第 数据模型PPT学习教案

1、会计学1第第 数据模型数据模型2. 2. 直接面向数据库的逻辑结构的数据模型直接面向数据库的逻辑结构的数据模型, ,它是它是现实世界的第二层抽象。这类模型涉及到计算机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系统和数据库管理系统, ,又称为又称为“基本数据模型基本数据模型”或或“结构数据模型结构数据模型”。 例如例如, , 层次、网状、关系、面向对象数据模层次、网状、关系、面向对象数据模型型”. .这类模型有严格的形式化定义这类模型有严格的形式化定义, ,以便在计算以便在计算机系统中实现。机系统中实现。第1页/共121页 用树型（层次）结构表示实体类型及用树型（层次）结构表

2、示实体类型及实体间联系的数据模型称为实体间联系的数据模型称为层次数据模层次数据模型型(hierarchical data model)(hierarchical data model)。第2页/共121页第3页/共121页第4页/共121页系系系名系名系号系号系主任名系主任名地点地点记录的型记录的型计算机系计算机系9 9李西远李西远科技馆科技馆记录的一个实例记录的一个实例第5页/共121页系系班班计算机系计算机系901901班班911911班班921921班班931931班班1 1N NPCRPCR型型PCRPCR实例实例第6页/共121页层次数据模式层次数据模式系系班班学生学生教研组教研组教

3、师教师第7页/共121页计算机系计算机系901901班班911911班班921921班班931931班班硬件教研组硬件教研组软件教研组软件教研组王一王一张三张三 李四李四 赵立赵立 钱英钱英 孙玉孙玉 周新周新 吴坚吴坚郑山郑山洪流洪流陈芝陈芝丁伟丁伟层次数据模式实例层次数据模式实例第8页/共121页第9页/共121页王一王一张三张三李四李四人工智能人工智能数据库数据库学生：学生：课程：课程：第10页/共121页型型实例实例学生学生课程课程王一王一人工智能人工智能张三张三人工智能人工智能数据库数据库李四李四人工智能人工智能 数据库数据库第11页/共121页学生学生班班运动队运动队只能表示成下图

4、，存在冗余。只能表示成下图，存在冗余。学生学生班班学生学生运动队运动队第12页/共121页供应商供应商零件零件工程项目工程项目供应关系供应关系第13页/共121页供应商零件工程项目零件供应商工程项目供应商工程项目零件第14页/共121页供应商供应商零件零件工程项目工程项目供应关系供应关系第15页/共121页（学生）（学生）v v课程课程学生学生（课程）（课程）v v第16页/共121页学生学生（学生）（学生）v v班班运动队运动队第17页/共121页计计算算机机系系901901班班王王一一张张三三911911班班931931班班吴吴坚坚硬硬件件教教研研组组郑郑山山洪洪流流软软件件教教研研组组丁

5、丁伟伟第18页/共121页第19页/共121页 特点特点: : 层次结构是树结构，树的结点是记录层次结构是树结构，树的结点是记录类型，非根结点有且只有一个父结点。上一层记类型，非根结点有且只有一个父结点。上一层记录类型和下一层记录类型是录类型和下一层记录类型是1:N联系联系。( (因此不能因此不能表示表示M:N） 第20页/共121页 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，查询效率记录之间的联系通过指针来实现，查询效率较高（针对层次结构）。较高（针对层次结构）。 层次模型的缺点：层次模型的缺点：1 1、只能表示、只能表示1 1：N N联系，虽然可以采用虚拟记录联系，虽

6、然可以采用虚拟记录描述非层次数据关系，但较复杂，用户不易掌握，描述非层次数据关系，但较复杂，用户不易掌握，并且非层次结构的查询效率比较低；并且非层次结构的查询效率比较低；2 2、由于层次顺序的严格和复杂，引起数据的查询、由于层次顺序的严格和复杂，引起数据的查询和更新很复杂，因此应用程序的编写也比较复杂；和更新很复杂，因此应用程序的编写也比较复杂；3 3、模式描述语言较复杂，数据独立性差。、模式描述语言较复杂，数据独立性差。第21页/共121页 用有向图（网络结构）表示实体及实体之用有向图（网络结构）表示实体及实体之间联系的数据模型称为间联系的数据模型称为网状数据模型（网状数据模型（networ

7、k network data modeldata 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，箭头表示从箭尾的记录类型到箭头的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。间联系。第22页/共121页 基本概念和结构基本概念和结构 记录和数据项记录和数据项 数据项相当于字段，记录是数据项的有序结数据项相当于字段，记录是数据项的有序结合。合。 系系 系表示两个记录型间的系表示两个记录型间的1:N1:N关系；对应关系；对应“1 1”的的为首记录，对应为首记录，对应“N N”的为属记录。系是命名的，的为属记录。系是命名的，有型值之分，例如：图有型值之分，例如：图2

8、-172-17就是系的型和值。就是系的型和值。第23页/共121页班级班级学生学生一班一班王一王一李红李红丁杰丁杰型型值值图图2-17 2-17 班级班级学生系学生系第24页/共121页多属系多属系系值：系值：3 3个成员的并，而非个成员的并，而非“X X”账户账户存款帐存款帐提款帐提款帐转账转账第25页/共121页网状模型的特点：网状模型的特点： 与层次模型不同，网状模型中，一个记录型可与层次模型不同，网状模型中，一个记录型可以成为多个首记录型的属记录以成为多个首记录型的属记录突破层次的限突破层次的限制；制； 一个记录型不能既作为一个系的首记录又作为一个记录型不能既作为一个系的首记录又作为同

9、一个系的属记录。同一个系的属记录。 EMPEMP领导领导第26页/共121页EMPEMPLINKLINK1:11:11:N1:N1:11:1表示一人担任一个领导岗位，系值见下一页图。表示一人担任一个领导岗位，系值见下一页图。第27页/共121页E E4 4L L1 1S S1 1E E7 7L L2 2S S1 1E E9 9L L3 3S S1 1E E3 3E E5 5E E1 1E E6 6S S2 2S S2 2S S2 2第28页/共121页第29页/共121页S S1 1C C1 1C C2 2C C3 3C C4 4S S1 1C C5 5C C6 6第30页/共121页S SL

10、INKLINK1 1C CSLSLM M1 1CLCLN N型型第31页/共121页S S1 1L L1 1SLSLL L2 2L L3 3L L4 4L L5 5L L6 6L L7 7S S2 2SLSLC C1 1C C2 2C C3 3C C4 4C C5 5C C6 6CLCLCLCLCLCLCLCLCLCLCLCL值值第32页/共121页零件零件LINKLINK1 1工程项目工程项目M M1 1N N供应商供应商1 1P P第33页/共121页第34页/共121页O OS S1 1S S2 2S S3 3前向指针前向指针后向指针后向指针首记录指针首记录指针系的链式实现方式系的链式实

11、现方式第35页/共121页第36页/共121页第37页/共121页第38页/共121页第39页/共121页第40页/共121页 关系模型（关系模型（relaction data modelrelaction data model）的主要特征是的主要特征是用用表格结构表达实体集，用外键表示实体间联系表格结构表达实体集，用外键表示实体间联系。与层次。与层次模型和网状模型相比，关系模型比较简单，容易为初学模型和网状模型相比，关系模型比较简单，容易为初学者接受。者接受。 关系模型是由若干个关系模式组成的集合。每个关系关系模型是由若干个关系模式组成的集合。每个关系实际上是一张表格，记录之间联系是通过各个

12、关系模实际上是一张表格，记录之间联系是通过各个关系模式的键体现的。式的键体现的。 第41页/共121页 关系模型的层次、网状模型的最大差别关系模型的层次、网状模型的最大差别是用键而不是用键而不是用指针导航数据，其表格简单，用户易懂，用户只需是用指针导航数据，其表格简单，用户易懂，用户只需用简单的查询语句就可以对数据库进行操作，并不涉及用简单的查询语句就可以对数据库进行操作，并不涉及存储结构、访问技术等细节。存储结构、访问技术等细节。第42页/共121页1 1属性和域属性和域属性属性-用来描述事物特征。用来描述事物特征。例如：学生的例如：学生的姓名、学号、性别、出生年月姓名、学号、性别、出生年月

13、等。等。属性的域属性的域-属性的取值范围。属性的取值范围。例如：例如：姓名的取值范围姓名的取值范围是合法姓名的集合。是合法姓名的集合。 学号的域学号的域是若干位数字组成的字符串的集合。是若干位数字组成的字符串的集合。 性别的域性别的域是男，女，是男，女，第43页/共121页第44页/共121页第45页/共121页第46页/共121页第47页/共121页第48页/共121页第49页/共121页第50页/共121页第51页/共121页第52页/共121页的元组的集合。为所有满足完整性约束的值，合，即在给定时间的元组的集为某关系其中，.21rRRrDDDrrn第53页/共121页第54页/共121页

14、第55页/共121页第56页/共121页NULLRtFKtFKt)( 中某一元组为第57页/共121页第58页/共121页第59页/共121页第60页/共121页第61页/共121页第62页/共121页第63页/共121页第64页/共121页第65页/共121页两者效率大不一样两者效率大不一样!易证：易证：第66页/共121页第67页/共121页第68页/共121页第69页/共121页第70页/共121页 第71页/共121页 第72页/共121页第73页/共121页仓库号仓库号城市城市面积面积WH1WH1北京北京370370WH2WH2上海上海500500WH3WH3广州广州200200仓库

15、号仓库号城市城市面积面积WH2WH2上海上海500500WH3WH3广州广州200200WH4WH4武汉武汉180180仓库号仓库号城市城市面积面积WH1WH1北京北京370370WH2WH2上海上海500500WH3WH3广州广州200200WH4WH4武汉武汉180180第74页/共121页仓库号仓库号城市城市面积面积WH2WH2上海上海500500WH3WH3广州广州200200仓库号仓库号城市城市面积面积WH1WH1北京北京370370第75页/共121页 设有两个关系设有两个关系R R和和S S，它们的目分别为，它们的目分别为n nr r和和n ns s；它们的元组数分别为它们的元组

16、数分别为|R|R|和和|S|S|，则，则R R和和S S的笛卡尔的笛卡尔乘积为：乘积为： R S=|t R and g S 为为t t和和g g的拼接，即的拼接，即R R S S仍为一个关系仍为一个关系，它的目为，它的目为nr+ns、元组数为元组数为|R|R|S|S|。 若若R R和和S S中有相同的属性名，在这些属性名前加中有相同的属性名，在这些属性名前加上关系名作为限定词，进行区别。上关系名作为限定词，进行区别。第76页/共121页第77页/共121页 第78页/共121页WH1WH1北京北京370370WH2WH2上海上海500500WH3WH3广州广州200200WH5WH5合肥合肥1

17、30130WH2WH2E1E112201220WH1WH1E3E312101210WH2WH2E4E412501250WH3WH3E6E612301230WH1WH1E7E712501250WH2WH2上海上海500500WH1WH1北京北京370370WH2WH2上海上海500500WH3WH3广州广州200200WH1WH1北京北京370370E1E112201220E3E312101210E4E412501250E6E612301230E7E712501250第79页/共121页 上式可以生成一个学生成绩表，它具有学号、课程上式可以生成一个学生成绩表，它具有学号、课程号、课程名、学分和成

18、绩等属性。号、课程名、学分和成绩等属性。第80页/共121页第81页/共121页可能有可能有R R不含元组不含元组R R中相应中相应Y Y值集合不能包含值集合不能包含S(Y)S(Y)的的X X值集合值集合R R中相应中相应Y Y值集合能包含值集合能包含S(Y)S(Y)的的X X值集合值集合R-(RR-(R S)S) S S可以看成可以看成余数余数。第82页/共121页第83页/共121页第84页/共121页第85页/共121页第86页/共121页a ab bNULLNULLa ab bNULLNULL外连接外连接第87页/共121页第88页/共121页 第89页/共121页第90页/共121页第91页/共121页第92页/共121页第93页/共121页第94页/共121页第95页/共121页第96页/共121页注意：谓词中两个注意