第一章 数据模型

第一章数据模型

内容简介：介绍现代数据库常用的数据模型。数据模型在数据库系统中的作用。数据模型之间的转化。评价各种模型的优劣。如何设计各种模型。第一节关系模型一关系模型的再定义：关系模型是用二维表表示数据，规定表自身上的约束条件，以及表与表之间的约束条件的数据库表示方法。他的操作是基于关系代数和关系演算的。

二特点

1简洁的数据表示方法。2.坚实严谨的理论基础。（模式理论和运算理论）3.使用方便。

关系模型的不足1.应用范围的局限性。2.数据类型单调。3.受到第一范式的限制。4.缺少嵌套机制。（表中不能含表）。模式定义与域完整性约束1.基本语句

CREATETABLE

表名(属性1类型1，…,)2.主码的定义

primarykey(属性1，…,属性n)3.空值与缺省值

notnull,null,default常数

4.属性域的约束

check(逻辑条件)例:建立成绩表

CREATETABLEXK(xhc(10),khc(4),

cjintcheck(cj>=0andcj<=100),primarykey(xh,kh))

五外码与参照完整性1.外码：在另一张表中作为主码的属性。注意：外码可在同一张表中。

foreignkey外码reference主表(主码)

2.参照完整性在次表中出现的外码必须在主表中出现。

实现参照完整性的方法：1.级联规则：.当主表作删除时，外码同时删除。.当主表作修改时，外码相应修改。

ondeletecascadeonupdatecascade2.置空规则：.当主码被删除时，外码被置空。

setnull3.禁止规则：禁止主码作删除。

noaction

例：对xk表说明外码，并按级联规则设置参照完整性。

createtablexk(xhc(10),khc(4),

cjintnotnullcheck(cj>=0andcj<=100),primarykey(xh,kh),foreignkeyxhreferencexs(xh),ondeletecascade,onupdatecascade,foreignkeykhreferencekc(kh),ondeletecascadeonupdatecascade)

思考题：设居民表应包括如下属性：身份证号，姓名，住址，联系电话，性别，配偶身份证号。请建立该表的模式，并设定参照完整性。

解答：

createtablejm(sfzhmc(150),xmc(20),

zzc(20),xbc(2),lxdhc(20)),psfzc(15),primarykey(sfzhm),foreignkeypsfzreferencejm(sfzhm)ondeletesetnullonupdatecascade)第二节扩充的E-R模型及向关系模型的转化子集与继承性1.子集：如果一个实体集是另一个实体集的一部分。则称该实体集为子集，另一实体集为超集。2.子集联系：

ISA

3.继承性：.子集继承超集的所有属性.子集继承超级上的所有联系

例：一个E-R模型的实例

客户储蓄类别开户ISA大客户帐号

实体集向关系的转化\\*1.若属性是简单属性，则可直接转化为表模式。实体码成为表的码。2.若属性是组合属性，则把组合属性转化为简单属性。常见的组合属性有.集合类型.数组类型.结构类型

三联系向关系模式的转化1.1-1和1-n的转化例将下列E-R图转化为关系模式

111n

LD(bmh,ygh)

和SY(bmh,ygh)BM(bmh,mc)YG(ygh,xm)部门职员领导属于部门号职员号名称姓名

思考题：还有其他的设计方法吗？n-m的转化方法将联系转化为关系模式。子集的转化方法.在子集中引入超集的码。.在超集中增加类别标志。例：有下列子集，怎么转化？

学生研究生ISA学号导师

.YJS(xh,ds).XS(xh,lb)

想一想，把研究生分出来有什么好处？如何确定关系模式中的码？1.实体码直接成为关系的码。2.联系转化为关系后，关系的码由联系的函数依赖决定。三种情况：.由实体码决定.由实体码的组合决定.由联系的函数依赖决定

考虑如下的E-R模型：确定联系的码。客户储蓄开户帐号身份证号储蓄编号余额

五E—R模型优劣评析1.直观、简洁。2.与机器模型无关。3.很容易转变为关系模型。4.有时难以区分实体与联系。有时难以区分是实体属性还是联系属性。5.缺乏对实体和联系上的操作的描述机制。

思考题：每份合同中应写明定购商名称，所在地，联系电话，供货商名称，所在地，联系电话，经手人，商品编号，类别，型号，品牌，数量，单价，金额，订货日期，交货日期。每份合同可定若干种商品。请画出反应合同业务的E-R图，并转化为关系模式。第三节面向对象模型与ODL语言对象的基本概念1.对象：被计算机处理和唯一标识的基本单位。2.属性：描述对象特征的数据项。3.对象的表示方法：{OID，[VALUES]}.OID:

对象标识符.VALUES：

表示对象的一组值

4.对象值的类型.基本类型char,float,integer,date.引用类型类名

.元组类型[…].组合类型set,array,structure类1.定义：具有相同属性对象的集合。2.组成：.属性.联系.方法

3.Class

类名[key(一组属性)]

extent外部名{

attribute

类型属性名；…

relationship对象类型联系名[inverse类名::联系名]；…}

说明：1.外部名用于查询中。2.对象类型只能是基本对象类型和集合对象类型。3.Inverse用来反映相应一对联系，采用同一个物理结构。

4.子类

定义：一个类的对象集是另一个对象集的子集。继承性：语句：

class

子类名：超类名{

attribute类型属性名；…

relationship对象类型联系名[inverse类名::联系名]；…}

例：用ODL语言描述选课E-R图

classstudentextentstudenttext{attributechar(10)xh;attributechar(20)xm;relationshipset(selectcourse)s_select;}学生课程选课学号姓名成绩课程名课号

classcoursekey(kh)extentcoursetet{attributechar(4)kh;attributechar(20)km;relationshipset(selectcourse)c_selected;}classselectcourseextentsctext{attributeint

cj;relationshipcoursesc_course;relationshipstudentsc_student;}

E-R模型向对象模型的转化1.实体向类的转化。

2.不带联系属性的转化。转化为relationship3.带联系属性的转化。.通过属性转移。.通过引入弱实体。如：学生课程选课成绩

转化为：

学生课程选课选择被选成绩课号学号

四对象模型的评析1.类型丰富2.与面向对象程序设计方法保持一致。3.很容易与对象程序设计语言进行混合编程。4.缺乏对联系属性的描述，不如关系模型直观。5.在查询中可能出现副作用。

思考题：1.当联系是多元联系时，应如何转化？2.将下列E-R图转化为对象模型。

演员电影姓名住址名称制片厂演出角色长度

说明：1.除长度是integer外，其余属性为string。2.一部电影可能有多家制片公司制作。3.一名演员可能有多处住址，且由省，市，区（县），街，社区，门牌楼号。第四节对象--关系模型对象-关系模型1.定义：在数据库中的数据或者是以元组的方式存放，或者是以对象的方式存放。2.特点：.在DBMS中存在两种表示数据的方式。表和类。.在数据操作上，既适合关系的处理方式也适合对象的处理方式。新增的类型1.元组类型：

语句：ROW(属性1类型1,…,属性n

类型n)

如：

dz(地址)可定义为：

ROW(shc(20),sic(20),xuanc(20))2.用户自定义类型(UDT)

用createtype定义的类型称为UDT。

语句：createtype

类型名AS(属性1类型1,…,属性n类型n)

作用：.为属性提供一种新类型。.其值以对象方式存储。.定义类型化表。

例：定义读者类型。它包括读者编号，姓名。

createtypedztypeas(dzbhc(12),xmc(20)).

有了dztype后，可以在表的定义和对象的定义中使用该类型。子类型的定义语句：createtype子类名under超类名

as（属性1类型1,…,属性n类型n)

作用：定义一个子类型。它除了继承超类型外，自身还有n个属性。

例：在读者类型中定义学生子类型，它还要增加学号，所在院系，籍贯（省、市、区县）

createtypexstypeunderdztypeas(

xhc(12),szyxc(20),dzrow(shenc(20),Shic(20),xianc(20))

注意：xstype

类型继承了dztype类型的前两个属性。

4.自定义类型属性值的获取与修改.获取属性值的方法：用属性名表示。.改变属性值的方法：属性名(值)例如：在读者类型中引用读者编号

dz.dzbh获取属性函数

dz.sh(“湖北省“)改变属性函数问：在学生类型中如何引用学生所在的省份？设xs是该类型上的变量。

三对象与表的定义1.对象定义语句：

createtable类名of

用户自定义类型。作用：指明了该类的属性由用户自定义类型决定。如：将学生作为对象进行定义。例1:createtablexsofxstype.

以上定义的表称为类型化表。该对象表按对象方式存放。通过指针类型建立对象之间的联系。

2.表的定义

creattable

表名(属性1类型1,…,属性n

类型n)

如：定义学生表例2:

createtablexs(xhc(10),xmc(20),dzROW(shc(20),sic(20),xuan(20))

注意：例1与例2的区别。第五节WEB数据模型HTML

文件1.HTML的基本概念定义：在文本文件中插入某些标记，由因特网识别的文件。特点：.HTML语言规定了一组标记的集合。每个标记有特定的含义。.浏览器能识别这些标记，并将HTML文件转换为人所熟悉的形式，在屏幕上显示出来。

.HTML文件没有格式描述语句。2.HTML文件的一个例子：<html><head><title>

标题</title></head><body><p>

段落</p></body></html>

说明：.每个标记称为元素，元素可以嵌套，开标记与闭标记应成对出现。.每个开标记可带属性，属性为浏览器提供参数。如：<Img

Src=“Mxh.Jpg”Width=“145”Height=“130”Alt=“新闻照片“>

二XML

文件的基本概念1.定义：XML是扩展的HTML，它具有文件格式定义和查询的功能。2.特点：.用户可以自定义任何标记。.增加了文件类型描述语言(DTD)。.增加了基于XML的查询(Xquery)

三

XML的语言成份1.XML元素:用于表示文档内容的基本单位。基本格式为：

<标签名属性名=…>…</标签名>

说明：对元素内容进行标识。2.指令：<？指令>：要求XML处理器应完成的功能。如：<？XMLVersion=‘1.0’>注释：<!注释内容>

作用：引入脚本语言，或其他XML指令。

4.XML结构

XML文件是由若干元素适当嵌套的树形结构。子元素：嵌套在一个元素内的元素称为子元素。一个XML文件例子：

这是一个学生信息的XML文档.doc

XML格式文件----DTD1.DTD是对XML文档格式进行描述的文件。其作用为：.描述XML文档的结构。.描述元素属性的数据类型。.描述元素之间的嵌套关系。DTD文件的构成.文件说明<!DOCTYPE文件名>.元素说明：<!ELEMENT元素名(子元素1，…,子元素n)

说明：.反应一个元素所包含的子元素。.用*号表示若干相同的子元素。.用EMPTY表示空元素。空元素：指不包含任何子元素和元素内容的元素。.属性说明：<!ATTLIST

元素名属性名类型强制性要求>

3DTD中的类型.元素值类型：#PCDATA

字符型.属性类型：ID元素标识码,在文档中的值是唯一的。

IDREF引用另一元素的码.强制性要求：#REQUIRED

必须的#IMPLIED

可选择的一个DTD格式文件实例

例：这是学生文档的格式文件.doc

七.DTD格式文件的不足1.DTD

格式文件中属性的类型单调。2.DTD中缺少严格的数据一致性检查和描述功能。如：<CrsTaken

crscode=“111111111”>

crscode应该是课程号，而不是学号。3.DTD中没有引入XML的名字空间

XMLNS4.DTD中的标签名是全局的，缺少局部标签名。第六节断言与触发器一断言1.定义设置数据库应满足的条件；2.格式：

CREATEASSERTION断言名CHECK

条件说明：当条件为假时，DBMS终止操作，并提示用户。例：限制每门课的选课人数不能超过100人。

CREATEASSERTIONRSXZCHECK100>=ALL(SELECTCOUNT(XH)FROMXKGROUPBYKH

请问：如何写一断言限制学生选课门数超过8门。CREATEASSERTIONXKMSCHECK（8>=ALL(SELECTCOUNT(*)FROMXKGROUPBYXH)

触发器1.事件：引起数据库的状态发生改变的操作。

2.定义：当设定的事件发生时，由DBMS自动启动的维护数据库一致性的程序。3.触发事件：能够启动触发器的事件。

删除(DELETE),插入(INSERT),更新(

UPDATEOF属性。

触发时间：BEFOR；在操作前触发

AFTER：在操作后触发

INSTEADOF：取代操作。3触发条件：执行触发器操作的条件。4触发粒度：引起触发器工作的数据单位。行粒度：（FOREACHROW）

表粒度（FOREACHSTATMENT）5操作：一组SQL语句，或其他语句。三语句与执行1格式：CREATETRIGGER

触发器名{before|after|insteadof属性{insert|delete|updateof属性名}ON表名

referencing[oldas元组名][newas元组名][oldtableas表名][newtableas表名][foreachrow|forstatement][when条件]语句序列。

2说明：删除事件只有旧表或旧行。插入事件只有新表或新行。更新事件既有旧表，旧行，也有新表，新行。触发器的启动和执行当触发事件发生时，触发器被激活，如果触发条件成立，则执行触发器的操作，然后返回应用程序继续执行。