中南大学数据库技术与管理课件1.3 数据模型.pptVIP

②其数据定义语言（DDL）和数据操纵语言（DML）较复杂，用户不易使用。 ③由于记录之间的联系是通过存取路径实现的，应用程序在访问数据库时必须选择适当的存取路径，即用户需要了解系统结构的细节，加重了编写应用程序的负担。 由于上述层次系统和网状系统的固有缺点，因此自20世纪80年代中期起，其市场已被关系系统产品逐渐取代。 1.3.3 逻辑模型 * 第1章 数据库系统概论 * 1.3.1　数据模型的组成及其分类 1.3.2　概念模型 1.3.3　逻辑模型 1.3 数据模型 数据模型是数据库的框架，该框架描述了数据及其联系的组织方式、表达方式和存取路径。因此，数据模型是数据库系统的核心和基础，各种机器上实现的DBMS软件都是基于某种数据模型。 本节先介绍数据模型的组成、分类，然后介绍几种主要的数据模型。 1.3 数据模型 1．数据模型的组成 通常，一个单位的数据很多，而且数据之间的关系错综复杂，那么如何表示和组织这些数据呢？数据模型是解决这一问题的有力工具。数据模型是现实世界中的事物间联系的一种模拟和抽象表示，是一种形式化描述数据、数据间联系以及有关语义约束规则的方法。 数据库专家E.F.Codd认为，一个基本数据模型是一组规则，这些规则规定数据结构如何组织以及允许进行何种操作。 1.3.1 数据模型的组成及其分类 1.3.1 数据模型的组成及其分类 一个数据库的数据模型常由数据结构、数据操作和数据的约束条件三部分组成。 （1）数据结构 数据结构或数据组织结构，是指数据对象的集合，它描述数据对象的类型、内容、属性，以及数据对象之间的联系，也即描述了数据库的静态特性，是数据模型中最基础的部分。不同的数据模型采用不同的数据结构。 例如，在实体联系模型中，数据对象用实体、属性和联系来描述，并用E-R图来组织。在关系模型中，用字段、记录、关系（二维表）等来描述数据对象，并以关系结构的形式进行数据组织。因此，在数据库中，人们常按数据结构的类型来命名数据模型。例如，层次数据结构、网状数据结构、关系数据结构分别被命名为层次数据模型、网状数据模型和关系数据模型，或者简称为层次模型、网状模型和关系模型。 （2）数据操作 数据操作是指对数据库的数据允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则，描述了数据库的动态特性。数据库主要由检索（即查询）和更新（含插入、删除和修改）两类操作。数据模型应对其详细定义，包括这些操作的确切含义、操作符号、操作规则及其实现语言。 （3）数据的完整性约束 数据的完整性约束是数据完整性规则的集合，它是对数据以及数据之间关系的制约和依存关系规则，用以保证数据的完整性和一致性。 数据模型应反映和规定其必须遵守的完整性约束条件。例如，在关系模型中，任何关系必须满足实体完整性和参照完整性两个约束条件。 1.3.1 数据模型的组成及其分类 2．数据模型分类 数据模型按应用层次不同可分为两类：一类是概念数据模型，也称概念模型或信息模型，也有文献称为基于对象的逻辑模型（Object-Based Logical Models）,另一类是逻辑数据模型，又称结构数据模型或逻辑模型，也有文献称为基于记录的逻辑模型（Record-Based Logical Models）。 1.3.1 数据模型的组成及其分类 概念模型是一种面向客观世界、面向用户的模型，是一种独立于计算机系统的数据模型，完全不涉及数据在计算机中的表示，只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构，即按用户的观点对数据和信息建模，用于数据库的逻辑设计。 概念模型的表示方法较多，其中最常用的是P.P.S.Chen于1976年提出的实体-联系方法（Entity-Relationship Approach）。该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型，E-R方法也称为E-R模型。 1.3.2 概念模型 1．E-R图的基本成份及其表示 E-R图的基本成份实体、属性和联系已在上一节介绍，这里仅介绍其表示方法。 （1）实体型：用矩形表示，矩形框内标明实体名。 （2）属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体相连。 （3）联系：用菱形表示，菱形框内标出联系名，并用无向边与有关实体相连，同时在无向边旁标上联系的类型，即1:1或1:N或M:N。 1.3.2 概念模型 图1.7表示学生选修课程的E-R图。 图1.7 学生选修课程的E-R图 1.3.2 概念模型 学生 课程 选课 学号 学号 学分 课程编号 成绩 出生年月 专业 性别 姓名 课程编号 课程性质 课程名 修课时间 学时 M N 2．E-R图的设计过程