《政務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》第3章：政務(wù)數(shù)據(jù)庫模型

第3章：政務(wù)數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)模型概述關(guān)系模型ER模型3.1數(shù)據(jù)模型概述數(shù)據(jù)模型的要素和分類層次模型網(wǎng)狀模型3.1.1數(shù)據(jù)模型的要素和分類要素：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)反映數(shù)據(jù)的靜態(tài)特征數(shù)據(jù)操作反映數(shù)據(jù)的動態(tài)特征完整性約束條件反映數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則分類結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型語義模型實體聯(lián)系模型、函數(shù)模型3.1.2層次模型層次模型使用樹型結(jié)構(gòu)來描述數(shù)據(jù)及其聯(lián)系特點：有且僅有一個節(jié)點無父節(jié)點，此節(jié)點為樹根根節(jié)點以外的其他節(jié)點有且僅有一個父節(jié)點學(xué)校院系校部機關(guān)教研室學(xué)生財務(wù)處……校辦3.1.3網(wǎng)狀模型使用網(wǎng)狀模型來表達特點：允許有一個以上的節(jié)點無父節(jié)點一個節(jié)點可以有多于一個的父節(jié)點允許兩個節(jié)點之間有兩種或兩種以上的關(guān)系R1R2R3R1R4R2R5R1R2R3ABC3.2關(guān)系模型關(guān)系模型結(jié)構(gòu)關(guān)系操作關(guān)系完整性3.2.1關(guān)系模型結(jié)構(gòu)基本概念：關(guān)系模型是一種以二維表形式表示實體數(shù)據(jù)和實體之間關(guān)系等信息的數(shù)據(jù)庫模型屬性、元組、模式、關(guān)鍵字等二維表一般被稱為關(guān)系人員編號姓名部門性別職務(wù)42001馬國秋辦公室男科員42005張雄人事科男科長42011王輝辦公室男科員42012李子杰后勤處男科長42015王麗信訪辦女副科42024黃文雄政研室男處長關(guān)系實例屬性關(guān)鍵字元組模式關(guān)系模型的特點表中每一列元素是類型相同的數(shù)據(jù)；列不重名，列的順序可以任意放置；行的順序可以任意，但不能有兩個同樣的行；表中元素都是不可再分的數(shù)據(jù)項科目學(xué)生數(shù)學(xué)語文體育外語閱讀口語馬雷8983866715張雄9787806012李麗9090807018…不規(guī)范的關(guān)系3.2.2關(guān)系操作關(guān)系操作的兩個基本特點一次可以存取多個記錄語言的非過程化關(guān)系操作分類關(guān)系代數(shù)關(guān)系演算3.2.2.1關(guān)系代數(shù)傳統(tǒng)集合運算并交差笛卡爾積RSR∪SRSR∩S并交RSR-S差關(guān)系R關(guān)系SR×S笛卡爾積ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RSABCa1b1c1a1b2c2a2b2C1a1b3c2ABCa1b2c2a2b2c1ABCa1b1c1交差并ABCABCa1b1c1a1b2c2a1b1c1a1b3c2a1b1c1a2b2c1a1b2c2a1b2c2a1b2c2a1b3c2a1b2c2a2b2c1a2b2C1a1b2c2a2b2C1a1b3c2a2b2C1a2b2c1笛卡爾積笛卡爾積示例SNOSNAMES1程宏S2劉沙沙S3李剛七CNOCNAMESCOREC4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)6C1計算機原理6C3高等數(shù)學(xué)8SNOSNAMECNOCNAMESCORES1程宏C4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)6S1程宏C1計算機原理6S1程宏C3高等數(shù)學(xué)8S2劉沙沙C4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)6S2劉沙沙C1計算機原理6S2劉沙沙C3高等數(shù)學(xué)8S3李剛七C4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)6S3李剛七C1計算機原理6S3李剛七C3高等數(shù)學(xué)8特殊集合運算選擇投影連接除法δ∏選擇投影連接示意圖連接操作是笛卡爾積、投影、選擇的組合。ABA12A26A34A46A52A63關(guān)系R關(guān)系SACDA13D1A34D4A47D4A69D2等值連接：R∞SB=C大于連接：R∞SB>C小于連接：R∞SB<Cθ連接R.ABS.ACDA34A34D4A63A13D1等值連接：R∞SB=C大于連接：R∞SB>C小于連接：R∞SB<CR.ABS.ACDA26A13D1A26A34D4A34A13D1A46A13D1A46A34D4略自然連接自然連接是一種特殊的等值連接，它要求兩個關(guān)系中進行比較的分量必須是相同的屬性，并且在結(jié)果中將重復(fù)的屬性去掉。記作：R∞S.

ABCDA123D1A344D4A467D4A639D2注意與等值連接的區(qū)別除法ABCDA1B1C1D1A1B1C2D2A3B3C3D3A2B2C1D1A2B2C2D2CDC1D1C2D2ABA1B1A2B2關(guān)系R關(guān)系SR÷S除法：從人員表中查詢男性科員的名稱人員編號姓名部門性別職務(wù)42001馬國秋辦公室男科員42005張雄人事科男科長42011王輝辦公室男科員42012李子杰后勤處男科長42015王麗信訪辦女副科42024黃文雄政研室男處長性別職務(wù)男科員∏姓名，性別，職稱（人員）÷姓名馬國秋王輝3.2.2.2關(guān)系演算基于謂詞的集合操作與關(guān)系代數(shù)具有同等的表達能力目前的關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言都是以關(guān)系演算為基礎(chǔ)元組關(guān)系演算域關(guān)系演算QBE（即QureyByExample按例查詢）以ACCESS的查詢?yōu)槔?.2.3關(guān)系完整性是指數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)中的正確性和一致性分為三種類型：實體完整性規(guī)則參照完整性規(guī)則用戶定義完整性規(guī)則實體完整性規(guī)則規(guī)則內(nèi)容實體完整性規(guī)則：若屬性集A是基本關(guān)系R的主關(guān)鍵字，則屬性集A不能取空值。語義解釋現(xiàn)實世界中的實體是可以唯一區(qū)分的，因此主關(guān)鍵字屬性不能為空。參照完整性規(guī)則規(guī)則內(nèi)容參照完整性規(guī)則：若屬性或?qū)傩越MF是基本關(guān)系R的外關(guān)鍵字，它與基本關(guān)系S的主關(guān)鍵字K對應(yīng)，（基本關(guān)系R和S可以是同一個關(guān)系），則對R中每個記錄在F上的取值必須為：空值等于S中某個記錄的主關(guān)鍵字值語義解釋現(xiàn)實世界中的實體是可以唯一區(qū)分的，因此主關(guān)鍵字屬性不能為空。參照完整性示例人員編號姓名部門性別職務(wù)……………42043楊金人事科男科長42044李瓊外聯(lián)辦公室女科長……………部門部門電話辦公室4355人事科4322后勤處4301？職工號姓名科長職工號42022楊金4403342045洪濤4403342012羅賓4403345098彭艷44033工資科人員表？科長的職工號應(yīng)該是職工號之一，或者為空（表示科長尚未任命）本例中關(guān)系R和S是同一關(guān)系在ACCESS中設(shè)置參照完整性用戶定義完整性規(guī)則包括字段有效性規(guī)則記錄有效性表約束3.3ER模型信息世界涉及的概念聯(lián)系類型 ER圖的基本畫法ER圖設(shè)計討論擴充ER模型3.3.1信息世界涉及的概念實體實體集實體型屬性聯(lián)系3.3.2聯(lián)系類型 一對一一對多多對多一對一一對多多對多NMN11旅客車票購票部門人員工作教師學(xué)生教學(xué)1簡單聯(lián)系復(fù)雜聯(lián)系：兩個以上實體型之間的聯(lián)系教師課程教學(xué)教材1mn供應(yīng)商產(chǎn)品供應(yīng)零件1mn復(fù)雜聯(lián)系：同一實體集內(nèi)各實體的關(guān)系職工領(lǐng)導(dǎo)1m3.3.3ER圖的基本畫法表示方法實體用矩形框表示，框內(nèi)寫實體名字。實體屬性用橢圓表示，圓上寫屬性名字，并用無向邊相連。聯(lián)系用棱形框表示，聯(lián)系以適當(dāng)含義命名，用無向連線將參加相應(yīng)聯(lián)系的實體矩形框分別與矩形框相連，并標明聯(lián)系類型。1N人員人員編號姓名性別職稱部門部門編號名稱電話負責(zé)人工作學(xué)號姓名性別年齡系別課程號課程名預(yù)修課程成績學(xué)生課程學(xué)生選課mn一般作圖時，可略去屬性框。ER圖示例供應(yīng)商項目供應(yīng)零件1mn供應(yīng)量倉庫庫存職工工作領(lǐng)導(dǎo)庫存量MN1P1NER圖示例NN1MN1NMMNNMP部門雇員產(chǎn)品供應(yīng)商零件供應(yīng)裝配雇傭生產(chǎn)管理組裝3.3.4ER圖設(shè)計討論真實性簡單性實體與屬性確定規(guī)則為簡化ER圖的處理，現(xiàn)實世界中能作為屬性對待的，盡量作為屬性對待。3.3.5擴充ER模型擴充表現(xiàn)在兩方面：在