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1、SQL Server 2000,2.1 信息的三种世界 2.2 概念模型 2.3 数据模型,第二章 数据模型和概念模型,SQL Server 2000,将客观事物抽象为能用计算机存储和处理的数据需经历三个阶段： 现实世界、信息世界、计算机世界（数据世界）,2.1 信息的三种世界,SQL Server 2000,1、信息的现实世界：是指客观存在的各种事物、事务之间的事物的发生、变化过程。,2.1 信息的三种世界,SQL Server 2000,2、信息世界：事物用信息来描述。 信息：现实世界中的事物反映到人们的头脑里，经过认识、选择、命名、分类等综合分析而形成了印象和概念，从而得到信息。 信息世
2、界通过概念模型、过程模型、状态模型反映现实世界。 概念模型：对事物及事物间联系的静态描述，一般用E-R图或对象模型表示 过程模型：对事物的处理方法及信息加工过程的描述，一般用数据流图和数据字典表示 状态模型：对事物的动态描述，一般用状态图表示。,2.1 信息的三种世界,SQL Server 2000,3、数据世界（计算机世界或机器世界）：计算机能处理的数据，该数据能真实地反映信息的现实世界。,2.1 信息的三种世界,SQL Server 2000,2.1 信息的三种世界,数据库的建立过程,SQL Server 2000,信息的三种世界术语的对应关系表,2.1 信息的三种世界,SQL Serve
3、r 2000,现实世界涉及的基本概念： 1、实体：客观存在并可相互区别的事物或概念。 实体可以是具体的人、事、物，也可以是抽象的概念。 例：一个学生、一个系、一门课、学生的一次选课 2、实体的特征：实体所具有的特性。 例：学生可用“姓名”、“学号”、“性别”、“年龄”等特征来描述。 3、实体集：具有相同特性或能用同样特征描述的实体集合。例：学生为实体集，一个学生为实体。 4、实体型：用实体名和属性名集合来描述同类实体。 例：学生（学号，姓名，性别，年龄，出生日期）,2.1 信息的三种世界,SQL Server 2000,一、概念模型涉及的基本概念 1、对象：具有相同性质、服从相同规则的一类事物
4、（或概念）的抽象。对象中的每一个具体的实体的抽象为对象的实例。（注：有的书中将对象也称为实体集） 2、属性：实体所具有的某一特性的抽象表示。 一个实体可以由若干属性来表示，属性值是指属性的取值。例：学生可用“姓名”、“学号”、“性别”、“年龄”等来描述，而“李利”、“98001”、“男”、“20”为属性值。 3、域：属性的取值范围。例：性别的域为（男、女）,2.2 概念模型,SQL Server 2000,4、关键字（又称侯选码或码）：能唯一标识一个实体的属性或属性组。 例：电脑可由品牌、规格、价格、出厂日期属性来描述，但以上四个属性均不能作为关键字，若增加“编号”属性，则“编号”可作为关键字
5、。 注：关键字可以是属性的组合 如：选课（学号、课程号、成绩），关键字为学号和课程号的组合 一个实体可以有多个关键字，可选其中一个作为主关键字。,2.2 概念模型,SQL Server 2000,1、一对一（1：1）：A中任意实体至多对应B中的一个实体，反之B中的任意实体至多对应A中的一个实体,二、实体联系的类型,举例： 观众与座位 乘客与车票 病人与病床 学校与校长 灯泡与灯座,2.2 概念模型,SQL Server 2000,二、实体联系的类型,举例： 城市与街道 宿舍与学生 父亲与子女 班级与学生,2.2 概念模型,2、一对多（1：n）：A中至少有一个实体对应B中的多个实体，反之B中的任
6、意实体至多对应A中的一个实体,SQL Server 2000,二、实体联系的类型,举例： 学生与课程 供应商与零件 顾客与商品,2.2 概念模型,3、多对多（n：m）：A中任意实体至少有一个实体对应B中的多个实体，反之B中的任意实体至少对应A中的多个实体,SQL Server 2000,注： 1、两个以上的实体集之间也存在1：1、1：n:、n：m三种联系,课程,讲授,教师,参考书,1,n,m,供应商,供应,项目,零件,m,p,n,2.2 概念模型,SQL Server 2000,职工,领导,1,n,2.2 概念模型,注： 2、同一实体集内的各实体之间也存在1：1、1：n:、n：m三种联系,SQ
7、L Server 2000,三、概念模型的表示方法-E-R图,表示实体集,表示属性,表示实体间联系,注：1、实体集的属性较多时，可以不画在E-R图上，而在数据字典中表示 2、联系可以具有属性，但联系的属性必须在E-R图上标出,2.2 概念模型,SQL Server 2000,假设一个学生可选多门课程，而一门课程又有多个学生选修，每个学生每选一门课只有一个成绩， 一个教师只能讲一门课程，一门课程也可有多个教师讲授，一门课使用多本参考书，一个班级由多名学生组成，且每个班级的人数不同。,例1,2.2 概念模型,SQL Server 2000,教师,课程,学生,班级,参考书,讲授,组成,选修,使用,2
8、.2 概念模型,SQL Server 2000,产品,材料,零件,消耗,组装,产品号,库存号,价格,材料名,定额,价格,零件数,规格,零件号,零件名,例2,画概念模型的步骤： 分析实体集及联系 确定实体集及属性 确定实体集的联系及联系的属性 画E-R图,n,m,n,m,2.2 概念模型,SQL Server 2000,由于计算机不可能直接处理现实世界中的具体事物，所以人们必须事先把具体事物转换成计算机能处理的数据，在数据库中用数据模型抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。它是直接面向数据库的逻辑结构，是现实世界的第二层抽象。这类模型涉及到计算机系统和数据库管理系统 。数据模型是现实世界的模拟
9、。 数据模型应满足三方面要求：,2.3 数据模型,能比较真实地模拟现实世界 容易为人所理解 便于在计算机上实现,SQL Server 2000,数据模型是一组严格定义的概念集合，这些概念精确地描述了系统的数据结构、数据操作和数据完整性约束条件。,一、数据模型的三要素,2.3 数据模型,SQL Server 2000,1、数据结构是指所研究的对象的集合，这些对象是数据库的组成部分，它包括两类：一类是与数据类型、内容、性质有关的对象，另一类是与数据之间联系有关的对象。 数据结构是系统静态特性描述。 通常按数据结构的类型来命名数据模型。,2.3 数据模型,一、数据模型的三要素,SQL Server
10、2000,2、数据操作是指对数据库中各种数据对象允许执行的操作集合。 数据操作是系统动态特性的描述。包括操作对象和有关的操作规则。所以数据模型必须对数据库中的全部数据操作进行定义，指明操作的确切含义、操作对象、操作符号、操作规则以及操作的语言约束等。,2.3 数据模型,一、数据模型的三要素,SQL Server 2000,3、数据完整性约束条件是指数据模型中的数据及其联系所具有的制约和依存规则。用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据库中数据的正确、有效和相容 。,2.3 数据模型,一、数据模型的三要素,SQL Server 2000,层次模型 网状模型 关系模型,二、常见的
11、数据模型,（非关系模型）,2.3 数据模型,SQL Server 2000,1、层次模型 基本结构：用树型结构表示实体及实体间的联系 1）有且仅有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点。 2）除根结点之外的其他结点有且只有一个双亲结点。 表示方法： 实体：用记录类型描述。每个结点表示一个记录类型。 属性：用字段描述。每个记录类型可包含若干个字段。 联系：用结点之间的连线表示记录（类）型之间的一对多的联系,2.3 数据模型,二、常见的数据模型,SQL Server 2000,教学院系数据模型,院系,教研室,学生,教师,2.3 数据模型,SQL Server 2000,层次模型中多对多联系的表示
12、: 一般采用冗余结点和虚拟结点两种方法,选课,m,n,例：用冗余结点表示多对多联系,2.3 数据模型,n,n,SQL Server 2000,V.课程,V.学生,2.3 数据模型,例：用虚拟结点表示多对多联系,选课,m,n,n,n,SQL Server 2000,层次模型的优缺点 优点：简单，只需很少几条命令就能操纵数据库 性能优于关系模型和网状模型 提供良好的完整性支持 缺点：不支持多对多联系，只能通过冗余数据（易产生数据不一致性）或引入虚拟结点来解决 插入和删除限制较多 查询子结点须通过双亲结点 同一实体联系模型可以构造出许多层次模型，而对不同的模型同一查询的表达方式就不同,2.3 数据模
13、型,SQL Server 2000,2、网状模型 基本结构：用图型结构表示实体及实体间的联系 有一个以上结点没有双亲，结点可以有多个父 结点，支持多对多联系 允许插入尚末确定双亲结点值的子结点值 允许只删除双亲结点，而子结点继续保留,2.3 数据模型,二、常见的数据模型,SQL Server 2000,网次模型的优缺点 优点：能更直接地反映现实世界 存取效率高 缺点：结构比较复杂 DDL和DML语言复杂 记录间联系通过存取路径实现，应用程序访 问数据时要指定存取径,2.3 数据模型,SQL Server 2000,3、关系模型：实体和联系均用二维表来表示，数据操作为集合操作。,2.3 数据模型
14、,二、常见的数据模型,SQL Server 2000,1) 关系（表）。一个关系对应通常所说的一张二维表。 2) 元组（记录）。表中的一行称为一个元组。 3) 属性。表中的一列称为一个属性。一个由n个属性的关系称为n元关系。 4) 主码。表中的某个属性或属性组，值可以惟一地确定一个元组，且属性组中不含多余的属性。 5) 域。属性的取值范围称为域。 6) 分量。元组中的一个属性值称为分量或数据项。 7) 关系模式。关系的型称为关系模式，是对关系的描述。,(1) 关系模型中的主要术语,2.3 数据模型,SQL Server 2000,(2) 关系模型中的数据全部用关系来表示,关系模式一般的表示是：
15、 关系名(属性1，属性2，属性n).,例： 学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级） 课程（课程号，课程名，学分） 选修（学号，课程号，成绩）,2.3 数据模型,SQL Server 2000,关系模型的优缺点,优点 建立在严格的数学概念的基础上 概念单一，数据结构简单、清晰，用户易懂易用 实体和各类联系都用关系来表示。 对数据的检索结果也是关系。 关系模型的存取路径对用户透明 具有更高的数据独立性，更好的安全保密性 简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作 关系模型中的数据联系是靠数据冗余实现的,2.3 数据模型,SQL Server 2000,缺点 存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非关系数据模型 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化从而增加了开发数据库管理系统的难度,2.3 数据模型,关系模型的优缺点,SQL Server 2000,1、P34 1，2，5 2、以实际生活为例，分别举出实体集之间是一对一、一对多、多对多各三个例子,第二章课后作业,