管理信息系统 第四章 数据库

规则二
— 若联系为1:n，关系的码为n端实 体的码； 例：一个教师只讲授一门课程，一 门课程可由多个教师讲授，其中实 体“教师”的属性有：职工号、姓 名、年龄、职称；实体“课程”的 属性有：课程号、课程名、学时数。 请据此画出教师和课程的E-R图， 并构造关系数据模型。
实 例 － 一对多
教师表（职工号，姓名，年龄，职称） 课程表（课程号，课程名，学时数） 教师授课表（职工号，课程号）
关系名（属性1，属性2，属性3，…， 属性n）
关系模型
主码
学号 04010501 姓名
域（男、女）
性别 出生日期
分量
备 注
张一 男 王玲 女 李红 女
1986-2-10 1986-10-23 1987-6-24
关 系
04010502 04010503
元组 （行）
学生表（学号，姓名，性别，出生日期，备注）
4.3.2 数据模型
• 信息模型和数据模型的术语对应关系
信息模型
数据模型 实体集…………………………文件 实 体………………………… 记录 实体型………………………… 记录型 属 性………………………… 字段（数据项） 属性名………………………… 数据项型 属性值………………………… 数据项值 实体键………………………… 记录键
本章内容
4.1 4.2
4.3 数据描述与组织 数据库管理技术
数据模型
关系的规范化 数据库设计 数据仓库与数据挖掘
4.4 4.5
4.6
4.2 数据库管理技术 数据管理的发展
• 简单应用阶段（20世纪50年代以前） —无数据管理及完全分散的手工方式 • 文件系统阶段（20世纪50年代后期到 60年代中期） —面向应用的数据管理功能 • 数据库系统阶段（20世纪60年代后期 开始）
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材料名
面 积
地 点
仓
库 m
存 放 材料名 材 料 价格 生 产 t 产 品 s n
产品名
价 格
材料名
面 积
地 点
仓
库 m
存 放 材料名 材 料 价格 生 产 t 产 品 s n
库存量
使用量
产品名
价 格
4.3 数据模型
4.3.1
信息模型 数据模型
4.3.2
4.3.3
概念模型向关系模型的转换
联系
双亲记录
Ri
子女记录
Rj
层次模型
• 满足下面两个条件的“基本层次联系” 的集合为层次模型： — 有且仅有一个结点无双亲，这个结 点称为根结点 — 其他结点有且只有一个双亲 根结点
R1 R2 R3
叶结点
R4
R5
层次模型实例
学院
机械系
管理系
……
电子系
物流管理专业
财务管理专业
……
旅游管理专业
网状模型
文件
辅导ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 基本 信息
大学生成长监控系统
数据库
教师 基本 信息
学生 基本 信息
学生 学生 成绩 考勤 信息 信息
学生 任职 信息
数据项
学 号 姓 名 性 别
出 生 年 月
所 在 班 级
身 份 证 号
… …
三个世界的对应关系
事物集合 实体集合 文 件
事
物
实
体
记
录
性
质
属
性
数 据 项
现实世界
信息世界
数据世界
讲授 m n
教师
参考书
练习题
• 国际商务专业学生选修课程，学 生实体的属性有：学号、姓名、 性别和年龄，课程实体的属性有： 课程号、课程名、学时及教室， 请据此给出该信息的E-R图。
课程号
课程名
学时
教室
课 程 m 选 修 n 学 生
学 号
姓 名
性 别
年 龄
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4.3.2 数据模型
• 数据模型的三要素 — 数据结构：对实体类型和实体间联系 的表达。 — 数据操作：对数据库检索和更新的两 大操作。 — 完整性约束：数据及其联系所具有的 制约和依赖规则，用于限定数据库的状态 及状态的变化，以保证数据库中数据的正 确、有效和安全。
4.3.2 数据模型
• 数据模型与信息模型的关系： —数据组织必须与信息结构相 适应。 —数据模型必须以相应的信息 模型为基础。 — 两者术语对应关系如下图：
信息世界
• 现实世界在人们头脑中的反映， 是对客观事物及其联系的一种抽 象描述，从而产生概念模型。 • 现实世界在信息世界中的表示： 实体、实体集、属性、关键字、 联系、域
信息世界
• 实体： 把客观存在并且可以相互区别的 事物称为实体。
–实际事物 –抽象事件
• 实体集： 同一类实体的集合称为实体集。
管理信息系统
管理信息系统的软件结构
应用软件销 售
战略管理 战术管理 业务处理 专用文件 公用数 据文件
计 生 质 划 产 量
物 财 人 资 会 事
公用程序
模 型 库 公用 程序 数据库 管理 系统 DBMS
公用数据
数据库（DB)
本章内容
4.1 4.2
4.3 数据描述与组织 数据库管理技术
数据模型
实 例 － 多对多
仓库表（仓库号，面积，地点） 材料表（材料名，价格） 材料存放表（仓库号，材料名， 材料库存量）
4.3.3 概念模型向关系模型的转换
• 规则三：
码相同的关系可以合并 • 例：
班级表（班号，人数，专业） 教室使用表（班号，教室号） 班级表（班号，人数，专业，使用 教室号）
练习题
班 级 1 学 习 1
实体类型 联系类型 实体间的联系
教
室
两个实体集之间的联系
一对多：实体集A中的每个实体与 实体集B中的任意个（零个或多个） 实体有联系，而实体集B中的每个 实体至多与A中的一个实体有联系， 辅导员 记为“1:n”
1 负 责 n 班 级
两个实体集之间的联系
多对多：实体集中的每个实体与 实体集中的任意个（零个或多 个）实体有联系，反之亦然， 记为“m:n” 教 师
层次模型与网状模型
• 层次模型与网状模型间的区别 — 层次模型中从子女到双亲的关系是唯一 的，而网状模型则可以不是唯一的； — 网状模型中允许复合链，层次模型则不 可以，即两个记录型之间可以有两种以上的 联系。
R1 L1 R3 R2 L2
R1 S1 R2 S2
关系模型
• 主要特征是用表格结构表达实体 集，用外键或外码表示实体间的 联系。 • 关系模式相当于记录型，其实例 称为关系，实际上就是一张表格 • 关系模型的表示方法：
4.3.2 数据模型
• 三种主要的数据模型 — 层次模型 非关系模型 — 网络模型 — 关系模型
4.3.2 数据模型
• 在非关系模型中，实体型用记录型来表达， 实体之间的联系被转换成记录型之间的两两 联系。 —基本层次联系 两个记录型及它们之间一对多（包括一对 一）的联系称为基本层次联系。
Lij
试为某供应部门设计一个E-R模型。 — 该供应部门管理多个仓库，每个仓库可以存放 多种材料，每种材料也可能存放在多个仓库中， 某种产品需消耗多种材料，反之，多个产品也可 能使用同一种材料。 — 实体类型“仓库”的属性有仓库号、面积、地 点，实体类型“材料”的属性有材料名、价格。 实体类型“产品”的属性有产品名、价格。产品 和材料间的“使用”联系应反映出材料的使用数 量；材料和仓库间的“存放”联系应反映出材料 的库存量 —试画出反映产品、材料、仓库三个实体类型及 其联系类型的E-R图。
m 授 课 n 班 级
• 教师可以给多个班级上课，一个 班级上不同的教师的课程，其中 教师实体的属性有：编号、姓名、 年龄、职称、专业，班级实体的 属性为：班级号、班级名、人数， 每个教师授课的属性有：时间、 教室，请画出教师、班级间的ER图。
教 师 m 授 课 n 班 级
编 号
姓 名
年 龄
职 称
关系的规范化 数据库设计 数据仓库与数据挖掘
4.4 4.5
4.6
4.1 数据的描述与组织
• 三个世界： 数据世界 信息世界
抽象 数据化
现实世界
现实世界
• 管理的对象存于现实世界中。 • 事物及事物之间的联系是客观存 在的，由事物本身的性质决定的。
如学校的教学系统中有教师、学生、课 程，教师为学生授课，学生选修课程并 取得成绩
4.3.3 概念模型向关系模型的转换
规则二： 1. 一个联系可以转换为一个关系 2.与该联系相连的各实体的码及 联系的属性可转换为关系的属性： —若联系为1:1，则所连接的各 实体的码均是该关系的码；
实 例 － 一对一
• 一个班只能有一间专属教室，一个教室 只能专属于一个班，其中班实体的属性 为：班号，班级名称，所属专业；教室 实体的属性为：教室编号，座位数，面 积。请画出此关系E-R图并构造其关系 数据模型。 班表（班号，班级名称，所属专业） 教室表（教室编号，座位数，面积） 专属教室表（班号，教室编号）
计算机世界（数据世界）
• 存入计算机系统里的数据是将概念 世界中的事物数据化的结果。 • 数据模型 将概念世界中的实体，及实体 间的联系进一步抽象成便于计算机 处理的方式。
数据世界（计算机世界）
• 记录：反映一个实体或其部分 • 数据文件：反映某类实体 • 数据项（字段）：反映实体的某 种属性 • 数据库：反映整个实体集合
• 试为某百货公司设计一个E-R模型。 • 该百货公司管辖若干连锁商店，每家商 店经营若干商品，每家商店有若干职工， 但每个职工只能服务于一家商店。 • 实体类型“商店”的属性有：商店编号、 商店名、地址、经理。实体类型“商品” 的属性有：商品编号、商品名、单价、 产地。实体类型“职工”的属性有：职 工编号、职工名、性别、工资。在联系 中应反映出职工参加某商店工作的开始 时间和商店销售商品的月销售量。
本章内容
4.1 4.2
4.3 数据描述与组织 数据库管理技术
数据模型
关系的规范化 数据库设计 数据仓库与数据挖掘
4.4 4.5
4.6
4.3 数据模型
• 概念：
数据库系统中用于提供信息表示和 操作手段的形式构架。 –信息模型：从现实世界到信息世界 的第一层抽象，用户与数据库设计 人员之间进行交流的语言 –数据模型：用于计算机世界，具有 严格的语法和语义，用来定义、操 纵数据中的数据
专 业
属
性
教 师 m 授 课 n 班 级
班级号
班级名
人 数
编 号
姓 名
年 龄
职 称
专 业
教 师 m 教 室 授 课 n 班 级 时 间
班级号
班级名
人 数
实 例
• 一门课程可以由若干教师讲授，用 若干本参考书，而某个教师或某一 本参考书只对应一门课，不能和其 他课程联系。 课程 • 请画出E-R图 1
4.3 数据模型
4.3.1
信息模型 数据模型
4.3.2
4.3.3
概念模型向关系模型的转换
4.3.3 信息模型向关系模型的转换
• 由E-R图向关系模型转换可按下述 3条规则进行： 规则一： 一个实体型转换为一 个关系，实体的属性就是该关系 的属性，实体的码就是该关系的 码。
实 例
— 某公营部门管理多个仓库，实体 类型“仓库”的属性有仓库号、面积、 地点。 —试画出反映仓库实体的关系模型 并构建其关系模型。 仓库表（仓库号，面积，地点）
4.3.2 数据模型
• 数据项型 数据项名称＋数据类型＋所占存储 空间 • 记录型 数据项型的组合 • 记录值 数据项值的组合，确定一个特定的 记录 • 文件：记录型＋记录值
4.3.2 数据模型
• 记录型是文件的一个框架，记录 值是文件的内容 • 常用一个记录型代表一个文件 • 一个记录型必有一个或几个关键 字，往往用一个关键字来代表一 个记录型。 • 关键字也可以用若干个数据项表 示
信息世界
• 属性：描述实体的特性称为属性 • 关键字（键）： –一个属性或属性组合 –唯一地标识 用作标识的关键字，也称为 码。
信息世界
• 联系：
–实体集之间的对应关系称为联系 –它反映现实世界事物之间的相互 关联。
• 实体内部各属性之间的联系 • 实体之间的联系。
• 域：某个（些）属性的取值范围
• 现实的联系更多的是非层次联系，用层次 联系难以直接、清晰的表示。 • 用有向图（网络）结构表示实体类型及实 体间联系的数据模型称为网状模型。 • 这种广义的提法把树也包括在网状模型中， 而在数据库中则把树结构排除在网状结构 之外。 • 其特点： — 至少有一个以上的结点没有双亲 — 结点可以有多于一个的双亲
• 若联系为m:n，则关系的码为所连 接的各实体的码的组合。
例：某公营部门管理多个仓库，每个仓 库可以存放多种材料，每种材料也可 能存放在多个仓库中，实体类型“仓 库”的属性有仓库号、面积、地点， 实体类型“材料”的属性有材料名、 价格。材料和仓库间的“存放”联系 应反映出材料的库存量。 —试画出反映材料、仓库的E-R图并 构造其关系数据模型。
4.3 数据模型
4.3.1
信息模型 数据模型
4.3.2
4.3.3
概念模型向关系模型的转换
4.3.1 信息模型
• 要素： 实体、实体集、属性、联系、 关键字、域 • 两个实体集之间的联系 — 一对一 — 一对多 — 多对多
两个实体集之间的联系
一对一：实体集A中的每个实体至 多与实体集B中一个实体有联系， 反之亦然，记为“1:1” E-R图