第2周 数据模型---三级模式两级映射-ER图

1:1
1:n
m:n
E-R图

E-R(Entity-Relationship )图用 于描述概念模型 ① 实体用矩形框表示 ② 属性用椭圆形表示 ③ 联系用菱形框表示，联系要标 明两端实体的多重性，即1:n 或m:n或1:1。
学生
学号
选修
20
例：选课E-R模型
学 号
姓 名 m 学生 选 修
课程编 号 n
16
联系
联系——实体之间的对应关系。 联系包括联系名和联系类型 联系类型反映一个实体集中的一个实体可能与另一个 实体集中的多少个实体存在关联，可以归纳为三种类 型： 一对多联系(1:n)，例：公司- 就职- 职员 多对多联系(m:n)，例：读者- 借阅- 图书 一对一联系(1:1)，例：厂长- 任职 -工厂 注意：两个方向结合才能判断一个联系的类型。 以公司和职员之间的联系为例，一间公司有多个职 员，一个职员属于一间公司，这样才能得到1：n。
学生
课程
数据文件2
12
2.概念模型
两个基本概念：实体和联系 E-R图
13
2.1 模型的分类
如何将现实世界中的具体事物转换成计算机能够处理的数 据对象？ 要将现实世界转变为机器能够识别的形式，必须经过 两次抽象。
模型的分类： 概念模型 数据模型
概念模型的两个基本概念
概念模型的作用是找出现实世界中的信息实体及 实体间的联系，所以概念模型也称为实体-联系模 型。 两个概念 实体：用户所关注的对象。 联系：实体间的相互关联。
出版社
出版社编号 出版社名称 城市 字符型 字符型 字符型 5 20 10
模 式
作者 数据文件 索引文件
作品 数据文件 索引文件
出版社 数据文件 索引文件
内模式
数据库原理与应用
第2讲 数据模型--三级模式的两级映射 以及ER图
3
本讲内容、重点和难点
重点 数据库的三级模式结构的两级映射 概念模型的两个基本概念——实体与联系，E-R图 难点 三层模式结构及其对提高数据独立性的作用 E-R图的画法 逻辑模型（层次，网状，关系）
17
举例：选课系统中的实体与联系 实体： – 教师(工号，姓名) – 课程(课程编号，课程名) – 学生(学号，姓名) 联系： – 教师讲授课程：m:n联系 – 学生选修课程：m:n联系
18
课堂练习：判断下列实体间的联系类型
班级与班长(正) 班级与班委 班级与学生 供应商和商品 商店和顾客 工厂和产品 出版社和作者 商品和超市
23101 张伶俐 23102 罗稼宛 23103 黎达仁 23104 顾高粲 23105 黄丹秋
35
(3) 关系型
一个关系就是没有重复行和重复列的二维表，二维表 的每一行在关系中称为元组，每一列在关系中称为属性。 学生关系的每一行代表一个学生的记录，每一列代表学生 记录的一个字段。属性个数（n）称为关系的元。
面向对象数据库系统(Object-Oriented Database System，OODBS)是将面向对象的模型、方法和 机制，与先进的数据库技术有机地结合而形成的 新型数据库系统。 它从关系模型中脱离出来，强调在数据库框架中发 展类型、数据抽象、继承和持久性。
n
消费金额
日期
顾客
ER图的设计实例
建立步骤： ① 确定实体类型及属性。 ② 确定联系类型及属性。 ③ 把实体类型和联系类型组合成ER图。
ER图的设计实例
商店编号
商店名
地址
电话
商店 m 购物 n 顾客 日期 消费金额
顾客编号
姓名
地址
年龄
性别
“商店”与“顾客”的 ER图
3. 逻辑模型
逻辑模型的三个作用 三种逻辑模型
31
（1）层次型 通过树形结构表示实体及联系。如描述学校管理机构。每 个结点表示一个实体（型），箭头表示实体（型）间的联系 （由父到子）。
32
(2)网络型
通过网状结构表示实体及联系。“网”中每个结点表示 一个实体(型)，结点之间箭头表示实体(型)间的联系。
33
层次与网络模型优缺点:
优点:能直观、形象地描述实体及其联系，
9元关系 属性信息 值的集合
JSBH XM 103601 李晓光 103621 李敏 106723 赵丹茹 105721 张大伟 CSRQ 1960-5-1 1970-1-12 1945-12-3 1957-3-11 XB 1 2 2 1 ZC 3 2 5 4 ZZF TRUE TRUE FALSE TRUE BGDH ZZDH YDDH 8922331 5166123 13019298657 8456721 5660304 13809228127 8499213 13019876502 8426115 8499212 13902125631
30
逻辑模型的作用
概念模型只能反映实体-联系，还没有指出以什么样的 方式来组织数据和操作数据。完成这项任务的是逻辑 模型。 逻辑模型要体现三个方面的特征 1）数据结构，描述数据用什么样的结构组织起来 2）数据操作，描述可以在数据上进行什么样的操作 3）数据约束条件，描述数据之间的约束规则 常见的逻辑模型有：层次数据模型、网状数据模型、 关系数据模型。
易于被人们所理解和掌握 。
缺点:数据结构较复杂，存储数据需要更多
的链接指针；在检索数据时，需要考虑数据的存 储路径；在插入或删除数据时，涉及到调整链接 指针。
34
(3) 关系型 关系模型与层次模型和网状模型相比有着本质的 差别，它是用二维表格来表示实体及其相互之间的联 系。
教师关系表
编号 姓名 性别 女 男 男 男 女 婚否 已婚 已婚 未婚 已婚 未婚 出生日期 09/24/56 11/27/73 12/23/81 01/27/63 07/15/79 职称 教授 讲师 助教 副教授 助教 基本工 资 1380 560 450 970 480
1.两级映射与数据独立性
两级映射 数据独立性
7
数据库系统的二级映射与数据独立性
映射实质是对应规则，三级模式结构是靠映 射来连接和完成。 三级模式直接存在两级映射：外模式/模式 映射，模式/内模式映射。
8
外模式/模式映射 特征： 对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式／ 模式映射，它定义了该外模式与模式之间的对应关 系。 对应于一个模式可以有任意多个外模式。 该映射的定义通常包含在外模式描述中。 保证数据的逻辑独立性： 当模式改变时（如：某些数据，记录类型，对数据 联系的一些改变等），数据库管理员修改有关的外 模式／模式映射，尽可能地使外模式保持不变。 应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程 序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简 称数据的逻辑独立性。
下次课介绍：逻辑模型之一关系 模型
22
课堂小练
假定一个部门的数据库包括以下信息： 职工的信息：职工号、姓名、地址和所在部门。 部门的信息：部门所有职工、部门名、经理和销售的产品。 产品的信息：产品名、制造商、价格、型号及产品的内部编 号。 制造商的信息：制造商名称、地址、生产的产品名和价格。 试画出这个数据库的E-R图。
4.数据库新技术 分布式数据库 分布式数据库系统是地理上分布在计算机网络的不 同结点，逻辑上属于同一系统的数据库系统。 分布式数据库的主要特点是： 数据是分布的 数据是逻辑相关的 结点的自治性
全国票务中心
图1-8 一个分布式数据库应用系统实例
4.数据库新技术
多媒体数据库 能存储和管理多种媒体的数据库称为多媒体数据库。 多媒体数据库对数据库管理系统的功能要求： 要求数据库管理系统能方便地描述和处理具有内部层 次结构的数据。 要求数据库管理系统提供由用户定义的新的数据类型 和相应操作的功能。 要求数据库管理系统能够提供更灵活的定义和修改模 式的能力。 要求数据库管理系统提供对多媒体信息管理中特殊的 事务管理与版本控制能力。
4.数据库新技术
工程数据库 所谓工程数据库是指 在工程设计中，主 要是CAD/CAM中 所用到的数据库。 由于在工程中的环 境和要求不同，工 程数据库与传统的 信息管理中用到的 数据库有着很大的 区别。
应用程序
方法库
图形系统
DBMS
数据库
图1-9 工程数据库的应用环境
4.数据库新技术
面向对象数据库
10
外模式（子模式）
模式（概念模式或逻辑模式）
内模式（物理模式）
11
讨论：
某学校的数据库， 薪酬管理程序 包含学生、教师、 课程和工资等数 据。有两个应用 薪酬管理数据模式 程序：薪酬管理 和教务管理。根 据右边的框图中， 工资 教师 说说三层模式和 两层映射
数据文件1
教务管理程序
教务管理数据模式
9
模式/内模式映像 特征： 模式／内模式映象定义了数据全局逻辑结构与存储 结构之间的对应关系。 数据库中模式／内模式映象是唯一的。 该映射定义通常包含在模式描述中 保证数据的物理独立性： 当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存 储结构），数据库管理员修改模式／内模式映象， 使模式保持尽可能不变，进而外模式与应用程序也 保持不变。 保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理 独立性。
回顾
数据库系统的构成：
应用程序、数据库管理系统(DBMS)、数据库(DB)。
数据管理技术的发展
（人工管理，文件管理，数据库管理）
信息的三种世界
（客观世界，信息世界，计算机世界）
数据库的三级模式结构
1
三级模式结构的一个具体实例
图书信息 出版社名称 书名 作者姓名 出版日期 字符型 字符型 字符型 日期型 20 30 20
15
实体
实体——可以区分的客观对象 属性和值域 属性是实体所具有的特征，值域是属性的取值范围。例：教师 实体具有性别和职称的属性；性别的取值范围是（男，女）。 实体型和实体值 实体型是实体的结构描述，表示为实体名和属性名的集合，实 体值是一组属性值的组合。例：实体型：教师(编号，姓名， 性别)，实体值： (15021，“李木”，男)。 实体集 同类实体的集合。例：教师实体集、学生实体集。 键/码 在一个实体集中用于区分不同实体的属性组合。例：教师实体 的键是编号，学生实体的键是学号。