政务数据库系统第3章：政务数据库模型[精]
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返回
分类
结构数据模型
层次模型、网状模型、关系模型
语义模型
实体联系模型、函数模型
返回
3.1.2 层次模型
层次模型使用树型结构来描述数据及其 联系
特点：
有且仅有一个节点无父节点，此节点为树根 根节点以外的其他节点有且仅有一个父节点
返回
返回
返回
R1
R2
R3 A
D4
A6 9
D2
θ连接
等值连接：R∞S B=C 大于连接：R∞S B>C 小于连接：R∞S B<C
返回
等值连接：R∞S B=C
R.A
B
S.A
C
D
A3
4
A3
4
D4
A6
3
A1
Biblioteka Baidu
3
D1
大于连接：R∞S B>C
R.A
B
S.A
C
D
A2
6
A1
3
D1
A2
6
A3
4
D4
A3
4
A1
3
D1
A4
6
A1
3
D1
A4
6
A3
4
D4
R1
R2 C
R1
R4
R2 R5
R3
B
返回
3.2 关系模型
关系模型结构 关系操作 关系完整性
返回
3.2.1 关系模型结构
二维表一般 被称为关系
基本概念：
关系模型是一种以二维表形式表示实体数据 和实体之间关系等信息的数据库模型
属性、元组、模式、关键字等
返回
关系实例
属性
模式 元组
ABC a1 b1 c1 a1 b2 c2 a2 b2 C1 a1 b3 c2
并
ABC a1 b2 c2 a2 b2 c1
交
ABC a1 b1 c1
差
返回
笛卡尔积
ABCABC a1 b1 c1 a1 b2 c2 a1 b1 c1 a1 b3 c2 a1 b1 c1 a2 b2 c1 a1 b2 c2 a1 b2 c2 a1 b2 c2 a1 b3 c2 a1 b2 c2 a2 b2 c1 a2 b2 C1 a1 b2 c2 a2 b2 C1 a1 b3 c2 a2 b2 C1 a2 b2 c1
第3章：政务数据库模型
数据模型概述 关系模型 ER模型
3.1 数据模型概述
数据模型的要素和分类 层次模型 网状模型
返回
3.1.1数据模型的要素和分类
要素：
数据结构
反映数据的静态特征
数据操作
反映数据的动态特征
完整性约束条件
反映数据及其联系所具有的制约和依存规则
返回
返回
3.2.3 关系完整性
是指数据库数据中的正确性和一致性 分为三种类型：
实体完整性规则 参照完整性规则 用户定义完整性规则
返回
实体完整性规则
规则内容
实体完整性规则：若属性集A是基本关系R 的主关键字，则属性集A不能取空值。
语义解释
现实世界中的实体是可以唯一区分的，因此 主关键字属性不能为空。
关系S
CD C1 D1 C2 D2
R÷ S
AB A1 B1 A2 B2
返回
除法：从人员表中查询男性科员的名称
人员编号
42001 42005
∏姓名，性别，职称（人员） 42011
42012 42015 42024
姓名
马国秋 张雄 王辉 李子杰 王丽 黄文雄
部门
办公室 人事科 办公室 后勤处 信访办 政研室
返回
参照完整性规则
规则内容
参照完整性规则：若属性或属性组F是基本关系R的 外关键字，它与基本关系S的主关键字K对应，（基 本关系R和S可以是同一个关系），则对R中每个记 录在F上的取值必须为：
空值 等于S中某个记录的主关键字值
返回
笛卡尔积示例
SNO
SNAME CNO CNAME
SCORE
SNO
SNAME
S1
程宏
C4
数据结构
6
S1
程宏
S1
程宏
C1
计算机原理 6
S2
刘沙沙
S1
程宏
C3
高等数学
8
S3
李刚七
S2
刘沙沙 C4
数据结构
6
CNO
CNAME
SCORE
S2
C4
数据结构
6
S2
S3
C1
计算机原理
6
S3
C3
高等数学
8
S3
刘沙沙 C1 刘沙沙 C3 李刚七 C4 李刚七 C1 李刚七 C3
计算机原理 高等数学 数据结构 计算机原理 高等数学
6 8
6
6
8
返回
特殊集合运算
选择 投影 连接 除法
返回
δ
选择
∏
投影
返回
连接示意图 连接操作是笛卡尔积、投影、选择的组合。
关系R
A
B
A1 2
A2 6
A3 4
A4 6
A5 2
A6 3
关系S
A
C
D
A1 3
D1
A3 4
D4
A4 7
关系代数 关系演算
返回
3.2.2.1 关系代数
传统集合运算
并 交 差 笛卡尔积
返回
R
R∪S
S
并
R
R∩S
S
交
返回
R
R-S
差
S
关系R 关系S
R×S
笛卡尔积
返回
RA B C a1 b1 c1 a1 b2 c2 a2 b2 c1
SA B C a1 b2 c2 a1 b3 c2 a2 b2 c1
的行； 表中元素都是不可再分的数据项
返回
不规范的关系
科目
外语
学生
数学 语文 体育 阅读 口语
马雷 89 83 86 67 15
张雄 97 87 80 60 12
李丽 90 90 80 70 18
…
返回
3.2.2 关系操作
关系操作的两个基本特点
一次可以存取多个记录 语言的非过程化
关系操作分类
关键字
人员编号 42001 42005 42011 42012 42015 42024
姓名 马国秋 张雄 王辉 李子杰 王丽 黄文雄
部门 办公室 人事科 办公室 后勤处 信访办 政研室
性别 男 男 男 男 女 男
职务 科员 科长 科员 科长 副科 处长
返回
关系模型的特点
表中每一列元素是类型相同的数据； 列不重名，列的顺序可以任意放置； 行的顺序可以任意，但不能有两个同样
小于连接：R∞S B<C
略
返回
自然连接
A
B
A1
2
A3
4
A4
6
A6
3
自然连接是一种特殊的等值连接，它要求 两个关系中进行比较的分量必须是相同的属 性，并且在结果中将重复的属性去掉。记作：
R∞S.
C
D
3
D1
4
D4
7
D4
9
D2
注意与等值连接的区别
返回
除法
关系R
ABCD A1 B1 C1 D1 A1 B1 C2 D2 A3 B3 C3 D3 A2 B2 C1 D1 A2 B2 C2 D2
性别
男 男 男 男 女 男
职务
科员 科长 科员 科长 副科 处长
÷
性别 职务 男 科员
姓名
马国秋
王辉
返回
3.2.2.2 关系演算
基于谓词的集合操作
与关系代数具有同等的表达能力 目前的关系数据库语言都是以关系演算为
基础
元组关系演算 域关系演算
QBE（即Qurey By Example按例查询） 以ACCESS的查询为例
分类
结构数据模型
层次模型、网状模型、关系模型
语义模型
实体联系模型、函数模型
返回
3.1.2 层次模型
层次模型使用树型结构来描述数据及其 联系
特点：
有且仅有一个节点无父节点，此节点为树根 根节点以外的其他节点有且仅有一个父节点
返回
返回
返回
R1
R2
R3 A
D4
A6 9
D2
θ连接
等值连接：R∞S B=C 大于连接：R∞S B>C 小于连接：R∞S B<C
返回
等值连接：R∞S B=C
R.A
B
S.A
C
D
A3
4
A3
4
D4
A6
3
A1
Biblioteka Baidu
3
D1
大于连接：R∞S B>C
R.A
B
S.A
C
D
A2
6
A1
3
D1
A2
6
A3
4
D4
A3
4
A1
3
D1
A4
6
A1
3
D1
A4
6
A3
4
D4
R1
R2 C
R1
R4
R2 R5
R3
B
返回
3.2 关系模型
关系模型结构 关系操作 关系完整性
返回
3.2.1 关系模型结构
二维表一般 被称为关系
基本概念：
关系模型是一种以二维表形式表示实体数据 和实体之间关系等信息的数据库模型
属性、元组、模式、关键字等
返回
关系实例
属性
模式 元组
ABC a1 b1 c1 a1 b2 c2 a2 b2 C1 a1 b3 c2
并
ABC a1 b2 c2 a2 b2 c1
交
ABC a1 b1 c1
差
返回
笛卡尔积
ABCABC a1 b1 c1 a1 b2 c2 a1 b1 c1 a1 b3 c2 a1 b1 c1 a2 b2 c1 a1 b2 c2 a1 b2 c2 a1 b2 c2 a1 b3 c2 a1 b2 c2 a2 b2 c1 a2 b2 C1 a1 b2 c2 a2 b2 C1 a1 b3 c2 a2 b2 C1 a2 b2 c1
第3章：政务数据库模型
数据模型概述 关系模型 ER模型
3.1 数据模型概述
数据模型的要素和分类 层次模型 网状模型
返回
3.1.1数据模型的要素和分类
要素：
数据结构
反映数据的静态特征
数据操作
反映数据的动态特征
完整性约束条件
反映数据及其联系所具有的制约和依存规则
返回
返回
3.2.3 关系完整性
是指数据库数据中的正确性和一致性 分为三种类型：
实体完整性规则 参照完整性规则 用户定义完整性规则
返回
实体完整性规则
规则内容
实体完整性规则：若属性集A是基本关系R 的主关键字，则属性集A不能取空值。
语义解释
现实世界中的实体是可以唯一区分的，因此 主关键字属性不能为空。
关系S
CD C1 D1 C2 D2
R÷ S
AB A1 B1 A2 B2
返回
除法：从人员表中查询男性科员的名称
人员编号
42001 42005
∏姓名，性别，职称（人员） 42011
42012 42015 42024
姓名
马国秋 张雄 王辉 李子杰 王丽 黄文雄
部门
办公室 人事科 办公室 后勤处 信访办 政研室
返回
参照完整性规则
规则内容
参照完整性规则：若属性或属性组F是基本关系R的 外关键字，它与基本关系S的主关键字K对应，（基 本关系R和S可以是同一个关系），则对R中每个记 录在F上的取值必须为：
空值 等于S中某个记录的主关键字值
返回
笛卡尔积示例
SNO
SNAME CNO CNAME
SCORE
SNO
SNAME
S1
程宏
C4
数据结构
6
S1
程宏
S1
程宏
C1
计算机原理 6
S2
刘沙沙
S1
程宏
C3
高等数学
8
S3
李刚七
S2
刘沙沙 C4
数据结构
6
CNO
CNAME
SCORE
S2
C4
数据结构
6
S2
S3
C1
计算机原理
6
S3
C3
高等数学
8
S3
刘沙沙 C1 刘沙沙 C3 李刚七 C4 李刚七 C1 李刚七 C3
计算机原理 高等数学 数据结构 计算机原理 高等数学
6 8
6
6
8
返回
特殊集合运算
选择 投影 连接 除法
返回
δ
选择
∏
投影
返回
连接示意图 连接操作是笛卡尔积、投影、选择的组合。
关系R
A
B
A1 2
A2 6
A3 4
A4 6
A5 2
A6 3
关系S
A
C
D
A1 3
D1
A3 4
D4
A4 7
关系代数 关系演算
返回
3.2.2.1 关系代数
传统集合运算
并 交 差 笛卡尔积
返回
R
R∪S
S
并
R
R∩S
S
交
返回
R
R-S
差
S
关系R 关系S
R×S
笛卡尔积
返回
RA B C a1 b1 c1 a1 b2 c2 a2 b2 c1
SA B C a1 b2 c2 a1 b3 c2 a2 b2 c1
的行； 表中元素都是不可再分的数据项
返回
不规范的关系
科目
外语
学生
数学 语文 体育 阅读 口语
马雷 89 83 86 67 15
张雄 97 87 80 60 12
李丽 90 90 80 70 18
…
返回
3.2.2 关系操作
关系操作的两个基本特点
一次可以存取多个记录 语言的非过程化
关系操作分类
关键字
人员编号 42001 42005 42011 42012 42015 42024
姓名 马国秋 张雄 王辉 李子杰 王丽 黄文雄
部门 办公室 人事科 办公室 后勤处 信访办 政研室
性别 男 男 男 男 女 男
职务 科员 科长 科员 科长 副科 处长
返回
关系模型的特点
表中每一列元素是类型相同的数据； 列不重名，列的顺序可以任意放置； 行的顺序可以任意，但不能有两个同样
小于连接：R∞S B<C
略
返回
自然连接
A
B
A1
2
A3
4
A4
6
A6
3
自然连接是一种特殊的等值连接，它要求 两个关系中进行比较的分量必须是相同的属 性，并且在结果中将重复的属性去掉。记作：
R∞S.
C
D
3
D1
4
D4
7
D4
9
D2
注意与等值连接的区别
返回
除法
关系R
ABCD A1 B1 C1 D1 A1 B1 C2 D2 A3 B3 C3 D3 A2 B2 C1 D1 A2 B2 C2 D2
性别
男 男 男 男 女 男
职务
科员 科长 科员 科长 副科 处长
÷
性别 职务 男 科员
姓名
马国秋
王辉
返回
3.2.2.2 关系演算
基于谓词的集合操作
与关系代数具有同等的表达能力 目前的关系数据库语言都是以关系演算为
基础
元组关系演算 域关系演算
QBE（即Qurey By Example按例查询） 以ACCESS的查询为例