自考数据库原理与技术04615 第二章 程学先.docxVIP

第二章 数据库设计中的数据模型 一、数据模型概念设计数据库系统时，一般先用图或表的形式抽象地反映数据彼此之间的关系，称为建立数据模型. 常用的数据模型一般可分为两类，一是语义数据模型，如实体_联系模型(E-R模型)，面向对象模型等；二是经典数据模型，如层次模型，网状模型，关系模型。语义数据模型强调语义表达能力，建模容易方便，概念简单、清晰，易于用户理解，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是用户和数据库设计人员之间进行交流的语言。经典数据模型用于机器世界，一般和实际数据库对应，例如层次模型，网状模型，关系模型分别和层次数据库，网状数据库和关系数据库对应，可在机器上实观。这类模型有更严格的形式化定义，常需加上一些限制或规定。设计数据库时通常利用第一类模型作初步设计，之后按一定方法转换为第二类模型，再进一步设计全系统的数据库结构。通常包括数据结构、数据操作和完整性约束三部分内容。数据结构：描述的是数据库数据的组成、特性及其相互间联系，是对系统静态特性的描述。在数据库系统中通常按数据结构的类型来命名数据模型，如层次结构、网状结构和关系结构的模型分别命名为层次模型，网状模型，关系模型。数据操作：指对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则，是对系统动态特性的描述。主要有检索和维护（包括录入、删除、修改）等两大类操作。数据的约束条件：指数据完整性规则的集合，它是给定数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态及其变化，以保证数据的完整性。二、数据之间的联系1、一对一联系(1:1) 若对于实体集A中每一个实体，实体集B中至多只有一个实体与之联系，反之对于实体集B中每一个实体，实体集A中也至多只有一个实体与之联系。则称实体集A与实体集B之间具有一对一联系，记为1:1。2、一对多联系（1:N） 若对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系。而对于实体集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，则称实体集A与实体集B有一对多的联系，记为1:N。3、多对多联系（M:N）若对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反过来对于实体B中的每一个实体，实体集A中有m个实体（m≥0）与之联系，则称实体集A与实体集B之间有多对多联系，记为M:N。三、实体－联系模型（Entity-Relationship Model） E-R模型是P.PS.Chen于1976年提出的一种概念模型，用E-R图来描述一个系统中的数据及其之间关系。在E-R图中，用长方形表示实体集，在长方形框内写上实体名。用菱形表示实体间联系，菱形框内写上联系名。用无向边把菱形和有关实体相连接，在无向边旁标上联系的类型，如1或M或N。用椭园形表示实体或联系的属性。如用椭图形，将它与一个相应实体间以无向边相连。或以表格形式，表示方法为：实体名（属性1，属性2…）。3、E-R图可以表现一个实体内部－部分成员和另一部分成员间的联系称为自回路。4、E-R图可以表现二个实体集间多类联系。例如一个单位中职工和工作的关系，一个职工可承担多项工作，一个工作一般有多人承担，这种工作关系是多对多的关系。另一方面，有一些职工对一些工作是主要责任人，一个职工可对多项工作负责，但一项工作只有一个责任人，它们之间这种负责关系为1对多联系，可用图2.5描述。用二维表格数据（即集合论中的关系）来表示实体和实体间联系的模型叫关系数据模型。 Oracle、DB2、Informix、Sybase、SQL Server、Access、Visual FoxPro全都是关系数据库管理系统。关系数据模型用二维表表示实体集，二维表由多列和多行组成。每列描述实体的一个属性，每列的标识称为属性名，在关系数据库中称为数据项或字段。表中每一行称为一个元组，描述一个具体实体，在关系数据库中称为记录。元组的集合构成表，称为关系，描述一个实体集中各类数据的集合，在关系数据库中也称之为表。关系数据模型由多个关系表构成，每个表表示法为：关系名（属性1，属性2，……属性n），例如：学生（学号，姓名，性别，出生年月，专业，班级，政治面貌，家庭住址，履历）。在一个关系的属性中有的属性或属性组能唯一标识一个元组，称为主码，或称为关键字。有些属性取值有一定范围，属性的取值范围称为域。一个域对应关系数据库中的表中的一个数据项的值的集合。域可以是整数、实数、字符串、如期、逻辑真假等。元组中一个属性值称为分量，对应关系数据库中一条具体记录的一个数据项的具体值。几点说明：1、关系是元组的集合，元组在关系中的顺序不影响关系。2、同一关系任意元组不允许全同。对于每一表，一般要选定或设计主码，用以区分不同元组。3、关系的每一属性都是不可再细分的基本数据类型，这种特性