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第 三章 数据管理中的数据模型 3.1 数据模型的基本概念 3.2 数据模型的四个世界 3.3 概念世界与概念模型 3.4 信息世界与逻辑模型 3.5 计算机世界与物理模型 本章小结 3.1 数据模型的基本概念 数据模型是数据管理特征的抽象，是数据管理的核心;真实、易于理解、方便实现 数据模型包括三部分内容 数据结构:基础数据的类型、性质以及关系； 数据操纵：数据结构上的操作类型与操作方式； 数据约束：数据间的语法、语义联系，它们间的制约与依存关系，数据动态变化的规则。 3.1 数据模型的基本概念 数据模型按不同的应用层次分成三种类型： 概念数据模型（概念模型）：面向客观世界、面向用户，与DBMS及具体的计算机平台无关； 逻辑数据模型（逻辑模型）：面向数据库系统，着重于在数据库系统一级实现。 物理数据模型（物理模型）：面向数据库物理表示，给出数据模型在计算机物理结构的表示。 3.2 数据模型的四个世界 3.3 概念世界与概念模型 1 E-R模型 3.3 概念世界与概念模型 （1）E-R模型的基本要素 实体 客观存在并可相互区分的事物叫实体 如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论 属性 实体所具有的某一特性。由属性名、属性型、属性值组成 一个实体可以由若干个属性来刻画 例如，学生可由学号、姓名、年龄、系等组成 联系 实体之间的相互关联 联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联系，每个选课联系都有一个成绩作为其属性 3.3 概念世界与概念模型 （2）E-R模型中联系的分类 两个实体集间的联系 多个实体集间的联系 一个实体集内部的联系 两个实体集之间的联系又可分为： 一对一的联系（1：1） 一对多或多对一的联系（1：m或m：1） 多对多的联系（m：n） 3.3 概念世界与概念模型 （3）E-R图的表示方法 实体集表示法 属性表示法 联系表示法 3.3 概念世界与概念模型 多个实体集之间的联系 3.3 概念世界与概念模型 3.3 概念世界与概念模型 例：在一个工厂物资管理系统中，有职工、仓库、项目、零件、供应商五个实体集以及供应、库存、领导、工作四个关系组成，试画出E-R图。 3.3 概念世界与概念模型 3.3 概念世界与概念模型 2 面向对象模型 （1）对象的组成 对象标识符（OID） 能惟一标识对象的符号 对象的静态特性 对对象属性的刻画 类似于E-R模型中的属性 对象的动态特性 对对象实施的操作 称为方法或操作 3.3 概念世界与概念模型 （2）对象的特点 对象的封装性 对象标识符的独立性 对象属性值的多值性 3.3概念世界与概念模型 （3）类与类的特性 类 将一组具有相同属性、方法的对象集合称为类； 类中的对象称为实例。 子类与超类 子类 超类 普化 特化（is-a） 3.3 概念世界与概念模型 聚合与分解 由简单的对象组合成复杂的对象称为类的聚合（is-part-of） 反之，为类的分解 3.3 概念世界与概念模型 面向对象模型 以类为处理单位，以类间的继承、聚合为关联所构成的模型称为面向对象模型。 面向对象模型能描述复杂的现实世界。 3.4 信息世界与逻辑模型 1 概述 层次模型 网状模型 关系模型 面向对象模型 对象-关系模型 3.4 信息世界与逻辑模型 关系模型的思想是IBM公司的E.F.Codd于1970年提出的； 关系模型由关系数据结构、关系操纵、数据约束 3.4 信息世界与逻辑模型 （1）关系数据结构 用二维表来表示实体集:表框架和表元组 用二维表来表示实体集之间的联系 3.4 信息世界与逻辑模型 关系的一列称为属性 关系的一行称为元组； 属性的取值范围称为域； 属性的个数称为关系的元； 关系框架 关系名及关系中的属性构成了关系框架。 设关系名为R，其属性为a1,a2,…,an,则该关系的框架是R(a1,a2,…an) 3.4 信息世界与逻辑模型 关系的性质 关系是一个二维表，每行对应一个元组，每列是一个属性，有一个属性名，对应一个域； 列是同质的，即列值来自同一个域，不同列可以出自同一个域，但列名不同； 关系中每一个属性是不可分解的，即所有域都是原子数据的集合； 3.4 信息世界与逻辑模型 关系的性质 关系中任两个元组不能完全相同； 每个关系都有关键字唯一标识各个元组； 关系中行的排列顺序、列的排列顺序是无关紧要的 3.4 信息世界与逻辑模型 键(Key)：标识元组，建立元组间联系 关系中凡能惟一标识元组的属性集称为该关系的键； 关系中可能有若干个键，它们称为候选键； 假设学生的姓名不能重复，这时学生的学号和姓名都可以标识一个学生，学号和姓名都是候选健 3.4 信息世界与逻辑模型 键