第03讲 数据模型.ppt

第三讲 三种常用的逻辑数据模型三级模式与二级映象 回顾 概念模型的作用 在DB应用系统开发的哪个阶段使用 概念模型的表示方法 联系的种类 1 2 4常用逻辑数据模型 层次模型 HierarchicalModel 网状模型 NetworkModel 关系模型 RelationalModel 面向对象模型 ObjectOrientedModel 对象关系模型 ObjectRelationalModel 在非关系模型中 实体 用记录表示 实体的属性 对应记录的数据项 实体间的联系 转换成记录间的两两联系 数据结构的单位 是基本层次联系 即两个记录以及它们之间的一对多 包括一对一 的联系 1 2 5层次模型 最早的数据模型 层次数据库系统的典型代表 IBM的IMS 1968 层次模型的数据结构用树结构表示实体及实体之间的联系树由结点和有向边组成 结点代表记录类型 实体型 每个记录类型包含若干字段 属性 有向边表示两实体型间一对多的联系 树的特性 每棵树有且仅有一个结点无父结点 称为树的根 树中其他结点都有且仅有一个父结点 练习 给出系 教研室 教职工 学生的概念模型 教员学生层次模型 教员学生层次模型的一个值 2 多对多联系在层次模型中的表示将多对多联系分解成两个一对多联系冗余结点法虚拟结点法 mn 3 层次数据模型的存储结构 了解 邻接法按照层次树前序遍历的顺序把所有记录值依次邻接存放 即通过物理空间的位置相邻来体现层次顺序 链接法用指针元来反映数据之间的层次联系 子女 兄弟链接法 指向最左边的孩子和最近的兄弟 层次序列链接法 按前序顺序链接各记录值 子女 兄弟链接法 层次序列链接法 4 层次模型的数据操纵与完整型约束操作 Q I D U约束 I D U时 无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值 如果删除双亲结点值 则相应的子女结点值也被同时删除 5 层次模型的优缺点优点结构简单 易于实现查询效率高良好的完整性支持缺点不能直接表达m n联系数据操纵不方便 查询子女结点必须通过双亲结点 插入和删除复杂 1 2 6网状模型 用网状结构表示实体及实体间联系的数据模型 典型代表 DBTG系统 1970s 1 数据结构1 结点代表记录类型 实体型 2 每个记录类型包含若干字段 属性 3 有向边表示两实体型间一对多的联系 4 特征 允许多个结点无双亲结点 一个结点可有多个双亲结点 例子 学生选课数据库 引进学生选课记录 2 存储结构 单向链接法 3 优点1 表达联系的种类丰富 2 存取效率高 4 缺点1 结构复杂 2 语言复杂 用户不易掌握 1 2 7关系模型 1 数据结构用二维表 行 列 来表示实体及其联系 表结构表示实体的型 列表示属性 表格表示实体集 行 列无序 列不可再分 没有重复行 例1 例2 部门表 不符合关系模型要求 1970 IBM公司E F Codd首次提出 开创了关系数据理论的研究 1981年获得ACM图灵奖 关系模型的相关术语 关系 Relation 对应通常说的一张表 元组 Tuple 表中的一行即为一个元组 属性 Attribute 表中的一列即为一个属性 给每一个属性起一个名称即属性名 码 Key 表中的某个属性组 它可以唯一确定一个元组 域 Domain 属性的取值范围 分量 元组中的一个属性值 关系模式 对关系的描述 一般描述为关系名 属性1 属性2 属性n 练习 在关系模型中 实体及实体间的联系都可用关系表示 给出学生选课数据库中的所有关系模式 2 关系模型的数据操纵查询 插入 删除 修改数据操作是集合操作 操作对象和操作结果都是关系 即若干元组的集合存取路径对用户隐蔽 用户只要指出 干什么 不必详细说明 怎么干 3 关系模型的完整性约束实体完整性 参照完整性 用户定义的完整性4 关系数据模型的存储结构表以文件形式存储 有的DBMS一个表对应一个操作系统文件 5 优点1 简单 容易理解 2 建立在严格的数学理论基础之上 3 数据独立性高 6 缺点 查询速度慢于非关系模型 1 3数据库系统的三级模式与二级映像 型 和 值 的概念型 Type 对某一类数据的结构和属性的说明值 Value 是型的一个具体赋值例如 学生记录定义为 学号 姓名 性别 系 年龄 c f 090201 李明 男 计算机 22 数据库模式是数据库全体数据的逻辑结构和特征的描述 模式的具体值称为模式的实例 例 以学生选课数据库为例 讨论模式和实例间的关系 一个模式可以有多个实例 模式相对稳定 实例相对变动 1 3 1三级模式结构 1 模式 schema 也称逻辑模式 是DB中全体数据的逻辑结构和特征的描述 全体性 一个数据库只有一个模式 逻辑性 student sno sname ssex sage sdept 特征性 数据类型 长度 约束 2 外模式 Externalschema 也称子模式或用户模式 是DB中局部数据的逻辑结构和特征的描述 1 外模式通常是模式的子集 2 一个模式可对应多个外模式3 一个应用程序只能使用一个外模式4 多个应用程序可共用一个外模式 3 内模式 InternalSchema 也称存储模式 是数据物理结构和存储方式的描述 顺序 B 树索引 哈希索引 压缩 加密 1 外模式 模式映像对于每一个外模式 都有一个外模式 模式映像 它定义了该外模式与模式间的对应关系 包含在外模式中 保证数据的逻辑独立性2 模式 内模式映像定义了模式与内模式的对应关系 包含在模式中 保证数据的物理独立性 补充 逻辑独立性 当数据的逻辑结构修改时 应用程序不用改变 物理独立性 当数据的存储结构修改时 应用程序不用改变 1 3 2二级映像与数据独立性 习题 1 数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述是 A 模式B 内模式C 外模式D 存储模式2 单个用户使用的数据视图的描述是 A 概念模式B 内模式C 外模式D 存储模式3 数据库中三级模式体系结构的划分 有利于保持数据库的 A 数据安全性B 数据独立性C 数据并发性D 数据完整性 本章小结 基本概念 DB DBMS DBS DBA数据管理技术的三个阶段及特点数据模型概念模型及E R图三种逻辑数据模型数据库的三级模式和二级映像数据独立性数据库系统的组成 补充 新的数据库技术新的数据模型 面向对象数据库 对象 关系数据库 XML数据库 turntheWebintodatabase 新的体系结构 并行数据库 VeryLargeDatabase 分布式数据库 网络 数据库 新的数据库应用 数据仓库数据挖掘联机分析处理 特种数据库时态数据库 管理被处理事件的历史性信息 管理数据库系统中元事件的时态信息移动数据库 分布式数据库的扩展 数据库 无线网络 即时性 就地性 手机 汽车 PDA