數(shù)據(jù)模型與概念模型課件

第2章數(shù)據(jù)模型與概念模型2.1信息的三種世界及其描述

2.2概念模型及其表示2.2.1概念模型的基本概念

2.2.2概念模型的表示方法2.3常見的三種數(shù)據(jù)模型2.3.1數(shù)據(jù)模型概述2.3.2層次模型及特點(diǎn)

2.3.3網(wǎng)狀模型及特點(diǎn)

2.3.4關(guān)系模型概述

第2章數(shù)據(jù)模型與概念模型2.1信息的三種世界及其描述2.1信息的三種世界及其描述1.信息的現(xiàn)實(shí)世界

我們要管理的客觀存在的各種事物、事務(wù)之間的相互聯(lián)系及事物的發(fā)生、變化過程。

(1)實(shí)體(Entity)

現(xiàn)實(shí)世界中存在的可以相互區(qū)分的事物或概念稱為實(shí)體。

(2)實(shí)體的特征(EntityCharacteristic)

每個(gè)實(shí)體都有自己的特征，利用實(shí)體的特征可以區(qū)別不同的實(shí)體。

(3)實(shí)體集及實(shí)體集間的聯(lián)系(Relation)

具有相同特征或能用同樣特征描述的實(shí)體的集合。2.1信息的三種世界及其描述1.信息的現(xiàn)實(shí)世界2.信息世界

在信息世界中：實(shí)體的特征在頭腦中形成的知識(shí)稱為屬性；實(shí)體通過其屬性表示稱為實(shí)例；同類實(shí)例的集合稱為對象，對象即實(shí)體集中的實(shí)體用屬性表示得出的信息集合；實(shí)體集之間的聯(lián)系用對象聯(lián)系表示。信息世界通過概念模型、過程模型和狀態(tài)模型反映現(xiàn)實(shí)世界，它要求對現(xiàn)實(shí)世界中的事物、事物間的聯(lián)系和事物的變化情況準(zhǔn)確、如實(shí)、全面地表示。2.信息世界在信息世界中：實(shí)體的特征在頭腦中形成的知3.信息的計(jì)算機(jī)世界1)數(shù)據(jù)項(xiàng)(Item)：對象屬性的數(shù)據(jù)表示。

2)記錄(Record)：實(shí)例的數(shù)據(jù)表示。記錄有型和值之分：記錄的型是結(jié)構(gòu)，由數(shù)據(jù)項(xiàng)的型構(gòu)成；記錄的值表示對象中的一個(gè)實(shí)例，它的分量是數(shù)據(jù)項(xiàng)值。

3)文件(File)：對象的數(shù)據(jù)表示，同類記錄的集合。

4)數(shù)據(jù)模型（DataModel）：現(xiàn)實(shí)世界中的事物和相互聯(lián)系數(shù)據(jù)化的結(jié)果就是數(shù)據(jù)模型。3.信息的計(jì)算機(jī)世界1)數(shù)據(jù)項(xiàng)(Item)：對象屬性的數(shù)4.現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和計(jì)算機(jī)世界的關(guān)系信息的三種世界術(shù)語的對應(yīng)關(guān)系表現(xiàn)實(shí)世界信息世界

計(jì)算機(jī)世界

實(shí)體

實(shí)例

記錄

特征

屬性

數(shù)據(jù)項(xiàng)

實(shí)體集

對象或?qū)嶓w型

數(shù)據(jù)或文件

實(shí)體間的聯(lián)系對象間的聯(lián)系

數(shù)據(jù)間的聯(lián)系

概念模型數(shù)據(jù)模型

4.現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和計(jì)算機(jī)世界的關(guān)系信息的三種世界術(shù)語現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和計(jì)算機(jī)世界的關(guān)系信息的三個(gè)世界的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換過程

現(xiàn)實(shí)世界系統(tǒng)分析信息世界數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)世界

事物及聯(lián)系信息化信息模型數(shù)據(jù)化數(shù)據(jù)模型現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和計(jì)算機(jī)世界的關(guān)系信息的三個(gè)世界的聯(lián)系和轉(zhuǎn)??模型一張地圖，一個(gè)汽車模型，一個(gè)精致的航模飛機(jī)以及一組建筑設(shè)計(jì)沙盤都是具體的模型。所以，對于模型，一眼望去，就會(huì)使人聯(lián)想到真實(shí)生活中的事物。模型是對現(xiàn)實(shí)世界的模擬和抽象。數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界中數(shù)據(jù)特征的抽象。??模型一張地圖，一個(gè)汽車模型，一個(gè)精致的航模飛機(jī)以及一組建2.2概念模型及其表示2.2.1概念模型的基本概念

1.概念模型涉及的基本概念

(1)對象（Object）和實(shí)例（Instance）

現(xiàn)實(shí)世界中具有相同性質(zhì)、服從相同規(guī)則的一類事物（概念）的抽象稱為對象。對象中的每一個(gè)具體的事物（實(shí)體）為該對象的實(shí)例。

(2)屬性（Attribute）

屬性為實(shí)體的某一方面特征的抽象表示。

(3)主碼（PrimaryKey）和次碼(SecondaryKey)

碼能夠惟一標(biāo)識(shí)一個(gè)實(shí)體；不能惟一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性叫次碼。

(4)域（Domain）

屬性的取值范圍稱為屬性的域。

概念模型是對信息世界的管理對象、屬性及聯(lián)系等信息的描述形式。概念模型不依賴計(jì)算機(jī)及DBMS，它是現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)全面反映。2.2概念模型及其表示2.2.1概念模型的基本概念

2.實(shí)體聯(lián)系的類型(1)兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系

1)一對一聯(lián)系（1:1）:設(shè)有兩個(gè)實(shí)體集A和B，對于A中的每一個(gè)實(shí)體，B中至多有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系；反之亦然。

2)一對多聯(lián)系（1:n）:設(shè)有兩個(gè)實(shí)體集A和B，對于A的每一個(gè)實(shí)體，B中有一個(gè)或多個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系；而對于B的每一個(gè)實(shí)體，A中至多有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系。

3)多對多聯(lián)系（m:n）:設(shè)有兩個(gè)實(shí)體集A和B，對于A的每一個(gè)實(shí)體，B中有一個(gè)或多個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系；反之亦然。2.實(shí)體聯(lián)系的類型(1)兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系

1)一對兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系工廠

負(fù)責(zé)廠長11學(xué)校

工作教師1n職工

參加體育團(tuán)體mn兩個(gè)實(shí)體集聯(lián)系的例子兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系工廠負(fù)責(zé)廠長11學(xué)校工作教師1n職工廠長姓名年齡性別工廠入廠時(shí)間管理11廠名廠齡地址廠長姓名年齡性別工廠入廠時(shí)間管理11廠名廠齡地址班級班級名稱班級號(hào)人數(shù)學(xué)生班主任包括1N學(xué)號(hào)姓名性別班級班級名稱班級號(hào)人數(shù)學(xué)生班主任包括1N學(xué)號(hào)姓名性別學(xué)生學(xué)號(hào)姓名性別課程專業(yè)選修MN課程號(hào)課程名學(xué)分學(xué)生學(xué)號(hào)姓名性別課程專業(yè)選修MN課程號(hào)課程名學(xué)分(2)多實(shí)體集之間的聯(lián)系1)多實(shí)體集之間的一對多聯(lián)系。

設(shè)實(shí)體集E1,…En，對于實(shí)體集Ej(j=1,…n)中的一個(gè)給定實(shí)體，最多只和其他實(shí)體集Ei(ij)中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則稱Ej與E1…,En之間的聯(lián)系是一對多的。

2)多實(shí)體集之間的多對多聯(lián)系。

在兩個(gè)以上的多個(gè)實(shí)體集之間，當(dāng)一個(gè)實(shí)體集與其他實(shí)體集之間均存在多對多聯(lián)系，而其他實(shí)體集之間沒有聯(lián)系時(shí)，這種聯(lián)系稱為多實(shí)體集間的多對多聯(lián)系。課程講授教師參考書1nm供應(yīng)商供應(yīng)項(xiàng)目零件mpn(2)多實(shí)體集之間的聯(lián)系1)多實(shí)體集之間的一對多聯(lián)系。課(3)單個(gè)實(shí)體型內(nèi)的聯(lián)系同一個(gè)實(shí)體型內(nèi)的各實(shí)體之間也可以存在一對一，一對多，多對多的聯(lián)系。職工領(lǐng)導(dǎo)1n單個(gè)實(shí)體型內(nèi)部1:n聯(lián)系實(shí)體型1聯(lián)系名mn單個(gè)實(shí)體型內(nèi)的m:n聯(lián)系(3)單個(gè)實(shí)體型內(nèi)的聯(lián)系同一個(gè)實(shí)體型內(nèi)的各實(shí)體之間也可以存在2.2.2概念模型的表示方法目前描述概念模型最常用的方法是實(shí)體－聯(lián)系（Entity-Relationship）方法，即E－R方法，使用的工具稱為E－R圖。E－R圖所描述的現(xiàn)實(shí)世界的信息結(jié)構(gòu)稱為實(shí)體－聯(lián)系模型（E－R模型）。1)用長方形表示實(shí)體集，長方形內(nèi)寫明實(shí)體集名。2)用橢圓形表示實(shí)體集的屬性，并用線段將其與相應(yīng)的實(shí)體集連接起來。3)用菱形表示實(shí)體集間的聯(lián)系，菱形內(nèi)寫上聯(lián)系名，用線段分別與有關(guān)實(shí)體集連接起來，在線段旁標(biāo)出聯(lián)系的類型。如果聯(lián)系具有屬性，則該屬性仍用橢圓框表示，仍需要用線段將屬性與其聯(lián)系連接起來。學(xué)生學(xué)號(hào)姓名性別年齡所在系2.2.2概念模型的表示方法目前描述概念模型最常用的方法練習(xí)1為某百貨公司設(shè)計(jì)一個(gè)ER模型。

百貨管轄若干個(gè)連鎖商店，每家商店經(jīng)營若干商品，每家商店有若干職工，但每個(gè)職工只能服務(wù)于一家商店。實(shí)體類型“商店”的屬性有：商店編號(hào)，店名，店址，店經(jīng)理。實(shí)體類型“商品”的屬性有：商品編號(hào)，商品名，單價(jià)，產(chǎn)地。實(shí)體類型“職工”的屬性有：職工編號(hào)，職工名，性別，工資。在聯(lián)系中應(yīng)反映出職工參加某商店工作的開始時(shí)間，商店銷售商品的月銷售量。試畫出反映商店、商品、職工實(shí)體類型及聯(lián)系類型的ER圖，并將其轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集。

練習(xí)1為某百貨公司設(shè)計(jì)一個(gè)ER模型。

百貨管轄若干個(gè)連鎖商實(shí)體：商店（商店編號(hào)，店名，店址，店經(jīng)理）

商品（商品編號(hào)，商品名，單價(jià)，產(chǎn)地）

職工（職工編號(hào)，職工名，性別，工資）

聯(lián)系：SC(商店—商品之間1：N的聯(lián)系，

聯(lián)系屬性為“職工參加商店工作的開始時(shí)間”。

SE(商店—職工之間1：N的聯(lián)系)，

聯(lián)系屬性為“月銷售量”。實(shí)體：商店（商店編號(hào)，店名，店址，店經(jīng)理）

商品（商數(shù)據(jù)模型與概念模型課件練習(xí)2:圖書借閱系統(tǒng)中實(shí)體與實(shí)體集屬性的描述練習(xí)2:圖書借閱系統(tǒng)中實(shí)體與實(shí)體集屬性的描述練習(xí)4:學(xué)校教學(xué)管理的E-R模型學(xué)校有若干個(gè)系，每個(gè)系有各自的系號(hào)、系名和系主任；每個(gè)系有若干名教師和學(xué)生，教師有教師號(hào)、教師名和職稱屬性，每個(gè)教師可以擔(dān)任若干門課程，一門課程只能由一位教師講授，課程有課程號(hào)、課程名和學(xué)分，并參加多項(xiàng)項(xiàng)目，一個(gè)項(xiàng)目有多人合作，且責(zé)任輕重有個(gè)排名，項(xiàng)目有項(xiàng)目號(hào)、名稱和負(fù)責(zé)人；學(xué)生有學(xué)號(hào)、姓名、年齡、性別，每個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門課程，選修有分?jǐn)?shù)。（5分）請?jiān)O(shè)計(jì)此學(xué)校的教學(xué)管理的E-R模型。練習(xí)4:學(xué)校教學(xué)管理的E-R模型學(xué)校有若干個(gè)系，每個(gè)數(shù)據(jù)模型與概念模型課件數(shù)據(jù)模型與概念模型課件例題5：用E-R圖表示某個(gè)工廠物資管理的概念模型實(shí)體倉庫：倉庫號(hào)、面積、電話號(hào)碼零件：零件號(hào)、名稱、規(guī)格、單價(jià)、描述供應(yīng)商：供應(yīng)商號(hào)、姓名、地址、電話號(hào)碼、帳號(hào)項(xiàng)目：項(xiàng)目號(hào)、預(yù)算、開工日期職工：職工號(hào)、姓名、年齡、職稱例題5：用E-R圖表示某個(gè)工廠物資管理的概念模型實(shí)體之間的聯(lián)系如下：

(1)一個(gè)倉庫可以存放多種零件，一種零件可以存放在多個(gè)倉庫中。倉庫和零件具有多對多的聯(lián)系。用庫存量來表示某種零件在某個(gè)倉庫中的數(shù)量。(2)一個(gè)倉庫有多個(gè)職工當(dāng)倉庫保管員，一個(gè)職工只能在一個(gè)倉庫工作，倉庫和職工之間是一對多的聯(lián)系。職工實(shí)體型中具有一對多的聯(lián)系(3)職工之間具有領(lǐng)導(dǎo)-被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系。即倉庫主任領(lǐng)導(dǎo)若干保管員。(4)供應(yīng)商、項(xiàng)目和零件三者之間具有多對多的聯(lián)系實(shí)體之間的聯(lián)系如下：數(shù)據(jù)模型與概念模型課件例

6

電影數(shù)據(jù)庫的實(shí)體和聯(lián)系

表示一個(gè)簡單的電影數(shù)據(jù)庫。實(shí)體集是Movies、Stars和Studios。

Movies實(shí)體集有4個(gè)屬性：title、year、length和filmType。另外兩個(gè)實(shí)體集Stars和Studios正好有兩個(gè)相同的屬性：name和address。圖中還有兩個(gè)聯(lián)系：

Stars-in是電影及其影星的聯(lián)系。這也是影星與其參演電影的聯(lián)系。

Owns是電影及其所屬電影公司的聯(lián)系。指向?qū)嶓w集Studios的箭頭表示每部電影只屬于惟一的電影公司。

例

6

電影數(shù)據(jù)庫的實(shí)體和聯(lián)系

表示一個(gè)簡單的電影數(shù)據(jù)庫。三路聯(lián)系

圖

是一個(gè)三路聯(lián)系，包括電影公司、影星和電影三個(gè)實(shí)體集。這種聯(lián)系表明電影公司和某一影星簽約，讓他（或她）出演一部電影。在多路聯(lián)系中，指向?qū)嶓w集E的箭頭表示：如果從此聯(lián)系中除E之外的其他每個(gè)實(shí)體集選擇一個(gè)實(shí)體，它們至多與E中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系。在圖中，有一個(gè)箭頭指向Studios，表明對于某一影星和電影來說，只有一家電影公司與這位影星簽訂了出演此電影的合同。

三路聯(lián)系

圖

是一個(gè)三路聯(lián)系，包括電影公司、影星和電影三個(gè)聯(lián)系中的角色

在一個(gè)聯(lián)系中一個(gè)實(shí)體集可能出現(xiàn)兩次或多次。如果是這樣，則根據(jù)實(shí)體集在聯(lián)系中出現(xiàn)的次數(shù)，把聯(lián)系與實(shí)體集用同樣多的連線連接起來。每一條連向?qū)嶓w集的連線代表實(shí)體集在聯(lián)系中扮演的不同角色（role）。因而，人們給實(shí)體集和聯(lián)系之間的線命名，稱之為“角色”。

例

帶有角色的聯(lián)系

圖

2.5給出了一個(gè)實(shí)體集Movies和一個(gè)由它本身組成的聯(lián)系Sequel-of。每個(gè)聯(lián)系連接兩部電影，其中一部是另一部的續(xù)集，為了在一種聯(lián)系中區(qū)別兩部電影，一條線標(biāo)以O(shè)riginal，另一條線標(biāo)以Sequel，分別代表最初的電影和續(xù)集。假設(shè)一部電影有許多部續(xù)集，但對于每部續(xù)集來說只存在一部最初的電影。所以Sequel電影與Original電影之間是多對一聯(lián)系。聯(lián)系中的角色

在一個(gè)聯(lián)系中一個(gè)實(shí)體集可能出現(xiàn)兩次或多次。如果一個(gè)有屬性的聯(lián)系

一個(gè)有屬性的聯(lián)系

例7:運(yùn)動(dòng)會(huì)例7:運(yùn)動(dòng)會(huì)數(shù)據(jù)模型與概念模型課件例8:電腦銷售公司一家電腦銷售公司，銷售整機(jī)，外設(shè)和零部件。該公司有三個(gè)部門：市場部技術(shù)部財(cái)務(wù)部。市場部有18位業(yè)務(wù)員，負(fù)責(zé)采購和銷售業(yè)務(wù)；技術(shù)部有14位工程師，負(fù)責(zé)售后服務(wù)保修等技術(shù)性的工作；財(cái)務(wù)部有12位工作人員一位會(huì)計(jì)一位出納負(fù)責(zé)財(cái)務(wù)工作。公司需要將所經(jīng)營的計(jì)算機(jī)設(shè)備的庫存客戶銷售保修職工等信息都保存在數(shù)據(jù)庫中。設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫（自定義實(shí)體3個(gè)以上屬性）。例8:電腦銷售公司一家電腦銷售公司，銷售整機(jī)，外設(shè)和零部件。例9:先局部例9:先局部（6）ER優(yōu)化例子項(xiàng)目＝產(chǎn)品職工與倉庫的聯(lián)系冗余職工與職工的領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系冗余（6）ER優(yōu)化例子項(xiàng)目＝產(chǎn)品35數(shù)據(jù)模型與概念模型課件ER圖的規(guī)劃方法

將所得到的屬性分門歸類，利用以前講述的幾條簡單準(zhǔn)則即可將其并入實(shí)體或者聯(lián)系。

按照的準(zhǔn)則主要有兩個(gè)：

1）屬性如果不能具有獨(dú)立存在的意義，則不能成為一個(gè)新建立實(shí)體。

2）屬性歸入一個(gè)實(shí)體的依據(jù)是對實(shí)體的每個(gè)實(shí)例而言具有唯一值。ER圖的規(guī)劃方法

將所得到的屬性分門歸類，利用以前講數(shù)據(jù)模型與概念模型課件相應(yīng)的ER圖結(jié)構(gòu)可以描述為：

合同（合同號(hào)，訂貨日期，廠商名稱，廠商地址）

貨物（貨物編號(hào)，貨物分類）

合同貨物（合同號(hào)，貨物編號(hào)，訂貨數(shù)量）

相應(yīng)的ER圖結(jié)構(gòu)可以描述為：

合同（合同號(hào)，訂貨日期除此以外，還有一種方法，將廠商視為實(shí)體，相應(yīng)的ER圖結(jié)構(gòu)可以描述為：

合同（合同號(hào)，訂貨日期，廠商號(hào)）

貨物（貨物編號(hào)，貨物分類）

廠商（廠商號(hào)，廠商名稱，廠商地址）

合同貨物（合同號(hào)，貨物編號(hào)，訂貨數(shù)量）

除此以外，還有一種方法，將廠商視為實(shí)體，相應(yīng)的ER圖結(jié)構(gòu)可以兩種方法的比較：

1）第一種方法存在冗余（相同的廠商具有相同的地址），但是實(shí)體少，處理簡單，以后利用范式分析方法可以得到標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。所以，實(shí)體能少則少。

2）第二種方法需要考察廠商實(shí)體與合同、貨物的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)與合同存在一對多的關(guān)系，但與貨物存在多對多的關(guān)系，明顯增加處理的復(fù)雜度。事實(shí)上，可以考慮去除廠商與貨物的關(guān)系（可以從剩下的關(guān)系中推斷出來，但是其他的關(guān)系不能省略）。兩種方法的比較：

1）第一種方法存在冗余（相同的廠商數(shù)據(jù)模型與概念模型課件4、ER模型的擴(kuò)展弱實(shí)體子類（特殊化）與超類（一般化）4、ER模型的擴(kuò)展弱實(shí)體（1）弱實(shí)體（weakentity）一個(gè)弱實(shí)體的存在必須以另一實(shí)體的存在為前提弱實(shí)體所依賴存在的實(shí)體稱為常規(guī)實(shí)體（regularentity）或強(qiáng)實(shí)體（strongentity）弱實(shí)體有自己的標(biāo)識(shí)，但它的標(biāo)識(shí)只保證對于所依賴的強(qiáng)實(shí)體而言是唯一的。在整個(gè)系統(tǒng)中沒有自己唯一的實(shí)體標(biāo)識(shí)弱實(shí)體的例子一個(gè)公司的人事系統(tǒng)中，既需要管理職工實(shí)體，也需要管理職工的子女。則子女在人事系統(tǒng)中存在的前提就是他們的父母首先存在于人事系統(tǒng)中子女是弱實(shí)體，職工是強(qiáng)實(shí)體是否弱實(shí)體要看具體應(yīng)用：例如在社區(qū)人口管理系統(tǒng)中，子女就不是弱實(shí)體，即使雙親都不存在了，子女仍應(yīng)存在于人口系統(tǒng)中（1）弱實(shí)體（weakentity）一個(gè)弱實(shí)體的存在必須以（2）弱實(shí)體的表示弱實(shí)體用雙線矩形表示，存在依賴聯(lián)系用雙線菱形表示，箭頭指向強(qiáng)實(shí)體子女撫養(yǎng)職工1N（2）弱實(shí)體的表示弱實(shí)體用雙線矩形表示，存在依賴聯(lián)系用雙線菱例

弱實(shí)體集的來源

一個(gè)電影公司可能有幾套拍攝班子（或稱為工作室）。這些拍攝班子可能被一家電影公司指定為crew1、crew2等等?？墒?，其他電影公司也可能用相同的編號(hào)，于是，number屬性不能成為拍攝班子的鍵。為了惟一地命名一套拍攝班子，需要同時(shí)給出它所屬電影公司的名字和它本身的編號(hào)。圖

顯示了這種情況。弱實(shí)體集Crews的鍵是它自己的number屬性和Studios的name屬性，Crews和Studios通過多對一聯(lián)系Unit-of相連接。例

弱實(shí)體集的來源

一個(gè)電影公司可能有幾套拍攝班子（或稱為

弱實(shí)體集的要求如果E是弱實(shí)體集，則它的鍵組成包括：若干個(gè)它自己的屬性（也可以沒有）；通過某些多對一聯(lián)系從E到達(dá)其他實(shí)體集的鍵。這些多對一聯(lián)系稱為E的支持聯(lián)系（supportingrelationship）。為了使從E到某個(gè)實(shí)體集F的多對一聯(lián)系R成為E的一個(gè)支持聯(lián)系，必須具備下面的條件：R必須是從E到F的二元的多對一聯(lián)系[2]；R必須有從E到F的引用完整性。也就是說，對于每個(gè)E實(shí)體，經(jīng)R與它相聯(lián)系的F實(shí)體都必須存在于實(shí)際數(shù)據(jù)庫中。換言之，必須有一個(gè)從R到F的圓箭頭。F提供給E作鍵的屬性必須是F的鍵屬性；如果F本身就是弱實(shí)體集，那么F提供給E的部分或全部鍵屬性是F由支持聯(lián)系連接的一個(gè)或多個(gè)實(shí)體集G的鍵屬性。同樣的，如果G是弱實(shí)體集，則G的某些鍵屬性又將由另一個(gè)實(shí)體集提供，如此繼續(xù)下去。

弱實(shí)體集的要求如果E是弱實(shí)體集，則它的鍵組成包括：弱實(shí)體集的符號(hào)用下面的約定來描述一個(gè)實(shí)體集是弱實(shí)體集，并且聲明它的鍵屬性。如果一個(gè)實(shí)體集是弱實(shí)體集，它就被顯示為雙邊的矩形。例如，圖

2.10中的Crews。它的多對一支持聯(lián)系被顯示為雙邊的菱形，例如，圖

2.10中的Unit-of。如果一個(gè)實(shí)體集提供了構(gòu)成它自己鍵的屬性，則那些屬性帶有下劃線。例如，圖

2.10中，拍攝班子的編號(hào)雖然不是Crews鍵的全部，但是它是其自身的鍵的一部分。

這些約定可以被概括為：無論何時(shí)用到，但凡實(shí)體集E有雙邊，它就是弱實(shí)體集。E中帶下劃線的屬性（如果有的話），再加上E被雙邊的多對一聯(lián)系指向的實(shí)體集的鍵屬性，必定對E的實(shí)體是惟一的。另外，雙邊的菱形只用于支持聯(lián)系，從弱實(shí)體集引出的多對一聯(lián)系有可能不是支持聯(lián)系，因此也就不是雙邊的菱形。弱實(shí)體集的符號(hào)用下面的約定來描述一個(gè)實(shí)體集是弱實(shí)體集，并且（3）子類（特殊化）與超類（一般化）子類（Subtype）和超類（Supertype）兩個(gè)實(shí)體A和B并不相同，但實(shí)體A屬于實(shí)體B，則A稱為實(shí)體子類，B稱為實(shí)體超類子類是超類的特殊化，超類是子類的一般化子類繼承了超類的全部屬性，因此子類的標(biāo)識(shí)就是超類的標(biāo)識(shí)（3）子類（特殊化）與超類（一般化）子類（Subtype）和如學(xué)生實(shí)體中包含本科生,研究生,大專三個(gè)子類,而學(xué)生實(shí)體就稱為超類.經(jīng)理是職工的子類如職工實(shí)體可以分成機(jī)修工,裝配工,冷作工,負(fù)責(zé)人等在ER設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況增加子類，也可以根據(jù)若干實(shí)體抽象出超類如學(xué)生實(shí)體中包含本科生,研究生,大專三個(gè)子類,而學(xué)生實(shí)體就稱（4）子類符號(hào)ISA表示子類與超類關(guān)系領(lǐng)導(dǎo)ISA職工會(huì)員ISA高級會(huì)員注冊會(huì)員正式會(huì)員（4）子類符號(hào)ISA表示子類與超類關(guān)系領(lǐng)導(dǎo)ISA職工會(huì)員IS（5）子類例子（5）子類例子2.3

常見的三種數(shù)據(jù)模型2.3.1數(shù)據(jù)模型概述

1.數(shù)據(jù)模型的三要素

1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：所研究的對象類型的集合。包括與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對象；與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對象。

2)數(shù)據(jù)操作：對數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)對象允許執(zhí)行的操作集合。包括操作對象和有關(guān)的操作規(guī)則兩部分。

3)數(shù)據(jù)約束條件：一組數(shù)據(jù)完整性規(guī)則的集合。

2.3常見的三種數(shù)據(jù)模型2.3.1數(shù)據(jù)模型概述

1.2.3

常見的三種數(shù)據(jù)模型

2.常見的數(shù)據(jù)模型

層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。

在非關(guān)系模型中，實(shí)體集用記錄表示，實(shí)體的屬性對應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)（或字段）。實(shí)體集之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換成兩兩記錄之間的聯(lián)系。非關(guān)系模型中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的單位是基本層次聯(lián)系。RiRjLij2.3常見的三種數(shù)據(jù)模型

2.常見的數(shù)據(jù)模型

層次模型第一代：層次數(shù)據(jù)庫/網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫1969年IBM公司的IMS層次數(shù)據(jù)庫1970年CODASYL的DBTG網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫第二代：關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系理論：70年CODD關(guān)系理論商品化的RDBMS：80年代成為主流DBMS第三代：對象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫90年代OODBMS：支持?jǐn)?shù)據(jù)管理、對象管理、知識(shí)管理90年代ORDBMS：保持和繼承第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術(shù)各種標(biāo)準(zhǔn)：SQL3、ODBC、JDBC、SQLJ第一代：層次數(shù)據(jù)庫/網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫2.3.2層次模型及特點(diǎn)1.層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(1)層次模型的定義

1)有且僅有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)。

2)除根結(jié)點(diǎn)之外的其他結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。

(2)層次模型的數(shù)據(jù)表示方法

實(shí)體集使用記錄表示；記錄型包含若干個(gè)字段；記錄值表示實(shí)體；記錄之間的聯(lián)系使用基本層次聯(lián)系表示。

(3)層次模型的特點(diǎn)

層次模型像一棵倒立的樹，只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)，有若干個(gè)葉結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)的雙親是惟一的。

2.3.2層次模型及特點(diǎn)1.層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(1)院系編號(hào)院系名稱辦公地點(diǎn)教研室編號(hào)教研室學(xué)號(hào)姓名年齡專業(yè)方向職工號(hào)姓名教學(xué)院系數(shù)據(jù)模型院系教研室學(xué)生教師D10計(jì)算機(jī)系9號(hào)樓C01硬件教研室C02軟件教研室00001王平2000002李麗20電器92001王海自動(dòng)化92002張錚數(shù)據(jù)庫92003許明人工智能92004陳真教學(xué)院系數(shù)據(jù)庫的一個(gè)實(shí)例院系編號(hào)院系名稱辦公地點(diǎn)教研室編號(hào)教研室學(xué)號(hào)姓名年齡專業(yè)方向2.層次模型的完整性約束條件在進(jìn)行插入記錄值操作時(shí)，如果沒有指明相應(yīng)的雙親記錄值（首記錄值），則不能插入子女記錄值（屬記錄值）。(2)進(jìn)行刪除記錄操作時(shí)，如果刪除雙親記錄值（首記錄值），則相應(yīng)的子女結(jié)點(diǎn)值（屬記錄值）也同時(shí)被刪除。(3)進(jìn)行修改記錄操作時(shí)，應(yīng)修改所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性。

2.層次模型的完整性約束條件在進(jìn)行插入記錄值操作時(shí)，如果沒3層次模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)；查詢效率高。缺點(diǎn)： 不能表示兩個(gè)以上實(shí)體型之間的復(fù)雜聯(lián)系和實(shí)體型之間的多對多的聯(lián)系；數(shù)據(jù)操縱不方便。子結(jié)點(diǎn)的存取只能通過父結(jié)點(diǎn)來進(jìn)行。插入、刪除復(fù)雜，父結(jié)點(diǎn)的刪除導(dǎo)致子結(jié)點(diǎn)的刪除，丟失必要的信息。3層次模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)；查詢效率高。網(wǎng)狀模型與層次模型的最大區(qū)別在于兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系可以不唯一，因此要為每個(gè)聯(lián)系命名。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的典型代表是DBTG系統(tǒng)，由美國數(shù)據(jù)系統(tǒng)研究會(huì)CODASYL下屬的一個(gè)數(shù)據(jù)庫任務(wù)組DBTG提出（DataBaseTaskGroup），對網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫的開發(fā)和發(fā)展起了重大影響。2.3.3網(wǎng)狀模型及特點(diǎn)網(wǎng)狀模型與層次模型的最大區(qū)別在于兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系可以不唯一1.網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(1)網(wǎng)狀模型結(jié)構(gòu)的基本特征

1)有一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)沒有雙親。

2)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。(2)網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)表示方法1)使用記錄和記錄值表示實(shí)體集和實(shí)體；每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄，每個(gè)記錄包含若干個(gè)字段。

2)聯(lián)系(系)用結(jié)點(diǎn)間的有向線段表示。每個(gè)有向線段表示一個(gè)記錄間的一對多的聯(lián)系。

R1R2R1R2R3R4R1R3R2

L1L2L1L2L1L2L31.網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(1)網(wǎng)狀模型結(jié)構(gòu)的基本特征

12.網(wǎng)狀模型的完整性約束條件支持記錄碼的概念。碼即惟一標(biāo)識(shí)記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合。2)保證一個(gè)聯(lián)系中雙親記錄和子女記錄之間是一對多的聯(lián)系。3)可以支持雙親記錄和子女記錄之間某些約束條件。2.網(wǎng)狀模型的完整性約束條件支持記錄碼的概念。碼即惟一標(biāo)識(shí)網(wǎng)狀模型與層次模型的區(qū)別：網(wǎng)狀模型可以更直接地去描述現(xiàn)實(shí)世界層次模型實(shí)際上是網(wǎng)狀模型的一個(gè)特例網(wǎng)狀模型允許多個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)網(wǎng)狀模型允許結(jié)點(diǎn)有多個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)網(wǎng)狀模型允許兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間有多種聯(lián)系（復(fù)合聯(lián)系）網(wǎng)狀模型與層次模型的區(qū)別：網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)更直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，如一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)雙親具有良好的性能，存取效率較高缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)就變得越來越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握DDL、DML語言復(fù)雜，用戶不容易使用網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)2.3.4關(guān)系模型概述1.關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(1)關(guān)系模型中的主要術(shù)語1)關(guān)系。一個(gè)關(guān)系對應(yīng)通常所說的一張二維表。2)元組。表中的一行稱為一個(gè)元組。3)屬性。表中的一列稱為一個(gè)屬性。4)主碼。表中的某個(gè)屬性或?qū)傩越M，值可以惟一地確定一個(gè)元組，且屬性組中不含多余的屬性。5)域。屬性的取值范圍稱為域。6)分量。元組中的一個(gè)屬性值稱為分量。7)關(guān)系模式。關(guān)系的型稱為關(guān)系模式，是對關(guān)系的描述。(2)關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)全部用關(guān)系表示關(guān)系模式一般的表示是：關(guān)系名(屬性1，屬性2，…，屬性n).2.3.4關(guān)系模型概述1.關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系模式一學(xué)生學(xué)籍表

學(xué)號(hào)姓名性別年齡所在系00001王平男20計(jì)算機(jī)系00002李麗女20計(jì)算機(jī)系00010張曉剛男19數(shù)學(xué)系……………學(xué)生學(xué)籍表學(xué)號(hào)姓名性別年齡所在系0002.關(guān)系操作和完整性約束條件3.關(guān)系模型與非關(guān)系模型比較

1)關(guān)系數(shù)據(jù)模型建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上。

2)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的概念單一，容易理解。

3)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存取路徑對用戶隱蔽。

4)關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)聯(lián)系是靠數(shù)據(jù)冗余實(shí)現(xiàn)的。

關(guān)系操作主要包括數(shù)據(jù)查詢和插入、刪除、修改數(shù)據(jù)。關(guān)系中的數(shù)據(jù)操作是集合操作。關(guān)系操作語言都是高度非過程的語言關(guān)系的完整性約束條件包括三類：實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。2.關(guān)系操作和完整性約束條件3.關(guān)系模型與非關(guān)系模型比較1．?dāng)?shù)據(jù)模型的三要素是指_________，_________，_________。實(shí)際數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中所支持的主要數(shù)據(jù)模型是_________，_________，_________。

本題答案

2．?dāng)?shù)據(jù)模型中的_________是對數(shù)據(jù)系統(tǒng)的靜態(tài)特征描述，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)間聯(lián)系的描述，_________是對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征描述，是一組定義在數(shù)據(jù)上的操作，包括操作的涵義、操作符、運(yùn)算規(guī)則及其語言等。1．?dāng)?shù)據(jù)模型的三要素是指_________，________．用樹型結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為_________模型，上一層的父結(jié)點(diǎn)和下一層的子結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系是_________的聯(lián)系。

本題答案

4．用有向圖結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為_________模型，數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系通常通過_________實(shí)現(xiàn)。

本題答案

5．層次模型的上層實(shí)體和下層實(shí)體之間表現(xiàn)為_________聯(lián)系。

本題答案

6．_________是目前最常用也是最重要的一種數(shù)據(jù)模型。采用該模型作為數(shù)據(jù)的組織方式的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)稱為_________。．用樹型結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為_____數(shù)據(jù)模型與概念模型課件數(shù)據(jù)模型與概念模型課件本章結(jié)束謝謝本章結(jié)束第2章數(shù)據(jù)模型與概念模型2.1信息的三種世界及其描述

2.2概念模型及其表示2.2.1概念模型的基本概念

2.2.2概念模型的表示方法2.3常見的三種數(shù)據(jù)模型2.3.1數(shù)據(jù)模型概述2.3.2層次模型及特點(diǎn)

2.3.3網(wǎng)狀模型及特點(diǎn)

2.3.4關(guān)系模型概述

第2章數(shù)據(jù)模型與概念模型2.1信息的三種世界及其描述2.1信息的三種世界及其描述1.信息的現(xiàn)實(shí)世界

我們要管理的客觀存在的各種事物、事務(wù)之間的相互聯(lián)系及事物的發(fā)生、變化過程。

(1)實(shí)體(Entity)

現(xiàn)實(shí)世界中存在的可以相互區(qū)分的事物或概念稱為實(shí)體。

(2)實(shí)體的特征(EntityCharacteristic)

每個(gè)實(shí)體都有自己的特征，利用實(shí)體的特征可以區(qū)別不同的實(shí)體。

(3)實(shí)體集及實(shí)體集間的聯(lián)系(Relation)

具有相同特征或能用同樣特征描述的實(shí)體的集合。2.1信息的三種世界及其描述1.信息的現(xiàn)實(shí)世界2.信息世界

在信息世界中：實(shí)體的特征在頭腦中形成的知識(shí)稱為屬性；實(shí)體通過其屬性表示稱為實(shí)例；同類實(shí)例的集合稱為對象，對象即實(shí)體集中的實(shí)體用屬性表示得出的信息集合；實(shí)體集之間的聯(lián)系用對象聯(lián)系表示。信息世界通過概念模型、過程模型和狀態(tài)模型反映現(xiàn)實(shí)世界，它要求對現(xiàn)實(shí)世界中的事物、事物間的聯(lián)系和事物的變化情況準(zhǔn)確、如實(shí)、全面地表示。2.信息世界在信息世界中：實(shí)體的特征在頭腦中形成的知3.信息的計(jì)算機(jī)世界1)數(shù)據(jù)項(xiàng)(Item)：對象屬性的數(shù)據(jù)表示。

2)記錄(Record)：實(shí)例的數(shù)據(jù)表示。記錄有型和值之分：記錄的型是結(jié)構(gòu)，由數(shù)據(jù)項(xiàng)的型構(gòu)成；記錄的值表示對象中的一個(gè)實(shí)例，它的分量是數(shù)據(jù)項(xiàng)值。

3)文件(File)：對象的數(shù)據(jù)表示，同類記錄的集合。

4)數(shù)據(jù)模型（DataModel）：現(xiàn)實(shí)世界中的事物和相互聯(lián)系數(shù)據(jù)化的結(jié)果就是數(shù)據(jù)模型。3.信息的計(jì)算機(jī)世界1)數(shù)據(jù)項(xiàng)(Item)：對象屬性的數(shù)4.現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和計(jì)算機(jī)世界的關(guān)系信息的三種世界術(shù)語的對應(yīng)關(guān)系表現(xiàn)實(shí)世界信息世界

計(jì)算機(jī)世界

實(shí)體

實(shí)例

記錄

特征

屬性

數(shù)據(jù)項(xiàng)

實(shí)體集

對象或?qū)嶓w型

數(shù)據(jù)或文件

實(shí)體間的聯(lián)系對象間的聯(lián)系

數(shù)據(jù)間的聯(lián)系

概念模型數(shù)據(jù)模型

4.現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和計(jì)算機(jī)世界的關(guān)系信息的三種世界術(shù)語現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和計(jì)算機(jī)世界的關(guān)系信息的三個(gè)世界的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換過程

現(xiàn)實(shí)世界系統(tǒng)分析信息世界數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)世界

事物及聯(lián)系信息化信息模型數(shù)據(jù)化數(shù)據(jù)模型現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和計(jì)算機(jī)世界的關(guān)系信息的三個(gè)世界的聯(lián)系和轉(zhuǎn)??模型一張地圖，一個(gè)汽車模型，一個(gè)精致的航模飛機(jī)以及一組建筑設(shè)計(jì)沙盤都是具體的模型。所以，對于模型，一眼望去，就會(huì)使人聯(lián)想到真實(shí)生活中的事物。模型是對現(xiàn)實(shí)世界的模擬和抽象。數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界中數(shù)據(jù)特征的抽象。??模型一張地圖，一個(gè)汽車模型，一個(gè)精致的航模飛機(jī)以及一組建2.2概念模型及其表示2.2.1概念模型的基本概念

1.概念模型涉及的基本概念

(1)對象（Object）和實(shí)例（Instance）

現(xiàn)實(shí)世界中具有相同性質(zhì)、服從相同規(guī)則的一類事物（概念）的抽象稱為對象。對象中的每一個(gè)具體的事物（實(shí)體）為該對象的實(shí)例。

(2)屬性（Attribute）

屬性為實(shí)體的某一方面特征的抽象表示。

(3)主碼（PrimaryKey）和次碼(SecondaryKey)

碼能夠惟一標(biāo)識(shí)一個(gè)實(shí)體；不能惟一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性叫次碼。

(4)域（Domain）

屬性的取值范圍稱為屬性的域。

概念模型是對信息世界的管理對象、屬性及聯(lián)系等信息的描述形式。概念模型不依賴計(jì)算機(jī)及DBMS，它是現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)全面反映。2.2概念模型及其表示2.2.1概念模型的基本概念

2.實(shí)體聯(lián)系的類型(1)兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系

1)一對一聯(lián)系（1:1）:設(shè)有兩個(gè)實(shí)體集A和B，對于A中的每一個(gè)實(shí)體，B中至多有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系；反之亦然。

2)一對多聯(lián)系（1:n）:設(shè)有兩個(gè)實(shí)體集A和B，對于A的每一個(gè)實(shí)體，B中有一個(gè)或多個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系；而對于B的每一個(gè)實(shí)體，A中至多有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系。

3)多對多聯(lián)系（m:n）:設(shè)有兩個(gè)實(shí)體集A和B，對于A的每一個(gè)實(shí)體，B中有一個(gè)或多個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系；反之亦然。2.實(shí)體聯(lián)系的類型(1)兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系

1)一對兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系工廠

負(fù)責(zé)廠長11學(xué)校

工作教師1n職工

參加體育團(tuán)體mn兩個(gè)實(shí)體集聯(lián)系的例子兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系工廠負(fù)責(zé)廠長11學(xué)校工作教師1n職工廠長姓名年齡性別工廠入廠時(shí)間管理11廠名廠齡地址廠長姓名年齡性別工廠入廠時(shí)間管理11廠名廠齡地址班級班級名稱班級號(hào)人數(shù)學(xué)生班主任包括1N學(xué)號(hào)姓名性別班級班級名稱班級號(hào)人數(shù)學(xué)生班主任包括1N學(xué)號(hào)姓名性別學(xué)生學(xué)號(hào)姓名性別課程專業(yè)選修MN課程號(hào)課程名學(xué)分學(xué)生學(xué)號(hào)姓名性別課程專業(yè)選修MN課程號(hào)課程名學(xué)分(2)多實(shí)體集之間的聯(lián)系1)多實(shí)體集之間的一對多聯(lián)系。

設(shè)實(shí)體集E1,…En，對于實(shí)體集Ej(j=1,…n)中的一個(gè)給定實(shí)體，最多只和其他實(shí)體集Ei(ij)中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則稱Ej與E1…,En之間的聯(lián)系是一對多的。

2)多實(shí)體集之間的多對多聯(lián)系。

在兩個(gè)以上的多個(gè)實(shí)體集之間，當(dāng)一個(gè)實(shí)體集與其他實(shí)體集之間均存在多對多聯(lián)系，而其他實(shí)體集之間沒有聯(lián)系時(shí)，這種聯(lián)系稱為多實(shí)體集間的多對多聯(lián)系。課程講授教師參考書1nm供應(yīng)商供應(yīng)項(xiàng)目零件mpn(2)多實(shí)體集之間的聯(lián)系1)多實(shí)體集之間的一對多聯(lián)系。課(3)單個(gè)實(shí)體型內(nèi)的聯(lián)系同一個(gè)實(shí)體型內(nèi)的各實(shí)體之間也可以存在一對一，一對多，多對多的聯(lián)系。職工領(lǐng)導(dǎo)1n單個(gè)實(shí)體型內(nèi)部1:n聯(lián)系實(shí)體型1聯(lián)系名mn單個(gè)實(shí)體型內(nèi)的m:n聯(lián)系(3)單個(gè)實(shí)體型內(nèi)的聯(lián)系同一個(gè)實(shí)體型內(nèi)的各實(shí)體之間也可以存在2.2.2概念模型的表示方法目前描述概念模型最常用的方法是實(shí)體－聯(lián)系（Entity-Relationship）方法，即E－R方法，使用的工具稱為E－R圖。E－R圖所描述的現(xiàn)實(shí)世界的信息結(jié)構(gòu)稱為實(shí)體－聯(lián)系模型（E－R模型）。1)用長方形表示實(shí)體集，長方形內(nèi)寫明實(shí)體集名。2)用橢圓形表示實(shí)體集的屬性，并用線段將其與相應(yīng)的實(shí)體集連接起來。3)用菱形表示實(shí)體集間的聯(lián)系，菱形內(nèi)寫上聯(lián)系名，用線段分別與有關(guān)實(shí)體集連接起來，在線段旁標(biāo)出聯(lián)系的類型。如果聯(lián)系具有屬性，則該屬性仍用橢圓框表示，仍需要用線段將屬性與其聯(lián)系連接起來。學(xué)生學(xué)號(hào)姓名性別年齡所在系2.2.2概念模型的表示方法目前描述概念模型最常用的方法練習(xí)1為某百貨公司設(shè)計(jì)一個(gè)ER模型。

百貨管轄若干個(gè)連鎖商店，每家商店經(jīng)營若干商品，每家商店有若干職工，但每個(gè)職工只能服務(wù)于一家商店。實(shí)體類型“商店”的屬性有：商店編號(hào)，店名，店址，店經(jīng)理。實(shí)體類型“商品”的屬性有：商品編號(hào)，商品名，單價(jià)，產(chǎn)地。實(shí)體類型“職工”的屬性有：職工編號(hào)，職工名，性別，工資。在聯(lián)系中應(yīng)反映出職工參加某商店工作的開始時(shí)間，商店銷售商品的月銷售量。試畫出反映商店、商品、職工實(shí)體類型及聯(lián)系類型的ER圖，并將其轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集。

練習(xí)1為某百貨公司設(shè)計(jì)一個(gè)ER模型。

百貨管轄若干個(gè)連鎖商實(shí)體：商店（商店編號(hào)，店名，店址，店經(jīng)理）

商品（商品編號(hào)，商品名，單價(jià)，產(chǎn)地）

職工（職工編號(hào)，職工名，性別，工資）

聯(lián)系：SC(商店—商品之間1：N的聯(lián)系，

聯(lián)系屬性為“職工參加商店工作的開始時(shí)間”。

SE(商店—職工之間1：N的聯(lián)系)，

聯(lián)系屬性為“月銷售量”。實(shí)體：商店（商店編號(hào)，店名，店址，店經(jīng)理）

商品（商數(shù)據(jù)模型與概念模型課件練習(xí)2:圖書借閱系統(tǒng)中實(shí)體與實(shí)體集屬性的描述練習(xí)2:圖書借閱系統(tǒng)中實(shí)體與實(shí)體集屬性的描述練習(xí)4:學(xué)校教學(xué)管理的E-R模型學(xué)校有若干個(gè)系，每個(gè)系有各自的系號(hào)、系名和系主任；每個(gè)系有若干名教師和學(xué)生，教師有教師號(hào)、教師名和職稱屬性，每個(gè)教師可以擔(dān)任若干門課程，一門課程只能由一位教師講授，課程有課程號(hào)、課程名和學(xué)分，并參加多項(xiàng)項(xiàng)目，一個(gè)項(xiàng)目有多人合作，且責(zé)任輕重有個(gè)排名，項(xiàng)目有項(xiàng)目號(hào)、名稱和負(fù)責(zé)人；學(xué)生有學(xué)號(hào)、姓名、年齡、性別，每個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門課程，選修有分?jǐn)?shù)。（5分）請?jiān)O(shè)計(jì)此學(xué)校的教學(xué)管理的E-R模型。練習(xí)4:學(xué)校教學(xué)管理的E-R模型學(xué)校有若干個(gè)系，每個(gè)數(shù)據(jù)模型與概念模型課件數(shù)據(jù)模型與概念模型課件例題5：用E-R圖表示某個(gè)工廠物資管理的概念模型實(shí)體倉庫：倉庫號(hào)、面積、電話號(hào)碼零件：零件號(hào)、名稱、規(guī)格、單價(jià)、描述供應(yīng)商：供應(yīng)商號(hào)、姓名、地址、電話號(hào)碼、帳號(hào)項(xiàng)目：項(xiàng)目號(hào)、預(yù)算、開工日期職工：職工號(hào)、姓名、年齡、職稱例題5：用E-R圖表示某個(gè)工廠物資管理的概念模型實(shí)體之間的聯(lián)系如下：

(1)一個(gè)倉庫可以存放多種零件，一種零件可以存放在多個(gè)倉庫中。倉庫和零件具有多對多的聯(lián)系。用庫存量來表示某種零件在某個(gè)倉庫中的數(shù)量。(2)一個(gè)倉庫有多個(gè)職工當(dāng)倉庫保管員，一個(gè)職工只能在一個(gè)倉庫工作，倉庫和職工之間是一對多的聯(lián)系。職工實(shí)體型中具有一對多的聯(lián)系(3)職工之間具有領(lǐng)導(dǎo)-被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系。即倉庫主任領(lǐng)導(dǎo)若干保管員。(4)供應(yīng)商、項(xiàng)目和零件三者之間具有多對多的聯(lián)系實(shí)體之間的聯(lián)系如下：數(shù)據(jù)模型與概念模型課件例

6

電影數(shù)據(jù)庫的實(shí)體和聯(lián)系

表示一個(gè)簡單的電影數(shù)據(jù)庫。實(shí)體集是Movies、Stars和Studios。

Movies實(shí)體集有4個(gè)屬性：title、year、length和filmType。另外兩個(gè)實(shí)體集Stars和Studios正好有兩個(gè)相同的屬性：name和address。圖中還有兩個(gè)聯(lián)系：

Stars-in是電影及其影星的聯(lián)系。這也是影星與其參演電影的聯(lián)系。

Owns是電影及其所屬電影公司的聯(lián)系。指向?qū)嶓w集Studios的箭頭表示每部電影只屬于惟一的電影公司。

例

6

電影數(shù)據(jù)庫的實(shí)體和聯(lián)系

表示一個(gè)簡單的電影數(shù)據(jù)庫。三路聯(lián)系

圖

是一個(gè)三路聯(lián)系，包括電影公司、影星和電影三個(gè)實(shí)體集。這種聯(lián)系表明電影公司和某一影星簽約，讓他（或她）出演一部電影。在多路聯(lián)系中，指向?qū)嶓w集E的箭頭表示：如果從此聯(lián)系中除E之外的其他每個(gè)實(shí)體集選擇一個(gè)實(shí)體，它們至多與E中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系。在圖中，有一個(gè)箭頭指向Studios，表明對于某一影星和電影來說，只有一家電影公司與這位影星簽訂了出演此電影的合同。

三路聯(lián)系

圖

是一個(gè)三路聯(lián)系，包括電影公司、影星和電影三個(gè)聯(lián)系中的角色

在一個(gè)聯(lián)系中一個(gè)實(shí)體集可能出現(xiàn)兩次或多次。如果是這樣，則根據(jù)實(shí)體集在聯(lián)系中出現(xiàn)的次數(shù)，把聯(lián)系與實(shí)體集用同樣多的連線連接起來。每一條連向?qū)嶓w集的連線代表實(shí)體集在聯(lián)系中扮演的不同角色（role）。因而，人們給實(shí)體集和聯(lián)系之間的線命名，稱之為“角色”。

例

帶有角色的聯(lián)系

圖

2.5給出了一個(gè)實(shí)體集Movies和一個(gè)由它本身組成的聯(lián)系Sequel-of。每個(gè)聯(lián)系連接兩部電影，其中一部是另一部的續(xù)集，為了在一種聯(lián)系中區(qū)別兩部電影，一條線標(biāo)以O(shè)riginal，另一條線標(biāo)以Sequel，分別代表最初的電影和續(xù)集。假設(shè)一部電影有許多部續(xù)集，但對于每部續(xù)集來說只存在一部最初的電影。所以Sequel電影與Original電影之間是多對一聯(lián)系。聯(lián)系中的角色

在一個(gè)聯(lián)系中一個(gè)實(shí)體集可能出現(xiàn)兩次或多次。如果一個(gè)有屬性的聯(lián)系

一個(gè)有屬性的聯(lián)系

例7:運(yùn)動(dòng)會(huì)例7:運(yùn)動(dòng)會(huì)數(shù)據(jù)模型與概念模型課件例8:電腦銷售公司一家電腦銷售公司，銷售整機(jī)，外設(shè)和零部件。該公司有三個(gè)部門：市場部技術(shù)部財(cái)務(wù)部。市場部有18位業(yè)務(wù)員，負(fù)責(zé)采購和銷售業(yè)務(wù)；技術(shù)部有14位工程師，負(fù)責(zé)售后服務(wù)保修等技術(shù)性的工作；財(cái)務(wù)部有12位工作人員一位會(huì)計(jì)一位出納負(fù)責(zé)財(cái)務(wù)工作。公司需要將所經(jīng)營的計(jì)算機(jī)設(shè)備的庫存客戶銷售保修職工等信息都保存在數(shù)據(jù)庫中。設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫（自定義實(shí)體3個(gè)以上屬性）。例8:電腦銷售公司一家電腦銷售公司，銷售整機(jī)，外設(shè)和零部件。例9:先局部例9:先局部（6）ER優(yōu)化例子項(xiàng)目＝產(chǎn)品職工與倉庫的聯(lián)系冗余職工與職工的領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系冗余（6）ER優(yōu)化例子項(xiàng)目＝產(chǎn)品107數(shù)據(jù)模型與概念模型課件ER圖的規(guī)劃方法

將所得到的屬性分門歸類，利用以前講述的幾條簡單準(zhǔn)則即可將其并入實(shí)體或者聯(lián)系。

按照的準(zhǔn)則主要有兩個(gè)：

1）屬性如果不能具有獨(dú)立存在的意義，則不能成為一個(gè)新建立實(shí)體。

2）屬性歸入一個(gè)實(shí)體的依據(jù)是對實(shí)體的每個(gè)實(shí)例而言具有唯一值。ER圖的規(guī)劃方法

將所得到的屬性分門歸類，利用以前講數(shù)據(jù)模型與概念模型課件相應(yīng)的ER圖結(jié)構(gòu)可以描述為：

合同（合同號(hào)，訂貨日期，廠商名稱，廠商地址）

貨物（貨物編號(hào)，貨物分類）

合同貨物（合同號(hào)，貨物編號(hào)，訂貨數(shù)量）

相應(yīng)的ER圖結(jié)構(gòu)可以描述為：

合同（合同號(hào)，訂貨日期除此以外，還有一種方法，將廠商視為實(shí)體，相應(yīng)的ER圖結(jié)構(gòu)可以描述為：

合同（合同號(hào)，訂貨日期，廠商號(hào)）

貨物（貨物編號(hào)，貨物分類）

廠商（廠商號(hào)，廠商名稱，廠商地址）

合同貨物（合同號(hào)，貨物編號(hào)，訂貨數(shù)量）

除此以外，還有一種方法，將廠商視為實(shí)體，相應(yīng)的ER圖結(jié)構(gòu)可以兩種方法的比較：

1）第一種方法存在冗余（相同的廠商具有相同的地址），但是實(shí)體少，處理簡單，以后利用范式分析方法可以得到標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。所以，實(shí)體能少則少。

2）第二種方法需要考察廠商實(shí)體與合同、貨物的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)與合同存在一對多的關(guān)系，但與貨物存在多對多的關(guān)系，明顯增加處理的復(fù)雜度。事實(shí)上，可以考慮去除廠商與貨物的關(guān)系（可以從剩下的關(guān)系中推斷出來，但是其他的關(guān)系不能省略）。兩種方法的比較：

1）第一種方法存在冗余（相同的廠商數(shù)據(jù)模型與概念模型課件4、ER模型的擴(kuò)展弱實(shí)體子類（特殊化）與超類（一般化）4、ER模型的擴(kuò)展弱實(shí)體（1）弱實(shí)體（weakentity）一個(gè)弱實(shí)體的存在必須以另一實(shí)體的存在為前提弱實(shí)體所依賴存在的實(shí)體稱為常規(guī)實(shí)體（regularentity）或強(qiáng)實(shí)體（strongentity）弱實(shí)體有自己的標(biāo)識(shí)，但它的標(biāo)識(shí)只保證對于所依賴的強(qiáng)實(shí)體而言是唯一的。在整個(gè)系統(tǒng)中沒有自己唯一的實(shí)體標(biāo)識(shí)弱實(shí)體的例子一個(gè)公司的人事系統(tǒng)中，既需要管理職工實(shí)體，也需要管理職工的子女。則子女在人事系統(tǒng)中存在的前提就是他們的父母首先存在于人事系統(tǒng)中子女是弱實(shí)體，職工是強(qiáng)實(shí)體是否弱實(shí)體要看具體應(yīng)用：例如在社區(qū)人口管理系統(tǒng)中，子女就不是弱實(shí)體，即使雙親都不存在了，子女仍應(yīng)存在于人口系統(tǒng)中（1）弱實(shí)體（weakentity）一個(gè)弱實(shí)體的存在必須以（2）弱實(shí)體的表示弱實(shí)體用雙線矩形表示，存在依賴聯(lián)系用雙線菱形表示，箭頭指向強(qiáng)實(shí)體子女撫養(yǎng)職工1N（2）弱實(shí)體的表示弱實(shí)體用雙線矩形表示，存在依賴聯(lián)系用雙線菱例

弱實(shí)體集的來源

一個(gè)電影公司可能有幾套拍攝班子（或稱為工作室）。這些拍攝班子可能被一家電影公司指定為crew1、crew2等等?？墒牵渌娪肮疽部赡苡孟嗤木幪?hào)，于是，number屬性不能成為拍攝班子的鍵。為了惟一地命名一套拍攝班子，需要同時(shí)給出它所屬電影公司的名字和它本身的編號(hào)。圖

顯示了這種情況。弱實(shí)體集Crews的鍵是它自己的number屬性和Studios的name屬性，Crews和Studios通過多對一聯(lián)系Unit-of相連接。例

弱實(shí)體集的來源

一個(gè)電影公司可能有幾套拍攝班子（或稱為

弱實(shí)體集的要求如果E是弱實(shí)體集，則它的鍵組成包括：若干個(gè)它自己的屬性（也可以沒有）；通過某些多對一聯(lián)系從E到達(dá)其他實(shí)體集的鍵。這些多對一聯(lián)系稱為E的支持聯(lián)系（supportingrelationship）。為了使從E到某個(gè)實(shí)體集F的多對一聯(lián)系R成為E的一個(gè)支持聯(lián)系，必須具備下面的條件：R必須是從E到F的二元的多對一聯(lián)系[2]；R必須有從E到F的引用完整性。也就是說，對于每個(gè)E實(shí)體，經(jīng)R與它相聯(lián)系的F實(shí)體都必須存在于實(shí)際數(shù)據(jù)庫中。換言之，必須有一個(gè)從R到F的圓箭頭。F提供給E作鍵的屬性必須是F的鍵屬性；如果F本身就是弱實(shí)體集，那么F提供給E的部分或全部鍵屬性是F由支持聯(lián)系連接的一個(gè)或多個(gè)實(shí)體集G的鍵屬性。同樣的，如果G是弱實(shí)體集，則G的某些鍵屬性又將由另一個(gè)實(shí)體集提供，如此繼續(xù)下去。

弱實(shí)體集的要求如果E是弱實(shí)體集，則它的鍵組成包括：弱實(shí)體集的符號(hào)用下面的約定來描述一個(gè)實(shí)體集是弱實(shí)體集，并且聲明它的鍵屬性。如果一個(gè)實(shí)體集是弱實(shí)體集，它就被顯示為雙邊的矩形。例如，圖

2.10中的Crews。它的多對一支持聯(lián)系被顯示為雙邊的菱形，例如，圖

2.10中的Unit-of。如果一個(gè)實(shí)體集提供了構(gòu)成它自己鍵的屬性，則那些屬性帶有下劃線。例如，圖

2.10中，拍攝班子的編號(hào)雖然不是Crews鍵的全部，但是它是其自身的鍵的一部分。

這些約定可以被概括為：無論何時(shí)用到，但凡實(shí)體集E有雙邊，它就是弱實(shí)體集。E中帶下劃線的屬性（如果有的話），再加上E被雙邊的多對一聯(lián)系指向的實(shí)體集的鍵屬性，必定對E的實(shí)體是惟一的。另外，雙邊的菱形只用于支持聯(lián)系，從弱實(shí)體集引出的多對一聯(lián)系有可能不是支持聯(lián)系，因此也就不是雙邊的菱形。弱實(shí)體集的符號(hào)用下面的約定來描述一個(gè)實(shí)體集是弱實(shí)體集，并且（3）子類（特殊化）與超類（一般化）子類（Subtype）和超類（Supertype）兩個(gè)實(shí)體A和B并不相同，但實(shí)體A屬于實(shí)體B，則A稱為實(shí)體子類，B稱為實(shí)體超類子類是超類的特殊化，超類是子類的一般化子類繼承了超類的全部屬性，因此子類的標(biāo)識(shí)就是超類的標(biāo)識(shí)（3）子類（特殊化）與超類（一般化）子類（Subtype）和如學(xué)生實(shí)體中包含本科生,研究生,大專三個(gè)子類,而學(xué)生實(shí)體就稱為超類.經(jīng)理是職工的子類如職工實(shí)體可以分成機(jī)修工,裝配工,冷作工,負(fù)責(zé)人等在ER設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況增加子類，也可以根據(jù)若干實(shí)體抽象出超類如學(xué)生實(shí)體中包含本科生,研究生,大專三個(gè)子類,而學(xué)生實(shí)體就稱（4）子類符號(hào)ISA表示子類與超類關(guān)系領(lǐng)導(dǎo)ISA職工會(huì)員ISA高級會(huì)員注冊會(huì)員正式會(huì)員（4）子類符號(hào)ISA表示子類與超類關(guān)系領(lǐng)導(dǎo)ISA職工會(huì)員IS（5）子類例子（5）子類例子2.3

常見的三種數(shù)據(jù)模型2.3.1數(shù)據(jù)模型概述

1.數(shù)據(jù)模型的三要素

1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：所研究的對象類型的集合。包括與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對象；與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對象。

2)數(shù)據(jù)操作：對數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)對象允許執(zhí)行的操作集合。包括操作對象和有關(guān)的操作規(guī)則兩部分。

3)數(shù)據(jù)約束條件：一組數(shù)據(jù)完整性規(guī)則的集合。

2.3常見的三種數(shù)據(jù)模型2.3.1數(shù)據(jù)模型概述

1.2.3

常見的三種數(shù)據(jù)模型

2.常見的數(shù)據(jù)模型

層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。

在非關(guān)系模型中，實(shí)體集用記錄表示，實(shí)體的屬性對應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)（或字段）。實(shí)體集之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換成兩兩記錄之間的聯(lián)系。非關(guān)系模型中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的單位是基本層次聯(lián)系。RiRjLij2.3常見的三種數(shù)據(jù)模型

2.常見的數(shù)據(jù)模型

層次模型第一代：層次數(shù)據(jù)庫/網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫1969年IBM公司的IMS層次數(shù)據(jù)庫1970年CODASYL的DBTG網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫第二代：關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系理論：70年CODD關(guān)系理論商品化的RDBMS：80年代成為主流DBMS第三代：對象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫90年代OODBMS：支持?jǐn)?shù)據(jù)管理、對象管理、知識(shí)管理90年代ORDBMS：保持和繼承第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術(shù)各種標(biāo)準(zhǔn)：SQL3、ODBC、JDBC、SQLJ第一代：層次數(shù)據(jù)庫/網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫2.3.2層次模型及特點(diǎn)1.層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(1)層次模型的定義

1)有且僅有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)。

2)除根結(jié)點(diǎn)之外的其他結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。

(2)層次模型的數(shù)據(jù)表示方法

實(shí)體集使用記錄表示；記錄型包含若干個(gè)字段；記錄值表示實(shí)體；記錄之間的聯(lián)系使用基本層次聯(lián)系表示。

(3)層次模型的特點(diǎn)

層次模型像一棵倒立的樹，只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)，有若干個(gè)葉結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)的雙親是惟一的。

2.3.2層次模型及特點(diǎn)1.層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(1)院系編號(hào)院系名稱辦公地點(diǎn)教研室編號(hào)教研室學(xué)號(hào)姓名年齡專業(yè)方向職工號(hào)姓名教學(xué)院系數(shù)據(jù)模型院系教研室學(xué)生教師D10計(jì)算機(jī)系9號(hào)樓C01硬件教研室C02軟件教研室00001王平2000002李麗20電器92001王海自動(dòng)化92002張錚數(shù)據(jù)庫92003許明人工智能92004陳真教學(xué)院系數(shù)據(jù)庫的一個(gè)實(shí)例院系編號(hào)院系名稱辦公地點(diǎn)教研室編號(hào)教研室學(xué)號(hào)姓名年齡專業(yè)方向2.層次模型的完整性約束條件在進(jìn)行插入記錄值操作時(shí)，如果沒有指明相應(yīng)的雙親記錄值（首記錄值），則不能插入子女記錄值（屬記錄值）。(2)進(jìn)行刪除記錄操作時(shí)，如果刪除雙親記錄值（首記錄值），則相應(yīng)的子女結(jié)點(diǎn)值（屬記錄值）也同時(shí)被刪除。(3)進(jìn)行修改記錄操作時(shí)，應(yīng)修改所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性。

2.層次模型的完整性約束條件在進(jìn)行插入記錄值操作時(shí)，如果沒