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第二章 数据模型与概念模型 [主要内容] 模型 概念模型 数据模型 层次模型 网状模型 关系模型 [本章重点] 概念模型；关系模型 模型 利用模型对事物进行描述是人们在认识、改造世界过程中广泛采用的一种方法，如汽车、飞机模型等。 模型可以形象直观揭示事物的本质特征，使人们对事物有一个更全面深入的认识，从而帮助人们更好地解决问题。 数据库中的模型主要是对现实世界数据特征的抽象，通俗地讲就是对现实世界的模拟。 现实世界到机器世界的抽象 现实世界：即客观世界，产生最原始的数据。 信息世界：是现实世界在人们头脑中反映并用文字或符号记载下来，是人对现实世界的认识抽象过程，经选择、命名、分类等抽象工作后进入信息世界。 机器世界：用数据模型描述现实世界中的事物及其联系。 现实世界 事物总体 事物个体 特征 事物间联系 信息世界 实体集 实体 属性 概念模型 机器世界 文件 记录 字段 数据模型 概念模型与数据模型 概念模型：也称为信息模型，是按用户的观点来对数据和信息建模。是对信息世界的管理对象、属性及联系等信息的描述形式。是对现实世界真实全面的反映。 数据模型：按计算机的观点对数据建模。数据模型是DBMS的核心和基础。 现实世界 信息世界 机器世界 信息化 数据化 概念模型 1、信息世界中的基本概念 (1)实体：客观存在并可相互区别的事物。 实体可以是可触及的对象，也可以是抽象的事件。如学生、选课等。 (2)属性：实体所具有的某一特性。 如学号、姓名、身高、体重、性别等 (3)码：唯一标识实体的属性或属性集。 如学号 (4)域：属性的取值范围。 如学号的取值范围为10位数字 概念模型 (5)实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。 如学生（学号，姓名，性别…） (6)实体集：同型实体的集合。 (7)联系：实体内部及实体间的联系。 两个实体型之间的联系可以分为： 一对一联系(1:1)：对于实体集A中的每一个实体，在实体集B中至多有一个实体与之联系；反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也至多只有一个实体与之联系。例如：班级和班长 概念模型 一对多联系(1:n)：对于实体集A中的每一个实体，在实体集B中有一个或多个实体与之联系；反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系。 例如：班级和学生 多对多联系(m:n) ：对于实体集A中的每一个实体，在实体集B中有一个或多个实体与之联系；反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有一个或多个实体与之联系。 例如：课程和学生 一对一联系是一对多联系的特例，一对多联系是多对多联系的特例。 概念模型 多实体集之间的联系 联系类型：一对一、一对多和多对多。 如：学生、课程、教师、教室 同一实体集实体之间的联系联系类型：一对多、多对多 如：职工内部有领导与一般员工之分。 概念模型 2、概念模型的表示方法(E-R图) P.P.S.Chen于1976年提出实体-联系方法(Entity-Relationship Approach)，简称E-R图。该方法用E-R图来描述信息世界的概念模型，提供了表示实体集、属性和联系的方法。亦称E-R模型。 具体符号： 实体型：用矩形表示 属性：用椭圆形表示 联系：用菱形表示 示例：学生选修课程 用矩形表 示实体 用椭圆表示实体的属性 用无向边把实体与其属性连接起来 用菱形表示实体间的联系 实体与联系用线段连接并注明类型 学生 课程 选修 姓名 学号 系别 课程号 课程名 学分 成绩 m n 概念模型 例：学生（学号，姓名，性别，年龄） 班级（班号，所在专业） 课程（课程号，名称，专业） 教师（职工号，姓名，性别，年龄职称） 这些实体之间的联系如下： 一门课程可以有若干个教师讲授，而每一个教师只讲授一门课程。 一门课程可以同时有若干个学生选修，一个学生也可以同时选修多门课程。 一个班级中有若干名学生，而每个学生只在一个班级中学习。 概念模型 教师 职工号 班级 课程 学生 讲授 选修 学号 课程号 组成 班号 成绩 学生数 n 1 1 n m n 数据模型 数据模型的组成要素 1、数据结构：是所研究的对象类型的集合。用于描述数据的静态特征。包括：数据的类型、内容和性质的对象（事物）；数据之间联系的对象（联系）。 2、数据操作：是对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合。用于描述数据的动态特征。 3、数据的约束条件：完整性规则的集合。如性别只能有男和女，年龄不能为０等等。 数据模型 数据模型分类： 非关系模型(层次、网状)、关系模型、面向对象模型 非关系模型：实体：记录 属性：数据项（字段）