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2章－数据模型 第2章 导读 概念(数据)模型 E－R、UML 逻辑(数据)模型 层次、网状、关系、面向对象 第2章 数据模型 数据库设计中，数据模型常用来为现实世界建立模型，描述数据以及数据之间的联系。 数据模型可分为两类： 概念(数据)模型 逻辑(数据)模型 2.3 层次(逻辑)数据模型 层次数据模型是一种用树型（层次）结构表示数据及数据间联系的数据模型。这种数据模型的特点是以记录类型作为结点的有向树，且满足以下条件： 有且仅有一个结点没有双亲结点，即根结点。 其他结点有且仅有一个父结点。 表示方法 结点：记录类型 每个记录类型包含若干个字段(属性) 联系：用结点之间的有向线表示记录类型之间的1:N的联系，箭头表示从箭尾的记录类型到箭头的记录类型间联系是1:N联系。 层次模型只能表示一对多(含一对一)的联系。 层次数据模型的优点： 层次数据模型的数据结构比较简单清晰； 记录之间的联系可通过指针来实现，查询效率较高。 层次数据模型的缺点： 只能直接表示一对多的联系，不能直接表达多对多的联系； 查询子女结点必须通过父结点； 对插入、删除有完整性限制。 2.4 网状数据模型 网状数据模型是一种用有向图表示数据及数据之间联系的数据模型。满足以下条件： 允许一个以上的结点无双亲； 一个结点可以有多于一个的双亲。 表示方法(与层次数据模型相同) 结点：记录类型 每个记录类型包含若干个字段(属性) 联系：用结点之间的有向线表示记录类型 之间的1:N联系(系)，箭头表示从箭尾的记录类型到箭头的记录类型间联系是1:N。 学生和课程间的M:N联系，通过引入联系记录“选课”，分解为两个1:N联系。见下图  学生/选课/课程的网状数据库实例 网状数据模型的优点： 不同记录之间的联系通过指针，查询效率较高； 能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲；M:N联系也容易实现（一个M:N联系可拆成两个1:N联系）。 网状数据模型的缺点： 结构比较复杂； DDL、DML复杂，且要嵌入到某一高级语言中； 应用程序在访问数据时必须选择适当的存取路径，加重了编程负担。 2.5 关系数据模型 关系数据模型是目前使用最广泛的一种数据模型。利用二维表表示数据和数据间的联系。 2.3.1 关系 2.3.1 关系(续) 2.3.2 关系的键/码（Key） 主键(Prime Key)和候补键(Candidate Key) 一个关系的候选键可能有多个。选中一个作为关系的键，也称主键，其它则称候补键。每个元组的主键值是惟一的。 全键(All Key) 一个关系的键如果由关系的所有属性组成，则该键称为全键。 外键(Extern Key) 如果一个关系中的属性(组)是其它关系的键或本关系的键，则该属性组称为外键。 关系数据模型中，表与表之间是通过外键发生联系的。 例如，部门表的主键是部门号，外键是负责人（来自于职工表的职工号）。职工表的主键是职工号，外键是部门号（来自于部门表的部门号）。部门表和职工表通过外键发生1:N联系。 2.4.3 关系的主属性和非主属性 主属性(Prime Attribute) 包含在候选键中的属性，都称为主属性。上述部门表中部门号是候选键，职工表中职工号是候选键，所以这两张表的主属性是部门号、职工号。 非主属性(Nonprime Attribute) 一个关系中，不含在候选键中的属性，称为非主属性。上述部门表和职工表中，除了部门号和职工号以外，其他属性都是非主属性。 2.5.4 关系的完整性约束 三个方面的完整性约束： （1）实体完整性 每一个关系都有一个用来惟一识别一个元组的主键。因此，主键的值不能为空，否则无法区分和识别元组，这就是实体完整性约束。 （2）引用完整性(参照完整性) 如果一个表中存在外键，则外键的值必须是已存在的，或者为空。 （3）用户定义的完整性约束 用户定义完整性约束是最简单、最基本的约束，它表示关系中属性的取值应是给定域中的值。 如，成绩在0－100内；性别只能取男或女；属性的值能否为空等，由数据的语义决定。 2.5.5 关系数据模型的特点 关系数据模型的优点： 数据和数据间的联系都用关系来表示，使得数据描述一致； 数据结构单一，容易修改； 存取路径对用户透明，减轻了编程负担。 关系数据模型的缺点： 查询效率不如非关系数据模型，但可以通过查询的优化来提高查询效率； 表与表之间