第2章 数据模型与概念模型(2011)

实体(Entity) 实体
现实世界中存在的可以相互区分的事物 或概念称为实体。例如：一个学生、 或概念称为实体。例如：一个学生、一门课
实体的特征(Entity 实体的特征(Entity Characteristic)
每个实体都有自己的特征， 每个实体都有自己的特征，利用实体的特征可 以区别不同的实体。 以区别不同的实体。
1 层次模型的数据结构 (1) 层次模型的定义 有且只有一个结点没有双亲结点。 有且只有一个结点没有双亲结点。这个节点称 为根节点。 为根节点。 除根结点以外的结点有且只有一个双亲结点。 除根结点以外的结点有且只有一个双亲结点。
R1 R2 R4 R5 R3
(2) 层次模型的数据表示方法
实体集使用记录表示； 实体集使用记录表示；记录型包含若干个字段 使用记录表示 字段用来描述实体的属性； 记录值表示实体； ， 字段用来描述实体的属性 ； 记录值表示实体 ； 记录之间的联系使用基本层次联系表示。 记录之间的联系使用基本层次联系表示。
数据模型
信息的三个世界的联系和转换过程
数据模型
数据模型分为两类: 数据模型分为两类:
概念数据模型
基本数据模型
独立于计算机系统的数据模型， 独立于计算机系统的数据模型，它完全不涉 及信息在计算机系统中的表示， 及信息在计算机系统中的表示，只是用来描述 某个特定组织所关心的信息结构， 某个特定组织所关心的信息结构，这类模型称 为 “概念数据模型 ”。 概念模型用于建立信息世界的数据模型, 概念模型用于建立信息世界的数据模型,强 调其语义表达能力, 概念应该简单 清晰、 简单、 调其语义表达能力, 概念应该简单、清晰、易 于用户理解,它是现实世界的第一层抽象, 于用户理解,它是现实世界的第一层抽象, 是用 户和数据库人员间进行交流的工具。 户和数据库人员间进行交流的工具。 最著名的 是“实体联系模型 ”。
包括操作对象和有关的操作规则两部分。 包括操作对象和有关的操作规则两部分。
数据约束条件：一组数据完整性规则的集合。 数据约束条件：一组数据完整性规则的集合。
2.3.1
层次数据模型
树型（层次） 用树型（层次）结构表示实体类型及实 体间联系的数据模型称为层次数据模型 model)。 (hierarchical data model)。
学生
学号姓名Leabharlann 性别年龄学院
学生及其属性E 学生及其属性E-R图
姓名 供应商号
电话
地址 帐号 项目号
供应商
m n
项目号 供应量 项目名
供应
p 零件号
重量
项目
项目开工日期
零件
零件号 零件名
材料
2.3
数据模型基本概念 数据模型基本概念
什么叫数据模型? 什么叫数据模型? 数据模型是数据特征的抽象, 用来描述数据的基本 数据模型是数据特征的抽象, 用来描述数据的基本 结构及其相互间的关系以及定义在数据上的操作。 及其相互间的关系以及定义在数据上的操作 结构及其相互间的关系以及定义在数据上的操作。
第二章 概念模型与数据模型
概念模型
概念模型的基本概念及表示方法。 概念模型的基本概念及表示方法。
数据模型
三种数据模型基本概念、结构及差别。 三种数据模型基本概念、结构及差别。
2.1
信息的三种世界及其描述
1. 信息的现实世界 信息的现实世界是指要管理的客观存 信息的现实世界是指要管理的客观存 在的各种事物 事务之间的相互联系 各种事物、 相互联系及 在的各种事物、事务之间的相互联系及 事物的发生、变化过程。 事物的发生、变化过程。信息的现实世 特征、 界通过实体、特征、实体集及联系进行 划分和认识。 划分和认识。
层次模型基本特点：对于任何一个给定的记录值，只有按其 层次模型基本特点：对于任何一个给定的记录值，
路径查看，才能显示出它的全部意义， 路径查看，才能显示出它的全部意义，没有一个子女记录可 以脱离双亲记录值而独立存在。 以脱离双亲记录值而独立存在。
2 层次模型中多对多联系的表示
层次模型只能表示一对多的联系， 层次模型只能表示一对多的联系，不能直接表示 一对多的联系 多对多的联系。 多对多的联系。 多对多在层次模型中表示时，采用分解方法， 多对多在层次模型中表示时，采用分解方法，分 解为一对多的联系， 解为一对多的联系，即用多个一对多的联系表示 多对多的联系。 多对多的联系。
层次模型的优点： 层次模型的优点： 记录之间的联系通过指针来实现，查询效率较高。 记录之间的联系通过指针来实现，查询效率较高。 指针来实现 层次模型的缺点： 层次模型的缺点：
•只能表示1：N联系，虽然有多种辅助手段实现M：N联系， 只能表示1 只能表示 联系，虽然有多种辅助手段实现M 联系， 但较复杂，用户不易掌握； 但较复杂，用户不易掌握； •由于层次顺序的严格和复杂，引起数据的查询和更新很复 由于层次顺序的严格和复杂， 由于层次顺序的严格和复杂 因此应用程序的编写也比较复杂。 杂，因此应用程序的编写也比较复杂。
2.3.2 网状数据模型
用有向图（网络结构） 用有向图（网络结构）表示实体及实体之间联 系的数据模型称为网状数据模型（ 系的数据模型称为网状数据模型（network data model）。有向图中的结点是记录类型， ）。有向图中的结点是记录类型 model）。有向图中的结点是记录类型，箭头表示 从箭尾的记录类型到箭头的记录类型间联系是1 从箭尾的记录类型到箭头的记录类型间联系是1：N 联系。 联系。 R1
(3) 层次模型的特点
层次模型像一棵倒立的树，只有一个根结点， 层次模型像一棵倒立的树，只有一个根结点， 有若干个叶结点， 结点的双亲是惟一的. 例如： 有若干个叶结点 ， 结点的双亲是惟一的 . 例如 ： 教学院系数据对应的一个实例。 教学院系数据对应的一个实例。
层次模型举例： 层次模型举例：
系（根结点） 根结点） 系编号 系名 办公地点
3 层次模型的数据操作和完整性约束条件
在进行插入记录值操作时， 在进行插入记录值操作时 ， 如果没有指明相应的双亲记录 值（首记录值），则不能插入子女记录值（属记录值）。 首记录值） 则不能插入子女记录值（属记录值） 进行删除记录操作时， 如果删除双亲记录值（ 首记录值） 进行删除记录操作时 ， 如果删除双亲记录值 （ 首记录值 ） ，则相应的子女结点值（属记录值）也同时被删除。 则相应的子女结点值（属记录值）也同时被删除。 进行修改记录操作时，应修改所有相应记录， 进行修改记录操作时，应修改所有相应记录，以保证数据 的一致性。 的一致性。
对象（Object）和实例（Instance） 对象（Object）和实例（Instance）
对象也称为实体型。具有相同性质、 对象也称为实体型。具有相同性质、服从相同规则 的一类事物（ 概念） 的抽象称为对象， 的一类事物 （ 概念 ） 的抽象称为对象 ， 对象是实体集 数据化的结果。 对象中的每一个具体的事物（ 实体） 数据化的结果 。 对象中的每一个具体的事物 （ 实体 ） 为该对象的实例。 为该对象的实例。
E-R方法：实体联系法（Entity-Relationship Approach) 方法：
表示实体集，长方形内写明实体集名。 用长方形表示实体集，长方形内写明实体集名。 用椭圆表示实体集的属性，并用线段将其与相应的实 表示实体集的属性， 体集连接起来。 体集连接起来。 表示实体集间的联系，菱形内写上联系名， 用菱形表示实体集间的联系，菱形内写上联系名，并 用线段分别与有关实体集连接起来， 用线段分别与有关实体集连接起来，在线段旁标出联系的 类型。 类型。
4. 现实世界、信息世界和计算机世界的关系 现实世界、
现实世界 实体 特征 实体集 实体间的联系 信息世界 实例 属性 对象或实体型 对象间的联系 计算机世界 记录 数据项 数据或文件 数据间的联系
概念模型
现实世界 事务及 联系
系统分析 信息化
数据模型
数据库 设计 数据化
信息世界 概念模型
计算机 世界
属性（Attribute） 属性（Attribute）
属性为实体的某一方面特征的抽象表示。 属性为实体的某一方面特征的抽象表示。
主码（Primary Key）和次码(Secondary Key) Key）
主码也称关键字 ， 它能够惟一标识 一个实体； 惟一标识一个实体 主码 也称关键字， 它能够 惟一标识 一个实体 ； 实体集中 也称关键字 不能惟一标识实体属性的叫次码。 不能惟一标识实体属性的叫次码。
3.信息的计算机世界 3.信息的计算机世界
• • • 数据项(Item) 数据项是对象属性的数据表示， 数据项(Item)：数据项是对象属性的数据表示，数 (Item)： 属性的数据表示 之分。 据项有型和值之分。 记录(Record) 记录是实例的数据表示。 记录(Record)：记录是实例的数据表示。 (Record)： 实例的数据表示 文件(File) 文件是对象的数据表示， 文件(File)：文件是对象的数据表示，是同类记录 (File)： 对象的数据表示 的集合。 的集合。 • 数据模型（Data Model）：现实世界中的事物和相 数据模型（ Model）： ）：现实世界中的事物和相 互联系数据化的结果就是数据模型。 互联系数据化的结果就是数据模型。
教研室
教研室编号 教研室
学生
学号
姓名
入学时间
教员
职工号 姓名 职称
个记录型（ ）；每个记录型有字段 有4个记录型（实体集）；每个记录型有字段；记录型名、 个记录型 实体集）；每个记录型有字段；记录型名、 字段名不能同名；可以指定排序字段（码字段）。 字段名不能同名；可以指定排序字段（码字段）。
层次结构数据的一个实例由一个根记录和它的全部属记 值组成。 录值组成。
数据模型三要素 数据结构 数据操作 数据约束条件
数据结构：所研究的对象类型（Object Type）的集合。 所研究的对象类型（ Type）的集合。