第二章数据模型

➢ （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。
(5) 实体型（Entity Type） 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体。
(6) 实体集（Entity Set） 同型实体的集合称为实体集
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2.10
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2.1 信息抽象过程
（2）信息世界
信息世界中的基本概念
(7) 联系（Relationship）
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2.8
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2.1 信息抽象过程
➢ （2）信息世界
信息世界是指现实世界事物在人脑中的抽象反映。 信息世界中的基本概念 (1) 实体（Entity）
客观存在并可相互区别的事物称为实体。可以是具体的人、 事、物或抽象的概念。
(2) 属性（Attribute）
物理模型：对数据最底层的抽象，是面向计算机系统的。 物理模型的具体实现是DBMS的任务，用户一般不必考虑物 理级的细节。
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2.5
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2.1 信息抽象过程
如E-R模型
如关系模型、层次 模型、网状模型、
面向对象模型
现实世界
信息世界
机器世界
2.26
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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。
数据模型的分类
概念模型（信息模型）
按用户观点对数据进行建模，强调语义表达功能
独立于计算机系统和DBMS
主要用于数据库的概念设计
逻辑模型
逻辑模型：层次、网状、关系模型，是按计算机系统的观 点对数据建模，主要用于DBMS的实现。有严格的形式化定 义（层次、网状和关系模型），以便于在计算机系统中实 现
物理模型
数据库中采用数据模型这个工具来抽象、表示和 处理现实世界中的数据和信息。
现有的数据库系统都是基于某种数据模型的。
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2.15
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2.2 数据模型的组成要素
数据结构（静态特性）
数据库的组成对象以及对象之间联系的描述
数据操作（动态特性）
对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作 的集合
2.3 概念数据模型
4.两个不同实体型之间的多种联系
例1.4假设一个工程队承担若干项目，每个项目由一个
职工负责，其他职工可以自由参加项目。请画出工程队
的ER图。
职工
有两个实体型：
职工（职工号，姓名，年龄，性别）
Ｍ
１
工程（工程号，工程名，工程单位）
参加
Ｎ 工程
负责 Ｎ
有两个联系型： 参加（业务奖金） 负责（业务奖金）
现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界
中反映为实体内部的联系和实体之间的联系
实体型间联系
两个实体型 三个实体型
一对一联系（1:1） 一对多联系（1:n）
一个实体型
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多对多联系（m:n）
2.11
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2.1 信息抽象过程
➢ （3）机器世界
实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属 性来刻画。
(3) 码（Key）
唯一标识实体的属性集称为码。
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2.9
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2.1 信息抽象过程
（2）信息世界
信息世界中的基本概念
(4) 域（Domain） 属性的取值范围称为该属性的域。
某个工程项目指定购买某个厂家的零件。画出仓库管理
的ER图。
有三个实体型：
工程项目
工程项目（项目号，项目名，负责人）
Ｍ
零件（零件号，零件名，单价，重量）
厂家（编号，厂名，厂址）
需求及采购
Ｎ
Ｓ 有一个联系型：需求采购（需求量，采购量）
厂家
零件
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2.24
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2.3 概念数据模型
建立ER图过程： （1）确定实体型 （2）确定联系型 （3）对实体型和联系型用连线组合 （4）确定实体型和联系型的属性，确定并标记键。 1.两个不同实体型之间的联系
例1.1分别画出学校与教师联系、学生与课程联系的ER
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。
记录：数据项的有序集合称为记录。可用一个记录描述一个 实体。
文件：同一类记录的汇集称为文件，文件是描述实体集的。
数据模型应该满足三个方面的要求：
比较真实地模拟现实世界；
容易为人所理解；
便于计算机处理.
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2.3
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数据模型的分类
根据模型应用的不同目的分为: 概念模型（信息模型）
逻辑模型和物理模型（数据模型）
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2.4
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2.12
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2.1 信息抽象过程
➢ 不同世界术语的对应关系
信息世界
机器世界
现实世界
个体
认识抽象
个体特征
总体
Baidu Nhomakorabea
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概念模型
实体
数据化
属性
实体集
实体标识符
数据模型
记录 字段 文件 关键字
2.13
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第2章 数 据 模 型
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本章要点
数据模型的概念
信息的抽象过程
数据模型的分类
数据模型的组成要素
层次模型
网状模型
关系模型
面向对象模型
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2.2
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数据模型概念
数据模型指对现实世界中客观事物及其联系 的数据描述，是能表示实体类型与实体间联 系的模型，具有描述数据与数据联系两方面 的功能。数据模型是对现实世界数据特征的 模拟和抽象。
关键字：能够惟一标识文件中每个记录的数据项或数据项组 合。又叫关键码，简称键。它与实体标识符概念相对应。
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2.14
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2.2数据模型的组成要素
数据模型：现实世界数据特征的抽象。 数据库不仅要反映数据本身的内容，而且要反映 数据之间的联系。由于计算机不可能直接处理现 实世界中的事物，所以人们必须事先把具体事物 转换成计算机能够处理的数据（数字化） 。
事物
概念（数据）模型 认识抽象
转换
（逻辑）数据模型
信息的抽象过程实际上涉及到信息的三种不同世 界：现实世界、信息世界和机器世界。按照不同的应 用目的可以把数据模型划分为概念（数据）模型和 （逻辑）数据模型。
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2.6
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2.1 信息抽象过程
数据的完整性约束
数据模型要满足的约束条件
（数据模型是严格定义的一组概念，即完整性规则的集合， 描述了系统的静态特性、动态特性和完整性约束条件，以保 证数据的正确、有效和相容）
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2.16
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2.2.1 数据结构
数据结构描述数据库的组成对象以及对象之 间的联系。描述的主要内容有两类：
图。
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2.21
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学校名 校址 校长
学号 姓名 年龄 性别
学校
１ 聘任
Ｎ
教师
学生
年薪
成绩 Ｍ 选修
Ｏ 必修
成绩
Ｎ
Ｐ
课程
教工号
姓名
专长
（１）学校与教师联系的ER图
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课程号 课程名 学分 （2）学生与课程联系的ER图
2.22
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2.3 概念数据模型
2.多个不同实体型之间的联系
例1.2假设厂家供应零件，仓库负责采购并管理零件的
入库、出库，多个工程项目所需的零件在仓库领取。画 出仓库管理的ER图。
有三个实体型：
工程项目
厂家
工程项目（项目号，项目名，负责人）
Ｍ 需求
Ｏ 采购
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2.2.3完整性约束
完整性约束条件是一组完整性规则。
完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具 有的制约和储存规则，用以限定符合数据模型的数 据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有 效、相容。
数据模型应反映和规定本数据模型必须遵守的基本的 通用的完整性约束条件。
ER图有四个基本成分：
（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）。
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2.20
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2.25
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2.3 概念数据模型
5.同一实体型内各实体间的联系
例1.5假设实体型是“女性公民”，联系型是母女。请画 出ER图。
假设实例型是“零件”，联系型的“组成”。请划出其 ER图。
女性公民
零件
1
N
母女
M
N
组成
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数据模型还应提供定义完整性约束条件的机制，以反 映具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束 条件。
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2.19
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2.3 概念数据模型
概念数据模型简称为概念模型，也称为信息模型，是用 户和数据库设计人员之间进行交流的语言和工具。
信息模型中比较著名的是实体联系模型（Entity Relationship model），简称ER模型。ER模型是P.P. Chen于1976年提出的，通过ER图表示实体及其联系。
2.2.2 数据操作
数据操作：对数据库中各种对象（型）的实例（值） 允许执行的操作集合及有关的操作规则。
数据操作的类型：检索、更新（包括插入、删除、修 改）。 数据模型对操作的定义：操作的确切含义、操作符号 、操作规则（如优先级）、实现操作的语言。 数据操作是对系统动态特性的描述。
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2.18
与对象的类型、内容、性质有关的
如关系模型中的域、属性、关系等；
网状模型中的数据项、记录等。 与对象之间联系有关的 如网状模型中的系型。
在数据库系统中，按照其数据结构的类型来 命名数据模型。
数据结构是对系统静态特性的描述。
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2.17
李瑞改（lirg751@mail.nefu.edu.cn）
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。
记录：数据项的有序集合称为记录。可用一个记录描述一个 实体。
文件：同一类记录的汇集称为文件，文件是描述实体集的。
关键字：能够惟一标识文件中每个记录的数据项或数据项组 合。又叫关键码，简称键。它与实体标识符概念相对应。
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。
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2.7
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2.1 信息抽象过程
零件（零件号，零件名，单价，重量） 厂家（编号，厂名，厂址） 有两个联系型：需求（需求量）
Ｎ
Ｐ
采购（购进数）
零件
数据库系统原理
2.23
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2.3 概念数据模型
３.多个不同实体型之间的多元联系
例1.３假设厂家供应零件，仓库负责采购并管理零件的
入库、出库，多个工程项目所需的零件在仓库领取，且