第 數(shù)據(jù)模型PPT學習教案

1、會計學1第第 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型2. 2. 直接面向數(shù)據(jù)庫的邏輯結構的數(shù)據(jù)模型直接面向數(shù)據(jù)庫的邏輯結構的數(shù)據(jù)模型, ,它是它是現(xiàn)實世界的第二層抽象。這類模型涉及到計算機現(xiàn)實世界的第二層抽象。這類模型涉及到計算機系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng), ,又稱為又稱為“基本數(shù)據(jù)模型基本數(shù)據(jù)模型”或或“結構數(shù)據(jù)模型結構數(shù)據(jù)模型”。 例如例如, , 層次、網(wǎng)狀、關系、面向對象數(shù)據(jù)模層次、網(wǎng)狀、關系、面向對象數(shù)據(jù)模型型”. .這類模型有嚴格的形式化定義這類模型有嚴格的形式化定義, ,以便在計算以便在計算機系統(tǒng)中實現(xiàn)。機系統(tǒng)中實現(xiàn)。第1頁/共121頁 用樹型（層次）結構表示實體類型及用樹型（層次）結構表

2、示實體類型及實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為層次數(shù)據(jù)模層次數(shù)據(jù)模型型(hierarchical data model)(hierarchical data model)。第2頁/共121頁第3頁/共121頁第4頁/共121頁系系系名系名系號系號系主任名系主任名地點地點記錄的型記錄的型計算機系計算機系9 9李西遠李西遠科技館科技館記錄的一個實例記錄的一個實例第5頁/共121頁系系班班計算機系計算機系901901班班911911班班921921班班931931班班1 1N NPCRPCR型型PCRPCR實例實例第6頁/共121頁層次數(shù)據(jù)模式層次數(shù)據(jù)模式系系班班學生學生教研組教研組教

3、師教師第7頁/共121頁計算機系計算機系901901班班911911班班921921班班931931班班硬件教研組硬件教研組軟件教研組軟件教研組王一王一張三張三 李四李四 趙立趙立 錢英錢英 孫玉孫玉 周新周新 吳堅吳堅鄭山鄭山洪流洪流陳芝陳芝丁偉丁偉層次數(shù)據(jù)模式實例層次數(shù)據(jù)模式實例第8頁/共121頁第9頁/共121頁王一王一張三張三李四李四人工智能人工智能數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫學生：學生：課程：課程：第10頁/共121頁型型實例實例學生學生課程課程王一王一人工智能人工智能張三張三人工智能人工智能數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫李四李四人工智能人工智能 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫第11頁/共121頁學生學生班班運動隊運動隊只能表示成下圖

4、，存在冗余。只能表示成下圖，存在冗余。學生學生班班學生學生運動隊運動隊第12頁/共121頁供應商供應商零件零件工程項目工程項目供應關系供應關系第13頁/共121頁供應商零件工程項目零件供應商工程項目供應商工程項目零件第14頁/共121頁供應商供應商零件零件工程項目工程項目供應關系供應關系第15頁/共121頁（學生）（學生）v v課程課程學生學生（課程）（課程）v v第16頁/共121頁學生學生（學生）（學生）v v班班運動隊運動隊第17頁/共121頁計計算算機機系系901901班班王王一一張張三三911911班班931931班班吳吳堅堅硬硬件件教教研研組組鄭鄭山山洪洪流流軟軟件件教教研研組組丁

5、丁偉偉第18頁/共121頁第19頁/共121頁 特點特點: : 層次結構是樹結構，樹的結點是記錄層次結構是樹結構，樹的結點是記錄類型，非根結點有且只有一個父結點。上一層記類型，非根結點有且只有一個父結點。上一層記錄類型和下一層記錄類型是錄類型和下一層記錄類型是1:N聯(lián)系聯(lián)系。( (因此不能因此不能表示表示M:N） 第20頁/共121頁 層次模型的優(yōu)點：層次模型的優(yōu)點： 記錄之間的聯(lián)系通過指針來實現(xiàn)，查詢效率記錄之間的聯(lián)系通過指針來實現(xiàn)，查詢效率較高（針對層次結構）。較高（針對層次結構）。 層次模型的缺點：層次模型的缺點：1 1、只能表示、只能表示1 1：N N聯(lián)系，雖然可以采用虛擬記錄聯(lián)系，雖

6、然可以采用虛擬記錄描述非層次數(shù)據(jù)關系，但較復雜，用戶不易掌握，描述非層次數(shù)據(jù)關系，但較復雜，用戶不易掌握，并且非層次結構的查詢效率比較低；并且非層次結構的查詢效率比較低；2 2、由于層次順序的嚴格和復雜，引起數(shù)據(jù)的查詢、由于層次順序的嚴格和復雜，引起數(shù)據(jù)的查詢和更新很復雜，因此應用程序的編寫也比較復雜；和更新很復雜，因此應用程序的編寫也比較復雜；3 3、模式描述語言較復雜，數(shù)據(jù)獨立性差。、模式描述語言較復雜，數(shù)據(jù)獨立性差。第21頁/共121頁 用有向圖（網(wǎng)絡結構）表示實體及實體之用有向圖（網(wǎng)絡結構）表示實體及實體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型（網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型（networ

7、k network data modeldata model）。）。有向圖中的結點是記錄類型，有向圖中的結點是記錄類型，箭頭表示從箭尾的記錄類型到箭頭的記錄類型箭頭表示從箭尾的記錄類型到箭頭的記錄類型間聯(lián)系。間聯(lián)系。第22頁/共121頁 基本概念和結構基本概念和結構 記錄和數(shù)據(jù)項記錄和數(shù)據(jù)項 數(shù)據(jù)項相當于字段，記錄是數(shù)據(jù)項的有序結數(shù)據(jù)項相當于字段，記錄是數(shù)據(jù)項的有序結合。合。 系系 系表示兩個記錄型間的系表示兩個記錄型間的1:N1:N關系；對應關系；對應“1 1”的的為首記錄，對應為首記錄，對應“N N”的為屬記錄。系是命名的，的為屬記錄。系是命名的，有型值之分，例如：圖有型值之分，例如：圖2

8、-172-17就是系的型和值。就是系的型和值。第23頁/共121頁班級班級學生學生一班一班王一王一李紅李紅丁杰丁杰型型值值圖圖2-17 2-17 班級班級學生系學生系第24頁/共121頁多屬系多屬系系值：系值：3 3個成員的并，而非個成員的并，而非“X X”賬戶賬戶存款帳存款帳提款帳提款帳轉賬轉賬第25頁/共121頁網(wǎng)狀模型的特點：網(wǎng)狀模型的特點： 與層次模型不同，網(wǎng)狀模型中，一個記錄型可與層次模型不同，網(wǎng)狀模型中，一個記錄型可以成為多個首記錄型的屬記錄以成為多個首記錄型的屬記錄突破層次的限突破層次的限制；制； 一個記錄型不能既作為一個系的首記錄又作為一個記錄型不能既作為一個系的首記錄又作為同

9、一個系的屬記錄。同一個系的屬記錄。 EMPEMP領導領導第26頁/共121頁EMPEMPLINKLINK1:11:11:N1:N1:11:1表示一人擔任一個領導崗位，系值見下一頁圖。表示一人擔任一個領導崗位，系值見下一頁圖。第27頁/共121頁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頁/共121頁第29頁/共121頁S S1 1C C1 1C C2 2C C3 3C C4 4S S1 1C C5 5C C6 6第30頁/共121頁S SL

10、INKLINK1 1C CSLSLM M1 1CLCLN N型型第31頁/共121頁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頁/共121頁零件零件LINKLINK1 1工程項目工程項目M M1 1N N供應商供應商1 1P P第33頁/共121頁第34頁/共121頁O OS S1 1S S2 2S S3 3前向指針前向指針后向指針后向指針首記錄指針首記錄指針系的鏈式實現(xiàn)方式系的鏈式實

11、現(xiàn)方式第35頁/共121頁第36頁/共121頁第37頁/共121頁第38頁/共121頁第39頁/共121頁第40頁/共121頁 關系模型（關系模型（relaction data modelrelaction data model）的主要特征是的主要特征是用用表格結構表達實體集，用外鍵表示實體間聯(lián)系表格結構表達實體集，用外鍵表示實體間聯(lián)系。與層次。與層次模型和網(wǎng)狀模型相比，關系模型比較簡單，容易為初學模型和網(wǎng)狀模型相比，關系模型比較簡單，容易為初學者接受。者接受。 關系模型是由若干個關系模式組成的集合。每個關系關系模型是由若干個關系模式組成的集合。每個關系實際上是一張表格，記錄之間聯(lián)系是通過各個

12、關系模實際上是一張表格，記錄之間聯(lián)系是通過各個關系模式的鍵體現(xiàn)的。式的鍵體現(xiàn)的。 第41頁/共121頁 關系模型的層次、網(wǎng)狀模型的最大差別關系模型的層次、網(wǎng)狀模型的最大差別是用鍵而不是用鍵而不是用指針導航數(shù)據(jù)，其表格簡單，用戶易懂，用戶只需是用指針導航數(shù)據(jù)，其表格簡單，用戶易懂，用戶只需用簡單的查詢語句就可以對數(shù)據(jù)庫進行操作，并不涉及用簡單的查詢語句就可以對數(shù)據(jù)庫進行操作，并不涉及存儲結構、訪問技術等細節(jié)。存儲結構、訪問技術等細節(jié)。第42頁/共121頁1 1屬性和域屬性和域屬性屬性-用來描述事物特征。用來描述事物特征。例如：學生的例如：學生的姓名、學號、性別、出生年月姓名、學號、性別、出生年月

13、等。等。屬性的域屬性的域-屬性的取值范圍。屬性的取值范圍。例如：例如：姓名的取值范圍姓名的取值范圍是合法姓名的集合。是合法姓名的集合。 學號的域學號的域是若干位數(shù)字組成的字符串的集合。是若干位數(shù)字組成的字符串的集合。 性別的域性別的域是男，女，是男，女，第43頁/共121頁第44頁/共121頁第45頁/共121頁第46頁/共121頁第47頁/共121頁第48頁/共121頁第49頁/共121頁第50頁/共121頁第51頁/共121頁第52頁/共121頁的元組的集合。為所有滿足完整性約束的值，合，即在給定時間的元組的集為某關系其中，.21rRRrDDDrrn第53頁/共121頁第54頁/共121頁

14、第55頁/共121頁第56頁/共121頁NULLRtFKtFKt)( 中某一元組為第57頁/共121頁第58頁/共121頁第59頁/共121頁第60頁/共121頁第61頁/共121頁第62頁/共121頁第63頁/共121頁第64頁/共121頁第65頁/共121頁兩者效率大不一樣兩者效率大不一樣!易證：易證：第66頁/共121頁第67頁/共121頁第68頁/共121頁第69頁/共121頁第70頁/共121頁 第71頁/共121頁 第72頁/共121頁第73頁/共121頁倉庫號倉庫號城市城市面積面積WH1WH1北京北京370370WH2WH2上海上海500500WH3WH3廣州廣州200200倉庫

15、號倉庫號城市城市面積面積WH2WH2上海上海500500WH3WH3廣州廣州200200WH4WH4武漢武漢180180倉庫號倉庫號城市城市面積面積WH1WH1北京北京370370WH2WH2上海上海500500WH3WH3廣州廣州200200WH4WH4武漢武漢180180第74頁/共121頁倉庫號倉庫號城市城市面積面積WH2WH2上海上海500500WH3WH3廣州廣州200200倉庫號倉庫號城市城市面積面積WH1WH1北京北京370370第75頁/共121頁 設有兩個關系設有兩個關系R R和和S S，它們的目分別為，它們的目分別為n nr r和和n ns s；它們的元組數(shù)分別為它們的元組

16、數(shù)分別為|R|R|和和|S|S|，則，則R R和和S S的笛卡爾的笛卡爾乘積為：乘積為： R S=|t R and g S 為為t t和和g g的拼接，即的拼接，即R R S S仍為一個關系仍為一個關系，它的目為，它的目為nr+ns、元組數(shù)為元組數(shù)為|R|R|S|S|。 若若R R和和S S中有相同的屬性名，在這些屬性名前加中有相同的屬性名，在這些屬性名前加上關系名作為限定詞，進行區(qū)別。上關系名作為限定詞，進行區(qū)別。第76頁/共121頁第77頁/共121頁 第78頁/共121頁WH1WH1北京北京370370WH2WH2上海上海500500WH3WH3廣州廣州200200WH5WH5合肥合肥1

17、30130WH2WH2E1E112201220WH1WH1E3E312101210WH2WH2E4E412501250WH3WH3E6E612301230WH1WH1E7E712501250WH2WH2上海上海500500WH1WH1北京北京370370WH2WH2上海上海500500WH3WH3廣州廣州200200WH1WH1北京北京370370E1E112201220E3E312101210E4E412501250E6E612301230E7E712501250第79頁/共121頁 上式可以生成一個學生成績表，它具有學號、課程上式可以生成一個學生成績表，它具有學號、課程號、課程名、學分和成

18、績等屬性。號、課程名、學分和成績等屬性。第80頁/共121頁第81頁/共121頁可能有可能有R R不含元組不含元組R R中相應中相應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中相應中相應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數(shù)余數(shù)。第82頁/共121頁第83頁/共121頁第84頁/共121頁第85頁/共121頁第86頁/共121頁a ab bNULLNULLa ab bNULLNULL外連接外連接第87頁/共121頁第88頁/共121頁 第89頁/共121頁第90頁/共121頁第91頁/共121頁第92頁/共121頁第93頁/共121頁第94頁/共121頁第95頁/共121頁第96頁/共121頁注意：謂詞中兩個注意