第2章數(shù)據(jù)模型

第二章數(shù)據(jù)模型22023/2/6數(shù)據(jù)模型—回顧在數(shù)據(jù)庫中用數(shù)據(jù)模型這個工具來抽象、表示和處理現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)和信息。數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象數(shù)據(jù)模型(廣義)是數(shù)據(jù)庫研究的一個核心問題為便于設(shè)計數(shù)據(jù)模型，常先將現(xiàn)實世界抽象為一種概念模型，然后再將概念模型轉(zhuǎn)換為特定的數(shù)據(jù)模型每個DBMS都是基于某種數(shù)據(jù)模型(狹義)的。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型:層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型32023/2/6數(shù)據(jù)模型—回顧數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象根據(jù)模型應(yīng)用的不同目的，數(shù)據(jù)模型分為兩類(1)概念模型也稱信息模型，它是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模。主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(2)數(shù)據(jù)模型邏輯數(shù)據(jù)模型主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ?、對象關(guān)系模型等，物理數(shù)據(jù)模型是對數(shù)據(jù)最低層次的抽象，它描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的表示方式和存取方法，在磁盤或磁帶上的存儲方式和存取方法。它是按計算機(jī)系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMS的實現(xiàn)物理模型的實現(xiàn)是DBMS的任務(wù)，數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員要了解和選擇物理模型42023/2/6數(shù)據(jù)模型—回顧數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束三個要素組成。

一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)庫的組成對象以及對象之間的聯(lián)系組成對象: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)的對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是刻畫一個數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面，因此通常按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型命名數(shù)據(jù)模型層次結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和關(guān)系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型分別命名為層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。描述系統(tǒng)靜態(tài)特性52023/2/6數(shù)據(jù)模型—回顧二、數(shù)據(jù)操作對數(shù)據(jù)庫中各種對象的實例允許執(zhí)行的操作的集合,包括操作及有關(guān)的操作規(guī)則。如數(shù)據(jù)的檢索、插入、刪除和修改等。數(shù)據(jù)模型必須定義這些操作的確切含義、操作符號、操作規(guī)則以及實現(xiàn)操作的語言。數(shù)據(jù)操作用于描述系統(tǒng)的動態(tài)特性。62023/2/6數(shù)據(jù)模型—回顧三、數(shù)據(jù)的完整性約束條件數(shù)據(jù)的完整性約束條件是一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容例如在關(guān)系模型中任何關(guān)系必須滿足實體完整性與參照完整性原則數(shù)據(jù)模型應(yīng)提供定義完整性約束條件的機(jī)制72023/2/6第2章數(shù)據(jù)模型2.1 E-R概念模型2.2 層次數(shù)據(jù)模型2.3 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型2.4 關(guān)系數(shù)據(jù)模型2.5 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型2.6小結(jié)82023/2/62.1E-R概念模型概念模型的用途用于信息世界的建模是現(xiàn)實世界到機(jī)器世界的一個中間層次是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的有力工具數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員和用戶之間進(jìn)行交流的語言對概念模型的基本要求較強的語義表達(dá)能力，能夠方便、直接地表達(dá)應(yīng)用中的各種語義知識簡單、清晰、易于用戶理解。92023/2/62.1.1 E-R數(shù)據(jù)模型中的基本概念1.實體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體。可以是具體的對象，如一個學(xué)生,一本書,一輛汽車；也可以是抽象的概念或聯(lián)系，如一堂課,一次比賽等2.屬性（Attribute）實體所具有的某一特征稱為屬性。一個實體可以由若干個屬性來刻畫，如學(xué)生實體有學(xué)號、姓名、年齡、性別、系等方面的屬性屬性有“類型”和“值”之分，“類型”即為屬性名，如姓名、年齡、性別是屬性的型；“值”即為屬性的具體內(nèi)容，如(990001,張立，20，男，計算機(jī))這些屬性值的集合表示了一個學(xué)生實體。102023/2/62.1.1 E-R數(shù)據(jù)模型中的基本概念3.聯(lián)系（Relationship）在現(xiàn)實世界中，事物內(nèi)部以及事物之間是有聯(lián)系的在信息世界中將被抽象為實體內(nèi)部的聯(lián)系和實體之間的聯(lián)系。實體內(nèi)部的聯(lián)系通常是指組成實體的各屬性之間的聯(lián)系；實體之間的聯(lián)系通常是指不同實體集之間的聯(lián)系112023/2/63.聯(lián)系兩個實體集之間的聯(lián)系有三種：實體集1聯(lián)系名實體集2111:1聯(lián)系實體集1聯(lián)系名實體集2mnm:n聯(lián)系實體集1聯(lián)系名實體集21n1:n聯(lián)系122023/2/6兩個實體集之間的聯(lián)系一對一聯(lián)系（1:1）實體集A中的一個實體至多與實體集B中的一個實體相對應(yīng)，反之亦然，則稱實體集A與實體集B為一對一的聯(lián)系。記作1:1。實例:班級與班長之間的聯(lián)系一個班級只有一個正班長一個班長只在一個班中任職132023/2/6兩個實體集之間的聯(lián)系一對多聯(lián)系（1:n）實體集A中的一個實體與實體集B中的多個實體相對應(yīng)，反之，實體集B中的一個實體至多與實體集A中的一個實體相對應(yīng)。記作1:n。實例:班級與學(xué)生之間的聯(lián)系一個班級中有若干名學(xué)生，每個學(xué)生只在一個班級中學(xué)習(xí)142023/2/6兩個實體集之間的聯(lián)系多對多聯(lián)系（m:n）實體集A中的一個實體與實體集B中的多個實體相對應(yīng)，反之，實體集B中的一個實體與實體集A中的多個實體相對應(yīng)。記作（m:n）。實例:課程與學(xué)生之間的聯(lián)系一門課程同時有若干個學(xué)生選修一個學(xué)生可以同時選修多門課程152023/2/6兩個以上的實體集之間的聯(lián)系多個實體集之間也可以存在有聯(lián)系，稱多元聯(lián)系若規(guī)定：一個供應(yīng)商可供應(yīng)多種零件給多個工程，一個工程可由多個供應(yīng)商供應(yīng)多種零件，一種零件可由多個供應(yīng)商供應(yīng)給多個工程，供應(yīng)商、零件和工程間存在著多對多的聯(lián)系,表示為m:n:pknm供應(yīng)商工程零件供應(yīng)表示的是三個實體間的供應(yīng)關(guān)系:某個供應(yīng)商供應(yīng)某種零件給某個工程“供應(yīng)商S1供應(yīng)零件P2給工程J1”162023/2/6兩個以上的實體集之間的聯(lián)系區(qū)別多個實體間的聯(lián)系和多個實體兩兩間的聯(lián)系三個實體兩兩之間的多對多聯(lián)系與三個實體的多對多聯(lián)系的語義不同三個實體兩兩之間的多對多僅能表示:一個工程需要哪些零件,這些零件可以由哪些供應(yīng)商供應(yīng)，兩兩之間的多對多無法表示:一個工程所用的零件具體由哪個供應(yīng)商供應(yīng)一個供應(yīng)商具體供應(yīng)哪種零件給哪個工程knm供應(yīng)商工程零件供應(yīng)172023/2/6實體集內(nèi)部不同實體間的聯(lián)系同一實體集內(nèi)一對多聯(lián)系實例

職工實體集內(nèi)部具有領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)系某一職工（干部）“領(lǐng)導(dǎo)”若干名職工一個職工僅被另外一個職工直接領(lǐng)導(dǎo)這是一對多的聯(lián)系同一實體集內(nèi)一對一聯(lián)系同一實體集內(nèi)多對多聯(lián)系職工領(lǐng)導(dǎo)1n同一實體型內(nèi)部的1:n聯(lián)系182023/2/62.1.2 E-R數(shù)據(jù)模型概念模型的表示方法很多，最著名的是E-R模型實體-聯(lián)系方法(Entity-RelationshipApproach)用E-R圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型,E-R方法也稱為E-R模型E-R圖三個基本成分：實體、屬性和聯(lián)系的方法（1）實體:用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名。（2）屬性:用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實體連接起來學(xué)生教師學(xué)生學(xué)號年齡性別姓名192023/2/62.1.2 E-R數(shù)據(jù)模型（3）聯(lián)系實體之間的聯(lián)系用菱形框表示，菱形框內(nèi)標(biāo)明聯(lián)系名，并分別用連線將關(guān)聯(lián)的實體連接起來，在連線旁標(biāo)明實體間聯(lián)系的類型選課聯(lián)系用屬性成績來表示某個學(xué)生選修某門課的成績，屬性成績不能放在學(xué)生或課程實體中，該屬性是描述選課聯(lián)系的。課程選修學(xué)生mn成績n學(xué)時數(shù)課程課程號課程名m選課姓名性別年齡成績學(xué)生學(xué)號202023/2/6例：學(xué)生選修課程學(xué)生課程選修姓名學(xué)號系別課程號課程名學(xué)分成績用矩形表示實體用橢圓表示實體的屬性用無向邊把實體與其屬性連接起來用菱形表示實體間的聯(lián)系實體與聯(lián)系用線段連接并注明類型mn212023/2/6（3）聯(lián)系E-R模型中實體間的聯(lián)系提供了較多的語義基數(shù)比約束如在二元聯(lián)系中有1:1，1:n，m:n的聯(lián)系參與約束根據(jù)實體集中的實體是否全部參與聯(lián)系來描述實體參與聯(lián)系的約束一個實體集中的所有實體都參與聯(lián)系稱為完全參與，否則，稱為部分參與。如在教師與課程聯(lián)系中，一門課至少要有一位教師講授;而有教師不擔(dān)任授課任務(wù)，則在這一聯(lián)系中，課程實體為完全參與，教師實體為部分參與222023/2/6（3）聯(lián)系實體的參與度實體參與聯(lián)系的最小和最大次數(shù)，稱實體的參與度例如，學(xué)生選課中，如果規(guī)定一個學(xué)生最少選修2門課，最多選修5門課，則學(xué)生在選課聯(lián)系中的參與度是(2，5)規(guī)定一門課至少要有10個學(xué)生選修，至多有60個學(xué)生選修，則課程在選課聯(lián)系中的參與度是(10,60)(2，5)學(xué)生(10，60)課程選修成績232023/2/61學(xué)生1家長所屬2.1.2 E-R數(shù)據(jù)模型(4)弱實體E-R模型中有一類特殊的實體，這種實體的存在是依賴于其他實體而存在的，稱這類實體為弱實體相對于弱實體，它所依賴的實體稱為強實體弱實體在E-R模型中用雙框矩形表示，為了表示全部參與，與菱形框間用雙線連接。如在學(xué)生管理信息中，學(xué)生實體與家長實體之間存在著“所屬”關(guān)系，家長實體是不能脫離學(xué)生實體而獨立存在的，為弱實體242023/2/62.1.2 E-R數(shù)據(jù)模型（5）子類實體在擴(kuò)展E-R數(shù)據(jù)模型中增加了子類和超類的概念，使E-R數(shù)據(jù)模型具有了更多的語義在基本E-R模型中，一個實體集是具有共同特性的一類實體的集合，但有時需要將實體集根據(jù)個體的不同特性分為多個子集如學(xué)校里一個系的職工，按照他們不同的工作特點可分為教師、實驗人員和機(jī)關(guān)工作人員等。他們除具有共同的特性如姓名、年齡、性別外，還有各自不同的特性o

oo職工教師實驗員機(jī)關(guān)工作人員252023/2/6物資管理需求倉庫、零件、供應(yīng)商、項目、職工262023/2/6物資管理需求倉庫、零件、供應(yīng)商、項目、職工272023/2/6282023/2/6292023/2/6課堂練習(xí)一個學(xué)院有若干名職工，一個職工僅在一個學(xué)院工作，一個學(xué)院有若干名學(xué)生，一名學(xué)生僅在一個學(xué)院學(xué)習(xí)一個學(xué)生可以選修多門課，一門課可供若干學(xué)生選修一個學(xué)生有一位家長聯(lián)系，一位家長對應(yīng)一個學(xué)生一個教師可以講多門課；一門課可以有多個授課教師，一種教材可用于多門課且被不同的教師選用。不同教師可以用不同的教材302023/2/6課堂練習(xí)一個學(xué)院有若干名職工，一個職工僅在一個學(xué)院工作，一個學(xué)院有若干名學(xué)生，一名學(xué)生僅在一個學(xué)院學(xué)習(xí)一個學(xué)生可以選修多門課，一門課可供若干學(xué)生選修一個學(xué)生有一位家長聯(lián)系，一位家長對應(yīng)一個學(xué)生一個教師可以講多門課；一門課可以有多個授課教師，一種教材可用于多門課且被不同的教師選用。不同教師可以用不同的教材學(xué)院與職工間是1：m的聯(lián)系學(xué)院與學(xué)生間是1：m的聯(lián)系學(xué)生與課程間是m：n的聯(lián)系學(xué)生與家長間是1:1的聯(lián)系教師、課程、教科書之間存在著p:m:n的聯(lián)系312023/2/6課堂練習(xí)一個學(xué)院有若干名職工，一個職工僅在一個學(xué)院工作，學(xué)院與職工間是1：m的聯(lián)系一個學(xué)院有若干名學(xué)生，一名學(xué)生僅在一個學(xué)院學(xué)習(xí)，學(xué)院與學(xué)生間是1：m的聯(lián)系一個學(xué)生可以選修多門課，一門課可供若干學(xué)生選修，學(xué)生與課程間是m：n的聯(lián)系一個學(xué)生有一位家長聯(lián)系，一位家長對應(yīng)一個學(xué)生，學(xué)生與家長間是1:1的聯(lián)系；教師、課程、教科書之間存在著p：m：n的聯(lián)系。一個教師可以講多門課；一門課可以有多個授課教師，一種教材可用于多門課且被不同的教師選用。不同教師可以用不同的教材；322023/2/6332023/2/62.1E-R概念模型E-R模型被廣泛地用于數(shù)據(jù)庫概念模型的設(shè)計。在E-R圖中僅表示現(xiàn)實世界中的信息結(jié)構(gòu)及信息之間的關(guān)系，不涉及任何信息在計算機(jī)中的表示。只要用戶的需求不變，E-R模型是穩(wěn)定的。運用E-R模型，可以很方便地將其轉(zhuǎn)換為具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型342023/2/6第2章數(shù)據(jù)模型2.1 E-R概念模型2.2 層次數(shù)據(jù)模型2.3 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型2.4 關(guān)系數(shù)據(jù)模型2.5 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型2.6小結(jié)352023/2/62.2層次模型層次模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最早出現(xiàn)的數(shù)據(jù)模型，典型代表是IBM公司的IMS（InformationManagementSystem）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，1968年推出層次數(shù)據(jù)模型用樹型結(jié)構(gòu)表示各類實體以及實體間的聯(lián)系?，F(xiàn)實世界中，許多實體之間的聯(lián)系都表現(xiàn)出一種很自然的層次關(guān)系，如家族關(guān)系，行政機(jī)構(gòu)等。

滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型有且只有一個結(jié)點沒有雙親結(jié)點，這個結(jié)點稱為根節(jié)點根以外的其它結(jié)點有且只有一個雙親結(jié)點362023/2/6一、層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在層次模型中，根結(jié)點處在最上層，其它結(jié)點都有上一級結(jié)點作為其雙親結(jié)點，這些結(jié)點稱為其雙親結(jié)點的子女結(jié)點，同一雙親結(jié)點的子女結(jié)點稱為兄弟結(jié)點。沒有子女的結(jié)點稱為葉結(jié)點

Ｒ1

根結(jié)點

Ｒ2

兄弟結(jié)點

Ｒ3

葉結(jié)點

Ｒ4

兄弟結(jié)點

Ｒ5

葉結(jié)點

葉結(jié)點雙親結(jié)點到子女結(jié)點間表示了記錄間的一對多的聯(lián)系學(xué)院班級教研室學(xué)生教師372023/2/6層次模型的優(yōu)點（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較簡單，清晰。（2）層次數(shù)據(jù)庫的查詢效率高。（3）它提供了良好的數(shù)據(jù)完整性支持。382023/2/6層次模型的優(yōu)缺點缺點：（1）不能直接表示兩個以上的實體型間的復(fù)雜的聯(lián)系和實體型間的多對多聯(lián)系，只能通過引入冗余數(shù)據(jù)或創(chuàng)建虛擬結(jié)點的方法來解決，易產(chǎn)生不一致性（2）對數(shù)據(jù)的插入和刪除的操作限制太多。（3）查詢子女結(jié)點必須通過雙親結(jié)點。（4）由于結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，層次命令趨于程序化392023/2/6第2章數(shù)據(jù)模型2.1 E-R概念模型2.2 層次數(shù)據(jù)模型2.3 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型2.4 關(guān)系數(shù)據(jù)模型2.5 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型2.6小結(jié)402023/2/62.3網(wǎng)狀模型現(xiàn)實世界中事物之間的聯(lián)系更多的是非層次關(guān)系的，用層次模型表示這種關(guān)系很不直觀，網(wǎng)狀模型克服了這一弊病，可以清晰的表示這種非層次關(guān)系。滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合為網(wǎng)狀模型允許一個以上的結(jié)點無雙親一個結(jié)點可以有多于一個的雙親社團(tuán)班級學(xué)生學(xué)生課程412023/2/6網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點優(yōu)點能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結(jié)點可以由多個雙親；具有良好的性能，存取效率較高；缺點結(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)就變的越來越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握；其DDL、DML語言復(fù)雜，用戶不容易使用；訪問數(shù)據(jù)時必須自行選擇存取路徑，增加了程序編寫的負(fù)擔(dān)。422023/2/6網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩個或兩個以上的結(jié)點都可以有多個雙親結(jié)點，則此時有向樹變成了有向圖網(wǎng)狀模型可以更直接的描述現(xiàn)實世界，層次模型實際上是網(wǎng)狀模型的特例班級-學(xué)生社團(tuán)-學(xué)生學(xué)院-班級學(xué)院學(xué)院-教師班級教師社團(tuán)學(xué)生班級-學(xué)生班級-學(xué)生詩社社團(tuán)-學(xué)生學(xué)院-班級計算機(jī)學(xué)院981班王明范穎吳浩嚴(yán)偉林利合唱團(tuán)學(xué)院-教師社團(tuán)-學(xué)生992班張一凡趙文庭432023/2/6第2章數(shù)據(jù)模型2.1 E-R概念模型2.2 層次數(shù)據(jù)模型2.3 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型2.4 關(guān)系數(shù)據(jù)模型2.5 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型2.6小結(jié)442023/2/62.4關(guān)系模型關(guān)系模型是最重要的一種數(shù)據(jù)模型。系統(tǒng)而嚴(yán)格地提出關(guān)系模型的是美國IBM公司的E.F.Codd1970年提出關(guān)系數(shù)據(jù)模型

E.F.Codd,“ARelationalModelofDataforLargeSharedDataBanks”,《CommunicationoftheACM》,1970之后，提出了關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算的概念1972年提出了關(guān)系的第一、第二、第三范式1974年提出了關(guān)系的BC范式從而開創(chuàng)了數(shù)據(jù)庫的關(guān)系方法和數(shù)據(jù)規(guī)范化理論的研究，他為此獲得了1981年的圖靈獎。452023/2/62.4關(guān)系模型1977年IBM公司研制的關(guān)系數(shù)據(jù)庫的代表SystemR開始運行，其后又進(jìn)行了不斷的改進(jìn)和擴(kuò)充，出現(xiàn)了基于SystemR的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)SQL/DB。20世紀(jì)80年代以來，計算機(jī)廠商新推出的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)幾乎都支持關(guān)系模型，非關(guān)系系統(tǒng)的產(chǎn)品也都加上了關(guān)系接口。數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域當(dāng)前的研究工作也都是以關(guān)系方法為基礎(chǔ)關(guān)系數(shù)據(jù)庫已成為目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，典型實驗系統(tǒng):SystemR、UniversityINGRES典型商用系統(tǒng):ORACLE、SQLServer、SYBASE、INFORMIX、DB2FoxPro、MySQL、Access462023/2/62.4.1關(guān)系模型的基本概念和結(jié)構(gòu)

在關(guān)系模型中，基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被限制為二維表，一張二維表稱為一個關(guān)系1.關(guān)系關(guān)系是數(shù)學(xué)上集合論中的一個概念，關(guān)系模型是以關(guān)系為基礎(chǔ)發(fā)展起來的(1)關(guān)系（relation）關(guān)系是一張二維表，是由多個行和列組成的。一個關(guān)系可用來描述一個實體集學(xué)號姓名出生年月性別入學(xué)年份班級2006901張偉1988.01男20062006022007912王剛1989.03男2007200705..................472023/2/61.關(guān)系(2)屬性（attribute）一個關(guān)系有多個列，每一列為關(guān)系的一個屬性如學(xué)生關(guān)系中，有屬性名學(xué)號、姓名、出生年月(3)域（domain）一個屬性對應(yīng)一個值的集合。域是屬性的取值范圍如學(xué)號的域是7位字符數(shù)字的集合，學(xué)生姓名是漢字字符串的集合等482023/2/6分量1.關(guān)系學(xué)號姓名出生年月性別入學(xué)年份班級2006901張偉1988.01男20062006022007912王剛1989.03男2007200705..................屬性元組(4)元組（tuple）關(guān)系是元組的集合，一個元組對應(yīng)實體集中的一個個體。一個元組由若干個分量組成。一個分量對應(yīng)一個屬性值。492023/2/61.關(guān)系(5)鍵（key）鍵是一個或多個屬性組成的，能夠唯一標(biāo)識一個元組。一個關(guān)系中可能有多組屬性都能夠起到標(biāo)識元組的作用。因而，一個關(guān)系中可能有多個鍵選擇其中的一個作為主鍵，其余為候選鍵。502023/2/62.4.1關(guān)系模型的基本概念和結(jié)構(gòu)2. 關(guān)系模式對關(guān)系結(jié)構(gòu)的描述稱為關(guān)系模式(relationschema)。關(guān)系模式可用如下形式表示：關(guān)系名（屬性名1，屬性名2，…，屬性名n）。如學(xué)生關(guān)系可表示為：學(xué)生（學(xué)號,姓名,出生年月,性別,入學(xué)年份,班級）關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式是一組關(guān)系模式的集合，這組關(guān)系模式對應(yīng)的關(guān)系的集合稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫ER模式向關(guān)系數(shù)據(jù)模式的映射概念模式與邏輯模式的對應(yīng)512023/2/6ERSchemaRDBSchema數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實體集+屬性聯(lián)系集+屬性主鍵（候選鍵）？？？數(shù)據(jù)操作/？約束一般性約束（聯(lián)系類型約束）鍵約束參與約束？ER模式向關(guān)系數(shù)據(jù)模式的映射用關(guān)系（表）描述實體522023/2/6關(guān)系模式（relationalschema)的關(guān)鍵：基本表（basetable)，也簡稱關(guān)系表。表由“列”（Column）和“行”（Row）組成。行又叫元組（tuple），列又叫字段（field）。數(shù)據(jù)對象（實體集）用關(guān)系（表）來定義。ER中實體集的屬性表中的列（字段、屬性）；ER中實體集中的每個實體實例表中的行（元組、記錄）姓名學(xué)號D.O.B…Peter20151015-10-1992Lisa201510212-7-1992列行學(xué)生表ER模式中聯(lián)系是單獨描述的。而在關(guān)系模式中，聯(lián)系也可以用表來描述。例如，選課聯(lián)系選課表。表中有來自學(xué)生和課程兩個實體的屬性，而成績是選課關(guān)聯(lián)自身的描述屬性。列的取值范圍稱為域（Domain）。例如，成績的范圍一般是：0-100。532023/2/6學(xué)生選課表姓名學(xué)號課程號課程名成績Peter2015101A1033數(shù)據(jù)庫85Lisa2015102A1030數(shù)據(jù)倉庫91542023/2/62.4.1關(guān)系模型的基本概念和結(jié)構(gòu)關(guān)系模型中基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是單一的關(guān)系現(xiàn)實世界中實體及實體間的聯(lián)系都用關(guān)系表示學(xué)號姓名出生年月性別入學(xué)年份班級2014901張偉1988.01男20142014022015912王剛1989.03男2015201505..................學(xué)號課程名系別任課教師2014901數(shù)據(jù)庫計算機(jī)嚴(yán)明亮2015912數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)計算機(jī)劉西學(xué)............552023/2/62.4.1關(guān)系模型的基本概念和結(jié)構(gòu)關(guān)系必須是規(guī)范化的，滿足一定的規(guī)范條件最基本的規(guī)范條件：關(guān)系的每一個分量必須是一個不可分的數(shù)據(jù)項。下表不符合關(guān)系模型要求562023/2/62.4

關(guān)系數(shù)據(jù)模型2.4.2關(guān)系模型的數(shù)據(jù)完整性約束為了維護(hù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與現(xiàn)實世界的一致性，需要對數(shù)據(jù)施加一定的約束條件實體完整性、參照完整性、用戶自定義完整性2.4.3關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱關(guān)系模型中，對關(guān)系中的數(shù)據(jù)可進(jìn)行查詢、插入、刪除和修改操作在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，對數(shù)據(jù)的全部操作都可以歸結(jié)為對關(guān)系的運算。對關(guān)系可以進(jìn)行多種運算運算結(jié)果形成一個新關(guān)系關(guān)系運算分為：關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算概念模式與邏輯模式的對應(yīng)572023/2/6ER模型關(guān)系數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實體集實體集屬性聯(lián)系集與屬性實體的實例主鍵/候選鍵??？？？數(shù)據(jù)操作/？約束聯(lián)系類型約束鍵約束完全參與約束？關(guān)系表表的主鍵/候選鍵表的列關(guān)系表和列表中的各行SQL語句關(guān)系代數(shù)、關(guān)系演算實體完整性、參照完整性、用戶自定義完整性582023/2/62.4.4關(guān)系模型優(yōu)點(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單(2)一體化的數(shù)據(jù)子語言(3)數(shù)據(jù)獨立性高(4)面向集合的存取方式(5)堅實的理論基礎(chǔ)(6)有利于開展其他應(yīng)用2.5面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(ObjectRelationalDatabaseSystem，ORDBS)是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型(ObjectOrientedDataModel，簡稱OO模型)和關(guān)系數(shù)據(jù)模型相結(jié)合的產(chǎn)物兩條研究路線

建立新的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)OODBS，支持OO數(shù)據(jù)模型；以關(guān)系數(shù)據(jù)庫和SQL為基礎(chǔ)，把面向?qū)ο蠹夹g(shù)融入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的ORDBS

592023/2/6OO模型的核心概念1.對象定義：對象是由一組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和在這組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的操作的程序代碼封裝起來的基本單位。組成部分屬性(Attribute)集合屬性描述對象的狀態(tài)、組成和特性方法(Method)集合描述了對象的行為特性602023/2/6OO模型的核心概念2.對象標(biāo)識OID(ObjectIDentifier)概念：面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫中的每個對象都有一個唯一的不變的標(biāo)識稱為對象標(biāo)識