像，使模式保持不变， 从而应用程序可以保持不变，称为物理独立性。
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逻辑数据模型－关系模型
用二维表来表示实体及其相互联系
姓名 张军 王红 李明
学号 09701023 09702011 09708250
性别 男 女 男
系别 数学系 物理系 计算机系
每张二维表称为一个关系（Relation）, 其中存放了两种类型的数据：
•实体本身的数据 •实体间的联系是通过不同关系中具有
从计算机实现的观点来对数据建模。是信 息世界中的概念和联系在计算机世界中的 表示方法。一般有严格的形式化定义，以 便于在计算机上实现。如层次模型、网状 模型、关系模型、面向对象模型。
数据模式
数据组织结构、数据操作、数 据的完整性约束
数据模式
数据组织结构、数据操作、 数据的完整性约束
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数据库的三级模式结构
模式的分级： 为了提高数据的物理独立性和逻辑独立性，使 数据库的用户观点，即用户看到的数据库，与 数据库的物理方面，即实际存储的数据库区分 开来，数据库系统的模式是分级的。
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思考:
学生选课的数据信息在三种逻辑模 型中分别是如何组织的？
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物理数据模型
从计算机的物理存储角度对数据建模。 是数据在物理设备上的存放方法和表现 形式的描述，以实现数据的高效存取。 物理数据模型不仅与DBMS有关,而且 与操作系统和硬件环境有密切关系。 如索引，指针等等。
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模型是现实世界特征的模拟和抽象。数据 模型则是现实世界数据特征的抽象，是用来 描述数据的一组概念和定义，是数据库技术 的核心。
数据模型应满足三个方面的要求： 能比较真实地模拟现实世界； 容易为人理解； 便于在计算机上实现。
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数据模型组成要素
数据模型是实现数据抽象的主要工具。它的 三个组成要素是： 数据结构 描述系统的静态特性，即实体对象存储在 数据库中的记录型的集合。包括：
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数据库的生命周期
数据库的设计阶段 需求分析 概念设计 逻辑设计 物理设计
数据库的实现和操作阶段 数据库的实现 操作与监督 修改与调整
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数据库的设计过程
现实世界
需求分析
需求分析说明书
独立于数据 概念数据库设计 库管理系统 概念数据库模式
与数据库管 理系统相关
科室
医生
病房
病人
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逻辑数据模型－网状模型
特点： 表达的联系种类丰富。 结构复杂。
DBTG报告： 1969年，由美国CODASYC（Conference On Data System Language，数据系统语言协商 会）下属的DBTG（Data Base Task Group） 组提出，确立了网状数据库系统的概念、方 法、技术。
数据库系统三级模式结构： CODASYL（Conference On Data System Language,美国数据系统语言协商会）提出模 式、外模式、存储模式三级模式的概念。三级 模式之间有两级映象。
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数据库的三级模式结构
应用A
应用B外模式应用(SCub-Sc应h用emD a) 又应用E
称子模式：用户的数据视
内模式外(模St式o1rage图模。式外是的模数子式据集2 的。局模模部式逻式外:辑模或又式结逻称3 构辑概，模念
Sc外h模em式/a模)式又映象称 存储模式：
数据的物理结 构及存储方式
的描述。
模式 内模式
数据库
式,是所有用户的
公共数据视图。 是模数式据/内库模式中映全象体 数据的全局逻辑 结构和特性的描
应用程序
1
工作区 通讯
DBMS
单元
9
5
8
OS
结果缓冲区
7
6
外模式 2
3 模式
4 内模式
DB
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DBMS的结构－数据库系统的不同视图
用户 应用程序员
DBA 系统分析员
终端 子模式 模式 存储模式
应用系统 DBMS OS
DB
系统缓冲区
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复习：
数据模型是如何划分的 数据模型与数据模式的概念和区别 DBMS的工作过程
数据模式
型与值 型是指对某一类数据的结构和属性的说明， 值是型的一个具体赋值。
数据模式： 在数据模型中有关数据结构及其相互关系的 描述，它仅仅涉及到型的描述，不涉及到具 体的值。模式的一个具体值称为模式的一个 实例。同一个模式可以有很多实例。模式反 映的是数据的结构及其联系，而实例反映的 是数据库某一时刻的状态。
基于结构的设计 关系模式
基于操作的设计
最优关系模式
与硬件 环境有 关
物理数据库设计 物理数据库模式
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需求分析
需求分析的任务是通过详细调查现实世界要 处理的对象（组织、部门、企业等），充分 了解原系统的工作情况，明确用户的各种需 求。 调查的重点是“数据”和“处理”，包括： 信息要求 指用户需要从数据库中获得的信
缺点： 支持的联系种类太少，只支持二元一对多联系。
代表产品： IBM的IMS数据库，1969年研制成功。
17:22
逻辑数据模型－网状模型
是一个满足下列条件的有向图： 可以有一个以上的节点无父节点。 至少有一个节点有多于一个的父节点（排 除树结构）。
17:22
逻辑数据模型－网状模型
17:22
思考:
数据的人工管理阶段和文件管理阶 段的系统模式结构和数据独立性?
人工管理阶段: 只有存储模式一层 无法实现数据独立性
文件管理阶段: 分为存储模式和模式两层 可以实现数据的物理独立性
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数据模式与数据模型
现实世界
外模式1 … 外模式2
概念数据模型 逻辑数据模型 物理数据模型
模式
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数据库设计
数据库设计概述 数据库设计过程 需求分析 概念数据库 逻辑数据库 物理数据库
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数据库设计概述
数据库设计是指对于一个给定的应用领域， 设计优化的数据库逻辑和物理结构，使之满足 用户的管理需求和数据操作需求，有效地支持 各种应用系统的开发和运行。
户的各种应用。 既易于转化为逻辑数据库模式，又容易
为用户理解。
常用概念数据模型为E-R模型
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实体联系模型（ER模型）
实体 实体是现实世界中客观存在并可以相互 区别的事物。实体可以是物理存在的事物， 也可以是抽象的概念和联系。同型实体的集 合称为实体集。
相同的属性来实现的。
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实体间的联系
同一表中的字段是相关的
学生信息 班级信息
学号 姓名 别
970812 王刚 971003 刘金敏 971005 彦芳 971013 崔健 971159 任维新
班级 出生年月 性
8971 80年7月 男 10971 80年3月 女 10971 81年5月 女 10971 80年5月 男 10971 80年7月 男
数据库设计的目标是为用户和各种应用系 统提供一个高效率的运行环境。效率包括两个 方面，一是数据库的存取效率，二是存储空间 的利用率。
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举例：不同的数据库设计方案
公交线路信息存储结构：
方案一：
线路 375 5
站点1 站点2 站点3 站点4 站点5 … 新科大 午山 新二中 朱家洼 云岭路 … 胜利桥 五厂 青纺 水清沟 北岭 …
概念数据模型
按用户的观点来对数据和信息建模。用于 组织信息世界的概念，表现从现实世界中 抽象出来的事物以及它们之间的联系。 它是现实世界到信息世界的抽象，是用户 与数据库设计人员之间进行交流的语言。 这类模型强调其语义表达能力，概念简单、 清晰，易于用户理解。如E-R模型。
17:22
逻辑数据模型
17:22
逻辑数据模型－关系模型
优点（与其它模型数据库比较）： 简单，表的概念直观，处理数据效率高。 描述的一致性，不仅用关系描述实体本身， 也用关系描述实体之间的联系。 数据独立性高，有较好的一致性和良好的保 密性。 可以动态地导出和维护视图。 数据结构简单，便于了解和维护。
数据本身：类型、性质、值域等。 数据之间的联系 在数据库系统中一般按数据结构的类型来命名
数据模型。
17:22
数据模型组成要素
数据操作 用于描述施加于数据之上的各种操作，即对 数据库中各种对象（型）的实例允许执行的 操作的集合，包括操作及操作规则。主要有 检索、更新（插入、删除、修改）两大类操 作。
编号 名称
8971 物理971 10971 应数971 10972 应数972 15951 电子951
专业 系别
物理
物理系
应用数学 数学系
应用数学 数学系
应用电子学 自动化系
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逻辑数据模型－关系模型
特征： 结构单一化 坚实的数学理论基础
关系模型的逻辑结构实际上是二维表， 基于关系模型的关系数据库的逻辑结构也是 二维表，而这个二维表即是关系。每个关系 （或表）由一组元组组成，每个元组又由若 干属性和域构成。只有两个属性的关系称为 二元关系，以此类推，有n个属性的关系称 为n元关系。
述。
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数据库的两级映像功能与数据独立性
外模式/模式映像：
定义某一个外模式和模式之间的对应关系，映 像定义通常包含在各外模式中。当模式改变时， 修改此映象，使外模式保持不变，从而应用程序 可以保持不变，称为逻辑独立性。
模式/内模式映像：
定义数据逻辑结构与存储结构之间的对应关系。 存储结构改变时，修改此映像，使模式保持不变， 从而应用程序可以保持不变，称为物理独立性。
17:22
逻辑数据模型－关系模型
用二维表来表示实体及其相互联系
姓名 张军 王红 李明
学号 09701023 09702011 09708250
性别 男 女 男
系别 数学系 物理系 计算机系
每张二维表称为一个关系（Relation）, 其中存放了两种类型的数据：
•实体本身的数据 •实体间的联系是通过不同关系中具有
从计算机实现的观点来对数据建模。是信 息世界中的概念和联系在计算机世界中的 表示方法。一般有严格的形式化定义，以 便于在计算机上实现。如层次模型、网状 模型、关系模型、面向对象模型。