1、編輯ppt數(shù)據(jù)庫原理及MySQL應用第二章（第1節(jié)）計算機與信息工程學院計算機與信息工程學院編輯ppt數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫的框架數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫的框架數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎 三個世界的劃分三個世界的劃分 首先將現(xiàn)實世界的事物及聯(lián)系抽象成信息世界的信息模型 然后再抽象成計算機世界的數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)加工經(jīng)歷了現(xiàn)實世界、信息世界和計算機世界三個不同的世界，經(jīng)歷了兩級抽象和轉(zhuǎn)換 第1章1.7 數(shù)據(jù)模型 洛陽理工學院 計算機與信息工程學院1.7.1 數(shù)據(jù)模型的概念及分類數(shù)據(jù)模型的概念及分類 組織方式 表達方式 存取路徑 數(shù)據(jù)及其聯(lián)系 編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算

2、機與信息工程學院現(xiàn)實世界概念模型認識抽象DBMS支持的數(shù)據(jù)模型信息世界信息世界計算機世界計算機世界現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界圖1-13 數(shù)據(jù)處理的抽象和轉(zhuǎn)換過程轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換1.7 數(shù)據(jù)模型 編輯ppt數(shù)據(jù)對象的類型、內(nèi)容、性質(zhì)等數(shù)據(jù)對象的類型、內(nèi)容、性質(zhì)等數(shù)據(jù)對象間的聯(lián)系數(shù)據(jù)對象間的聯(lián)系對數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)允許執(zhí)行的操作的集合，對數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及相應的操作規(guī)則，描述了數(shù)據(jù)庫的動態(tài)特性包括操作及相應的操作規(guī)則，描述了數(shù)據(jù)庫的動態(tài)特性數(shù)據(jù)模型應該反映和規(guī)定本數(shù)據(jù)模型必須遵守的基本的通用的完整性約束條件數(shù)據(jù)模型應該反映和規(guī)定本數(shù)據(jù)模型必須遵守的基本的通用的完整性約束條件數(shù)據(jù)模型還

3、應該提供定義完整性約束條件的機制，數(shù)據(jù)模型還應該提供定義完整性約束條件的機制，以反映具體應用所涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定的語義約束條件以反映具體應用所涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定的語義約束條件第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院1.7.2 數(shù)據(jù)模型的組成要素數(shù)據(jù)模型的組成要素信息世界及其有關(guān)基本概念信息世界及其有關(guān)基本概念1.7 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的完整性約束數(shù)據(jù)操作編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)操作 數(shù)據(jù)的完整性約束 層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)關(guān)系結(jié)構(gòu) 查詢插入刪除 修改更新 正確有效相容 1.7 數(shù)據(jù)模型 編輯ppt第1章1.8 三個世界及其有關(guān)概念 洛陽理工學院

4、 計算機與信息工程學院1.8.1現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界1.8.2信息世界信息世界現(xiàn)實世界即客觀存在的世界現(xiàn)實世界即客觀存在的世界 人們總是選用感興趣的最能表征一個事物的若干特征來描人們總是選用感興趣的最能表征一個事物的若干特征來描述該事物述該事物 型值屬性名具體值實體實體屬性屬性信息世界及其有關(guān)基本概念信息世界及其有關(guān)基本概念 客觀存在并且可以相互區(qū)別的“事物”稱為實體 實體可以是具體的人、事、物，也可以是抽象的事件 實體所具有的某一特性稱為屬性編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院單個實體型內(nèi)部的聯(lián)系通常是指組成實體的各屬性之間的聯(lián)系實體型之間的聯(lián)系通常是指不同實體集之間的聯(lián)系具有相同

5、屬性的實體必然具有共同的特征同型實體的集合稱為實體集 能唯一標識一個實體的屬性或?qū)傩约Q為實體的碼 某一屬性的取值范圍稱為該屬性的域 學生（學號，姓名，年齡，性別，系） 實體型碼域聯(lián)系實體集1.8 三個世界及其有關(guān)概念 編輯ppt第1章 兩個實體間的聯(lián)系兩個實體間的聯(lián)系 兩個實體型之間的聯(lián)系是指兩個不同的實體集間的聯(lián)系，有如下三種類型：兩個實體型之間的聯(lián)系是指兩個不同的實體集間的聯(lián)系，有如下三種類型：圖1-14 兩個實體型之間的聯(lián)系ABABAB(a)一對一聯(lián)系 (b)一對多聯(lián)系 (c)多對多聯(lián)系 洛陽理工學院 計算機與信息工程學院1.8 三個世界及其有關(guān)概念 編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算

6、機與信息工程學院1.8.3計算機世界計算機世界標記實體屬性的命名單位稱為字段。能唯一標識文件中每個記錄的字段或字段集，稱為記錄的關(guān)鍵字 。同一類記錄的集合稱為文件。如，所有學生的記錄組成了一個學生文件。字段的有序集合稱為記錄。如，一個學生（990001，張立，20，男，計算機）為一個記錄。字段Field記錄Record文件File關(guān)鍵字Key1.8 三個世界及其有關(guān)概念 編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院圖1-15 三個世界各術(shù)語的對應關(guān)系現(xiàn)實世界 信息世界 計算機世界事物總體實體集 文件事物個體實體 記錄特征 屬性 字段事物間聯(lián)系 實體模型 數(shù)據(jù)模型1.8 三個世界及其有關(guān)概

7、念 編輯ppt第1章1.9 四種數(shù)據(jù)模型 洛陽理工學院 計算機與信息工程學院1.9.1 層次模型層次模型 A B C D E F 無雙親，根節(jié)點無雙親，根節(jié)點 每棵樹有且僅有一個結(jié)點沒有雙親，該結(jié)點每棵樹有且僅有一個結(jié)點沒有雙親，該結(jié)點 就是根結(jié)點就是根結(jié)點 根以外的其他結(jié)點有且僅有一個雙親結(jié)點根以外的其他結(jié)點有且僅有一個雙親結(jié)點 父子結(jié)點之間的聯(lián)系是一對多（父子結(jié)點之間的聯(lián)系是一對多（1:n）的聯(lián)系）的聯(lián)系層次模型有向樹的示意圖層次模型有向樹的示意圖 編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院 系D D# DN DL R# RN S# SN SS T# TN TD TS 教研室R 學

8、生S 教師T TS數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫模型 具有四個記錄型：具有四個記錄型：D，R，S，T S與與T是葉結(jié)點，它們沒有子女結(jié)點是葉結(jié)點，它們沒有子女結(jié)點 由由D到到R，R到到T，由，由D到到S均是一對多的關(guān)系均是一對多的關(guān)系 1.9 四種數(shù)據(jù)模型 編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院 層次模型的數(shù)據(jù)操縱與數(shù)據(jù)完整性約束層次模型的數(shù)據(jù)操縱與數(shù)據(jù)完整性約束 進行插入操作時，如果沒有相應的雙親結(jié)點值就不能插入子女結(jié)點值進行插入操作時，如果沒有相應的雙親結(jié)點值就不能插入子女結(jié)點值 。 進行刪除操作時，如果刪除雙親結(jié)點值，則相應的子女結(jié)點值也被同時刪除。進行刪除操作時，如果刪除雙親結(jié)點值，則相

9、應的子女結(jié)點值也被同時刪除。 修改操作時，應修改所有相應的記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性。修改操作時，應修改所有相應的記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性。 層次模型的優(yōu)缺點層次模型的優(yōu)缺點結(jié)構(gòu)簡單，層次分明 查詢效率高 提供良好的數(shù)據(jù)完整性支持 不能直接表示多對多聯(lián)系 插入和刪除數(shù)據(jù)限制太多 查詢子女結(jié)點必須通過雙親結(jié)點 優(yōu)點缺點1.9 四種數(shù)據(jù)模型 編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀模型是采用有向圖結(jié)構(gòu)表示記錄型與記錄型之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型是采用有向圖結(jié)構(gòu)表示記錄型與記錄型之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型 。 每個結(jié)點表示一個記錄型，每個記錄型可包含若干個字

10、段，記錄型描述每個結(jié)點表示一個記錄型，每個記錄型可包含若干個字段，記錄型描述的是實體。的是實體。 結(jié)點間的帶箭頭的連線（或有向邊）表示記錄型間的結(jié)點間的帶箭頭的連線（或有向邊）表示記錄型間的1：n的父子聯(lián)系。的父子聯(lián)系。網(wǎng)狀模型的特點：網(wǎng)狀模型的特點：有一個以上的結(jié)點沒有雙親結(jié)點有一個以上的結(jié)點沒有雙親結(jié)點允許結(jié)點有多個雙親結(jié)點允許結(jié)點有多個雙親結(jié)點允許兩個結(jié)點之間有多種聯(lián)系（復合聯(lián)系）允許兩個結(jié)點之間有多種聯(lián)系（復合聯(lián)系） 1.9.2 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型 1.9 四種數(shù)據(jù)模型 編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院 網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)操縱與完整性約束網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)操縱與完整性約束 插入

11、數(shù)據(jù)時，允許插入尚未確定雙親結(jié)點值的子女結(jié)點值。插入數(shù)據(jù)時，允許插入尚未確定雙親結(jié)點值的子女結(jié)點值。 刪除數(shù)據(jù)時，允許只刪除雙親結(jié)點值。刪除數(shù)據(jù)時，允許只刪除雙親結(jié)點值。 修改數(shù)據(jù)時，只需更新指定記錄即可。修改數(shù)據(jù)時，只需更新指定記錄即可。 網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點 可表示實體間的多種復雜聯(lián)系 具有良好的性能和存儲效率 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜 數(shù)據(jù)定義語言、數(shù)據(jù)操縱語言復雜 用戶需要了解網(wǎng)狀模型的實現(xiàn)細節(jié) 優(yōu)點缺點1.9 四種數(shù)據(jù)模型 編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院1.9.3 關(guān)系模型關(guān)系模型 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及有關(guān)概念關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及有關(guān)概念 小型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：Foxp

12、ro、Access 大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：Oracle、SQL Server、Informix、Sybase 關(guān)系二維表SNO學號SN姓名SEX性別AGE年齡DEPT系別S1趙亦女17計算機S2錢爾男18信息S3孫珊女20信息S4李思男21自動化S5周武男19計算機S6吳麗女20自動化元組屬性域：屬性的取值范圍，（男，女）1.9 四種數(shù)據(jù)模型 編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院每一行對應的列的屬性值，即為元組中的一個屬性值。每一行對應的列的屬性值，即為元組中的一個屬性值。可惟一標識一個元組的屬性或?qū)傩约卜Q為關(guān)系鍵或主碼，可惟一標識一個元組的屬性或?qū)傩约卜Q為關(guān)系鍵或主碼，如如S

13、 S表中學號可以惟一確定一個學生，為學生關(guān)系的主碼。表中學號可以惟一確定一個學生，為學生關(guān)系的主碼。 關(guān)系模式是對關(guān)系的描述，是關(guān)系模型的關(guān)系模式是對關(guān)系的描述，是關(guān)系模型的“型型” 。一般表示為：關(guān)系名（屬性一般表示為：關(guān)系名（屬性1 1，屬性，屬性2 2，屬性屬性n n）如：學生（學號，姓名，性別，年齡，系別）如：學生（學號，姓名，性別，年齡，系別）關(guān)系實例是關(guān)系模式的關(guān)系實例是關(guān)系模式的“值值”，是關(guān)系的數(shù)據(jù)，是關(guān)系的數(shù)據(jù)，相當于二維表中的數(shù)據(jù)相當于二維表中的數(shù)據(jù) 。 分量關(guān)鍵字關(guān)系模式關(guān)系實例1.9 四種數(shù)據(jù)模型 編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱與

14、完整性約束關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱與完整性約束 關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對象和操作結(jié)果都是關(guān)系，即若干元組關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對象和操作結(jié)果都是關(guān)系，即若干元組的集合。的集合。 關(guān)系模型把對數(shù)據(jù)的存取路徑隱蔽起來，用戶只要指出關(guān)系模型把對數(shù)據(jù)的存取路徑隱蔽起來，用戶只要指出“干什么干什么”，而不必詳細，而不必詳細說明說明“怎么干怎么干”，從而大大地提高了數(shù)據(jù)的獨立性，提高了用戶操作效率。，從而大大地提高了數(shù)據(jù)的獨立性，提高了用戶操作效率。 關(guān)系模型的優(yōu)缺點關(guān)系模型的優(yōu)缺點 有嚴格的數(shù)學理論根據(jù) 用關(guān)系描述實體間的聯(lián)系 具有更高的數(shù)據(jù)獨立性、更好的安全保密性 查詢效率不如非

15、關(guān)系模型 優(yōu)點缺點1.9 四種數(shù)據(jù)模型 編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院1.9.4 面向?qū)ο竽Ｐ兔嫦驅(qū)ο竽Ｐ?對象和對象標識對象和對象標識對象對象是現(xiàn)實世界中實體的模型化。是現(xiàn)實世界中實體的模型化。 對象標識對象標識獨立于對象的內(nèi)容和存儲位置，是一種邏輯標識符，通常由系統(tǒng)產(chǎn)生，它在整個獨立于對象的內(nèi)容和存儲位置，是一種邏輯標識符，通常由系統(tǒng)產(chǎn)生，它在整個系統(tǒng)范圍內(nèi)是惟一的。系統(tǒng)范圍內(nèi)是惟一的。 兩個對象即使內(nèi)部狀態(tài)值和方法都相同，如標識符不同，仍認為是兩個相等而不同的對象。兩個對象即使內(nèi)部狀態(tài)值和方法都相同，如標識符不同，仍認為是兩個相等而不同的對象。 每個對象都包含一組屬性

16、和一組方法。每個對象都包含一組屬性和一組方法。 一個學生一門課程一次考試記錄對象屬性方法對象屬性方法1.9 四種數(shù)據(jù)模型 編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院 類（類（Class）和繼承（）和繼承（Inheritance） 具有同樣屬性和方法集的所有對象構(gòu)成了一個對象類具有同樣屬性和方法集的所有對象構(gòu)成了一個對象類 ，一個對象是某一類的實例，一個對象是某一類的實例 。 類的屬性域可以是基本數(shù)據(jù)類型（如整型、實型、字符型等），也可以是類類的屬性域可以是基本數(shù)據(jù)類型（如整型、實型、字符型等），也可以是類 。 類的表示具有層次性和繼承性。類的表示具有層次性和繼承性。 對象類型型值值1.

17、9 四種數(shù)據(jù)模型 編輯ppt第1章洛陽理工學院 計算機與信息工程學院l面向?qū)ο竽Ｐ偷膬?yōu)缺點面向?qū)ο竽Ｐ偷膬?yōu)缺點能完整地描述現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有豐富的表達能力模型相對比較復雜涉及的知識比較多因此，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫尚未達到關(guān)系數(shù)據(jù)庫的普及程度！優(yōu)點缺點1.9 四種數(shù)據(jù)模型 編輯ppt信息的三種世界及描述 信息的現(xiàn)實世界信息的現(xiàn)實世界 信息世界信息世界 信息的計算機世界信息的計算機世界1. 三個世界之間的對應關(guān)系三個世界之間的對應關(guān)系編輯ppt信息的三種世界是指現(xiàn)實世界、信息世界和計算機世界（也稱數(shù)據(jù)世界）。數(shù)據(jù)庫是模擬現(xiàn)實世界中某些事務活動的信息集合，數(shù)據(jù)庫中所存儲的數(shù)據(jù)，來源于現(xiàn)實世界的信息流。

18、信息流用來描述現(xiàn)實世界中一些事物的某些方面的特征及事物間的相互聯(lián)系。人 腦 的 認 識 抽 象轉(zhuǎn) 換現(xiàn) 實 世 界信 息 世 界數(shù) 據(jù) 世 界現(xiàn) 實 世 界 問 題事 物 及 其 聯(lián) 系概 念 模 型實 體 及 其 聯(lián) 系數(shù) 據(jù) 模 型數(shù) 據(jù) 及 其 聯(lián) 系信息的三種世界描述編輯ppt1.信息的現(xiàn)實世界信息的現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界泛指存在于人腦之外的客觀世界。認識信息的現(xiàn)實世界并用概念模型加以描述的過程稱為系統(tǒng)分析。信息的現(xiàn)實世界通過進行劃分和認識。編輯ppt（1）實體）實體現(xiàn)實世界中存在的可以相互區(qū)分的事物或概念稱為實體(Entity)。實體可以分為事物實體和概念實體，例如，例如，一個學生、一臺設

19、備、等是事物實體，一門課、一個班級等稱為概念實體。（2）實體的特征）實體的特征每個實體都有自己的特征( Characteristic)，利用實體的特征可以區(qū)別不同的實體。例如，例如，對于人事管理，職工的特征可選擇姓名、性別、年齡、工資、職務等；而在描述一個人健康情況時，可以用職工的身高、體重、血壓等特征表示。編輯ppt（3）實體集及實體集之間的聯(lián)系）實體集及實體集之間的聯(lián)系具有相同特征或能用同樣特征描述的實體的集合稱為實體集（Entity Set）。例如例如學生、工人、汽車等都是實體集。實體集不是孤立存在的，實體集之間有著各種各樣的聯(lián)系，例如例如學生和課程之間有“選課”聯(lián)系，教師和教學系之間有

20、“工作”聯(lián)系。編輯ppt2.信息世界信息世界當事物用信息來描述時，即進入了信息世界。在信息世界中：實體的特征在頭腦中形成的知識稱為屬性；實體通過其屬性表示稱為實例；同類實例的集合稱為對象，對象即實體集中的實體用屬性表示得出的信息集合。編輯ppt信息世界通過概念模型（也稱信息模型）、過程模型和狀態(tài)模型反映現(xiàn)實世界，它要求對現(xiàn)實世界中的事物、事物間的聯(lián)系和事物的變化情況準確、如實、全面地表示。概念模型通過E-R圖中的對象、屬性和聯(lián)系對現(xiàn)實世界的事物及關(guān)系給出靜態(tài)描述。過程模型通過信息流程圖和數(shù)據(jù)字典描述事物的處理方法和信息加工過程。狀態(tài)模型通過事物狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖對事物給出動態(tài)描述。三種模型的作用：數(shù)據(jù)庫主要是根據(jù)概念模型設計的，而數(shù)據(jù)處理方法主要根據(jù)過程模型設計的，狀態(tài)模型對數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)功能設計有重要的參考價值。編輯ppt3. 信息的計算機世界信息的計算機世界信息世界中的信息，經(jīng)過數(shù)字化處理形成計算機能夠處理的數(shù)據(jù)，就進入了計算機世界（機器世界、數(shù)據(jù)世界）。(1)數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)項(Item)是對象