《數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)模型》PPT課件.ppt

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第二章數(shù)據(jù)模型,2,2019/12/6,數(shù)據(jù)模型—回顧,在數(shù)據(jù)庫(kù)中用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來(lái)抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息。數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)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(kù)研究的一個(gè)核心問(wèn)題為便于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型，常先將現(xiàn)實(shí)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(gè)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,3,2019/12/6,數(shù)據(jù)模型—回顧,數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)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(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模。主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)(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?、?duì)象關(guān)系模型等，物理數(shù)據(jù)模型是對(duì)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(pán)或磁帶上的存儲(chǔ)方式和存取方法。,它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn),物理模型的實(shí)現(xiàn)是DBMS的任務(wù)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員要了解和選擇物理模型,4,2019/12/6,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(gè)要素組成。一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)庫(kù)的組成對(duì)象以及對(duì)象之間的聯(lián)系組成對(duì)象:與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對(duì)象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是刻畫(huà)一個(gè)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,5,2019/12/6,數(shù)據(jù)模型—回顧,二、數(shù)據(jù)操作對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象的實(shí)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(hào)、操作規(guī)則以及實(shí)現(xiàn)操作的語(yǔ)言。數(shù)據(jù)操作用于描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。,6,2019/12/6,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(kù)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(shí)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,7,2019/12/6,第2章數(shù)據(jù)模型,2.1E-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),8,2019/12/6,2.1E-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(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的有力工具數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員和用戶之間進(jìn)行交流的語(yǔ)言對(duì)概念模型的基本要求較強(qiáng)的語(yǔ)義表達(dá)能力，能夠方便、直接地表達(dá)應(yīng)用中的各種語(yǔ)義知識(shí)簡(jiǎn)單、清晰、易于用戶理解。,9,2019/12/6,2.1.1E-R數(shù)據(jù)模型中的基本概念,1.實(shí)體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體?？梢允蔷唧w的對(duì)象，如一個(gè)學(xué)生,一本書(shū),一輛汽車(chē)；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(shí)體所具有的某一特征稱為屬性。一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫(huà)，如學(xué)生實(shí)體有學(xué)號(hào)、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(jì)算機(jī))這些屬性值的集合表示了一個(gè)學(xué)生實(shí)體。,10,2019/12/6,2.1.1E-R數(shù)據(jù)模型中的基本概念,3.聯(lián)系（Relationship）在現(xiàn)實(shí)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(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體之間的聯(lián)系。實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系通常是指組成實(shí)體的各屬性之間的聯(lián)系；實(shí)體之間的聯(lián)系通常是指不同實(shí)體集之間的聯(lián)系,11,2019/12/6,3.聯(lián)系,兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系有三種：,12,2019/12/6,兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系,一對(duì)一聯(lián)系（1:1）實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體至多與實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)，反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B為一對(duì)一的聯(lián)系。記作1:1。實(shí)例:班級(jí)與班長(zhǎng)之間的聯(lián)系一個(gè)班級(jí)只有一個(gè)正班長(zhǎng)一個(gè)班長(zhǎng)只在一個(gè)班中任職,13,2019/12/6,兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系,一對(duì)多聯(lián)系（1:n）實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集B中的多個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)，反之，實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體至多與實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)。記作1:n。實(shí)例:班級(jí)與學(xué)生之間的聯(lián)系一個(gè)班級(jí)中有若干名學(xué)生，每個(gè)學(xué)生只在一個(gè)班級(jí)中學(xué)習(xí),14,2019/12/6,兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系,多對(duì)多聯(lián)系（m:n）實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集B中的多個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)，反之，實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集A中的多個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)。記作（m:n）。實(shí)例:課程與學(xué)生之間的聯(lián)系一門(mén)課程同時(shí)有若干個(gè)學(xué)生選修一個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門(mén)課程,15,2019/12/6,兩個(gè)以上的實(shí)體集之間的聯(lián)系,多個(gè)實(shí)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(gè)供應(yīng)商可供應(yīng)多種零件給多個(gè)工程，一個(gè)工程可由多個(gè)供應(yīng)商供應(yīng)多種零件，一種零件可由多個(gè)供應(yīng)商供應(yīng)給多個(gè)工程，供應(yīng)商、零件和工程間存在著多對(duì)多的聯(lián)系，表示為m：n：p,16,2019/12/6,兩個(gè)以上的實(shí)體集之間的聯(lián)系,區(qū)別多個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系和多個(gè)實(shí)體兩兩間的聯(lián)系下圖表示表示的是三個(gè)實(shí)體間的供應(yīng)關(guān)系，某個(gè)供應(yīng)商供應(yīng)某種零件給某個(gè)工程“供應(yīng)商S1供應(yīng)零件P2給工程J1”三個(gè)實(shí)體兩兩之間的多對(duì)多聯(lián)系與三個(gè)實(shí)體的多對(duì)多聯(lián)系的語(yǔ)義不同三個(gè)實(shí)體的多對(duì)多僅能表示一個(gè)工程需要哪些零件,這些零件可以由哪些供應(yīng)商供應(yīng)，無(wú)法表示一個(gè)工程所用的零件具體由哪個(gè)供應(yīng)商供應(yīng)反映不出一個(gè)供應(yīng)商具體供應(yīng)哪種零件給哪個(gè)工程,17,2019/12/6,實(shí)體集內(nèi)部不同實(shí)體間的聯(lián)系,同一實(shí)體集內(nèi)一對(duì)多聯(lián)系實(shí)例職工實(shí)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(gè)職工僅被另外一個(gè)職工直接領(lǐng)導(dǎo)這是一對(duì)多的聯(lián)系同一實(shí)體集內(nèi)一對(duì)一聯(lián)系同一實(shí)體集內(nèi)多對(duì)多聯(lián)系,18,2019/12/6,2.1.2E-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(shí)體-聯(lián)系方法(Entity-RelationshipApproach)用E-R圖來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型,E-R方法也稱為E-R模型E-R圖三個(gè)基本成分：實(shí)體、屬性和聯(lián)系的方法（1）實(shí)體:用矩形表示，矩形框內(nèi)寫(xiě)明實(shí)體名。（2）屬性:用橢圓形表示，并用無(wú)向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來(lái),學(xué)生,教師,19,2019/12/6,2.1.2E-R數(shù)據(jù)模型,（3）聯(lián)系實(shí)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(shí)體連接起來(lái)，在連線旁標(biāo)明實(shí)體間聯(lián)系的類型選課聯(lián)系用屬性成績(jī)來(lái)表示某個(gè)學(xué)生選修某門(mén)課的成績(jī)，屬性成績(jī)不能放在學(xué)生或課程實(shí)體中，該屬性是描述選課聯(lián)系的。,20,2019/12/6,例：學(xué)生選修課程,學(xué)生,課程,選修,姓名,學(xué)號(hào),系別,,,,,課程號(hào),課程名,學(xué)分,,,,成績(jī),,用矩形表示實(shí)體,用橢圓表示實(shí)體的屬性,用無(wú)向邊把實(shí)體與其屬性連接起來(lái),用菱形表示實(shí)體間的聯(lián)系,實(shí)體與聯(lián)系用線段連接并注明類型,m,n,,,,21,2019/12/6,（3）聯(lián)系,E-R模型中實(shí)體間的聯(lián)系提供了較多的語(yǔ)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(shí)體集中的實(shí)體是否全部參與聯(lián)系來(lái)描述實(shí)體參與聯(lián)系的約束一個(gè)實(shí)體集中的所有實(shí)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(mén)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(shí)體為完全參與，教師實(shí)體為部分參與,22,2019/12/6,（3）聯(lián)系,實(shí)體的參與度實(shí)體參與聯(lián)系的最小和最大次數(shù)，稱實(shí)體的參與度例如，學(xué)生選課中，如果規(guī)定一個(gè)學(xué)生最少選修2門(mén)課，最多選修5門(mén)課，則學(xué)生在選課聯(lián)系中的參與度是(2，5)規(guī)定一門(mén)課至少要有10個(gè)學(xué)生選修，至多有60個(gè)學(xué)生選修，則課程在選課聯(lián)系中的參與度是(10,60),23,2019/12/6,2.1.2E-R數(shù)據(jù)模型,(4)弱實(shí)體E-R模型中有一類特殊的實(shí)體，這種實(shí)體的存在是依賴于其他實(shí)體而存在的，稱這類實(shí)體為弱實(shí)體相對(duì)于弱實(shí)體，它所依賴的實(shí)體稱為強(qiáng)實(shí)體弱實(shí)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(shí)體與家長(zhǎng)實(shí)體之間存在著“所屬”關(guān)系，家長(zhǎng)實(shí)體是不能脫離學(xué)生實(shí)體而獨(dú)立存在的，為弱實(shí)體,24,2019/12/6,2.1.2E-R數(shù)據(jù)模型,（5）子類實(shí)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(yǔ)義在基本E-R模型中，一個(gè)實(shí)體集是具有共同特性的一類實(shí)體的集合，但有時(shí)需要將實(shí)體集根據(jù)個(gè)體的不同特性分為多個(gè)子集如學(xué)校里一個(gè)系的職工，按照他們不同的工作特點(diǎn)可分為教師、實(shí)驗(yàn)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,25,2019/12/6,,物資管理需求倉(cāng)庫(kù)、零件、供應(yīng)商、項(xiàng)目、職工,26,2019/12/6,,物資管理需求倉(cāng)庫(kù)、零件、供應(yīng)商、項(xiàng)目、職工,27,2019/12/6,28,2019/12/6,,,29,2019/12/6,,一個(gè)學(xué)院有若干名職工，一個(gè)職工僅在一個(gè)學(xué)院工作，學(xué)院與職工間是1：m的聯(lián)系一個(gè)學(xué)院有若干名學(xué)生，一名學(xué)生僅在一個(gè)學(xué)院學(xué)習(xí)，學(xué)院與學(xué)生間是1：m的聯(lián)系一個(gè)學(xué)生可以選修多門(mén)課，一門(mén)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(gè)學(xué)生有一位家長(zhǎng)聯(lián)系，一位家長(zhǎng)對(duì)應(yīng)一個(gè)學(xué)生，學(xué)生與家長(zhǎng)間是1:1的聯(lián)系；教師、課程、教科書(shū)之間存在著p：m：n的聯(lián)系。一個(gè)教師可以講多門(mén)課；一門(mén)課可以有多個(gè)授課教師，一種教材可用于多門(mén)課且被不同的教師選用。不同教師可以用不同的教材；,30,2019/12/6,,,31,2019/12/6,2.1E-R概念模型,E-R模型被廣泛地用于數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型的設(shè)計(jì)。在E-R圖中僅表示現(xiàn)實(shí)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(jì)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(yùn)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,32,2019/12/6,第2章數(shù)據(jù)模型,2.1E-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),33,2019/12/6,2.2層次模型,層次模型是數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)管理系統(tǒng)，1968年推出層次數(shù)據(jù)模型用樹(shù)型結(jié)構(gòu)表示各類實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系?，F(xiàn)實(shí)世界中，許多實(shí)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(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根節(jié)點(diǎn)根以外的其它結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn),34,2019/12/6,一、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(diǎn)處在最上層，其它結(jié)點(diǎn)都有上一級(jí)結(jié)點(diǎn)作為其雙親結(jié)點(diǎn)，這些結(jié)點(diǎn)稱為其雙親結(jié)點(diǎn)的子女結(jié)點(diǎn)，同一雙親結(jié)點(diǎn)的子女結(jié)點(diǎn)稱為兄弟結(jié)點(diǎn)。沒(méi)有子女的結(jié)點(diǎn)稱為葉結(jié)點(diǎn),雙親結(jié)點(diǎn)到子女結(jié)點(diǎn)間表示了記錄間的一對(duì)多的聯(lián)系,35,2019/12/6,層次模型的優(yōu)點(diǎn),（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，清晰。（2）層次數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢效率高。（3）它提供了良好的數(shù)據(jù)完整性支持。,36,2019/12/6,層次模型的優(yōu)缺點(diǎn),缺點(diǎn)：（1）不能直接表示兩個(gè)以上的實(shí)體型間的復(fù)雜的聯(lián)系和實(shí)體型間的多對(duì)多聯(lián)系，只能通過(guò)引入冗余數(shù)據(jù)或創(chuàng)建虛擬結(jié)點(diǎn)的方法來(lái)解決，易產(chǎn)生不一致性（2）對(duì)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(diǎn)必須通過(guò)雙親結(jié)點(diǎn)。（4）由于結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，層次命令趨于程序化,37,2019/12/6,第2章數(shù)據(jù)模型,2.1E-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),38,2019/12/6,2.3網(wǎng)狀模型,現(xiàn)實(shí)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(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為網(wǎng)狀模型允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親,39,2019/12/6,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),兩個(gè)或兩個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)都可以有多個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)，則此時(shí)有向樹(shù)變成了有向圖網(wǎng)狀模型可以更直接的描述現(xiàn)實(shí)世界，層次模型實(shí)際上是網(wǎng)狀模型的特例,40,2019/12/6,網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)能夠更為直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，如一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以由多個(gè)雙親；具有良好的性能，存取效率較高；缺點(diǎn)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(kù)的結(jié)構(gòu)就變的越來(lái)越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握；其DDL、DML語(yǔ)言復(fù)雜，用戶不容易使用；訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)必須自行選擇存取路徑，增加了程序編寫(xiě)的負(fù)擔(dān)。,41,2019/12/6,第2章數(shù)據(jù)模型,2.1E-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),42,2019/12/6,2.4關(guān)系模型,關(guān)系模型是最重要的一種數(shù)據(jù)模型。也是目前主要采用的數(shù)據(jù)模型，本課程的重點(diǎn)系統(tǒng)而嚴(yán)格地提出關(guān)系模型的是美國(guó)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(kāi)創(chuàng)了數(shù)據(jù)庫(kù)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(jiǎng)。,43,2019/12/6,2.4關(guān)系模型,1977年IBM公司研制的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的代表SystemR開(kāi)始運(yùn)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(kù)系統(tǒng)SQL/DB。20世紀(jì)80年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)廠商新推出的數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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(kù)已成為目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，典型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng):SystemR、UniversityINGRES典型商用系統(tǒng):ORACLE、SQLServer、SYBASE、INFORMIX、DB2FoxPro、MySQL、Access,44,2019/12/6,2.4.1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(gè)關(guān)系1.關(guān)系關(guān)系是數(shù)學(xué)上集合論中的一個(gè)概念，關(guān)系模型是以關(guān)系為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的(1)關(guān)系（relation）關(guān)系是一張二維表，是由多個(gè)行和列組成的。一個(gè)關(guān)系可用來(lái)描述一個(gè)實(shí)體集,45,2019/12/6,1.關(guān)系,(2)屬性（attribute）一個(gè)關(guān)系有多個(gè)列，每一列為關(guān)系的一個(gè)屬性如學(xué)生關(guān)系中，有屬性名學(xué)號(hào)、姓名、出生年月(3)域（domain）一個(gè)屬性對(duì)應(yīng)一個(gè)值的集合。域是屬性的取值范圍如學(xué)號(hào)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,46,2019/12/6,,,1.關(guān)系,屬性,元組,(4)元組（tuple）關(guān)系是元組的集合，一個(gè)元組對(duì)應(yīng)實(shí)體集中的一個(gè)個(gè)體。一個(gè)元組由若干個(gè)分量組成。一個(gè)分量對(duì)應(yīng)一個(gè)屬性值。,47,2019/12/6,1.關(guān)系,(5)鍵（key）鍵是一個(gè)或多個(gè)屬性組成的，能夠唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)元組。一個(gè)關(guān)系中可能有多組屬性都能夠起到標(biāo)識(shí)元組的作用。因而，一個(gè)關(guān)系中可能有多個(gè)鍵選擇其中的一個(gè)作為主鍵，其余為候選鍵。,48,2019/12/6,2.4.1關(guān)系模型的基本概念和結(jié)構(gòu),2.關(guān)系模式對(duì)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(hào),姓名,出生年月,性別,入學(xué)年份,班級(jí)）關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式是一組關(guān)系模式的集合，這組關(guān)系模式對(duì)應(yīng)的關(guān)系的集合稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù),49,2019/12/6,2.4.1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(shí)世界中實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都用關(guān)系表示,,,50,2019/12/6,2.4.1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(gè)分量必須是一個(gè)不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。下表不符合關(guān)系模型要求,51,2019/12/6,2.4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(kù)中的數(shù)據(jù)與現(xiàn)實(shí)世界的一致性，需要對(duì)數(shù)據(jù)施加一定的約束條件實(shí)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(duì)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(kù)系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)的全部操作都可以歸結(jié)為對(duì)關(guān)系的運(yùn)算。對(duì)關(guān)系可以進(jìn)行多種運(yùn)算運(yùn)算結(jié)果形成一個(gè)新關(guān)系關(guān)系運(yùn)算分為：關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算,52,2019/12/6,2.4.4關(guān)系模型優(yōu)點(diǎn),(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(2)一體化的數(shù)據(jù)子語(yǔ)言(3)數(shù)據(jù)獨(dú)立性高(4)面向集合的存取方式(5)堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)(6)有利于開(kāi)展其他應(yīng)用,53,2019/12/6,2.6小結(jié),介紹了兩類數(shù)據(jù)模型：概念模型表示信息結(jié)構(gòu)的模型,不涉及信息在計(jì)算機(jī)中的表示常用的概念模型有實(shí)體-聯(lián)系模型，即E-R模型。E-R模型可用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的概念建模數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型層次數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)模型面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型等,作業(yè)P342,3,4,5,55,2019/12/6,作業(yè)P34,2．試分別舉出事物間具有一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多聯(lián)系的三個(gè)例子。3．試給出一個(gè)描述實(shí)際事物及事物間聯(lián)系的E-R模型。要求模型中至少有五個(gè)實(shí)體，實(shí)體間有1:1、1:n和m:n的聯(lián)系，其中一個(gè)聯(lián)系涉及三個(gè)實(shí)體。4．某商場(chǎng)對(duì)商品信息管理有如下數(shù)據(jù)。商品出售按照商品類分為食品、日用品、服裝、鞋帽等，每個(gè)銷售組出售一類商品；一個(gè)組有一個(gè)組長(zhǎng)，有若干售貨員;商品按分類存放在不同倉(cāng)庫(kù)中；一種商品有多個(gè)供應(yīng)商，一個(gè)供應(yīng)商可供應(yīng)多種商品。試用E-R圖給出概念模型。5．請(qǐng)你為下述兩種情況分別建立銀行—儲(chǔ)戶—存款單之間的數(shù)據(jù)模型。(1)一個(gè)儲(chǔ)戶只在固定的一個(gè)銀行存款。(2)一個(gè)儲(chǔ)戶可以在多個(gè)銀行存款。這兩個(gè)模型有什么根本區(qū)別？,