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第2章 数据库系统结构 本章主要内容 (1) 数据库设计中的数据描述 。 (2) 数据模型的描述。 (3) 数据库的体系结构 。 本章的重要概念 概念、逻辑和物理设计中的数据描述，数据联系的描述，数据模型的定义，实体间二元联系，ER模型，数据库的体系结构，三级结构，两级映象，两级数据独立性。 2.1 数据描述 概念设计中的数据描述 数据库的概念设计是根据用户的需求设计数据库的概念结构。 实体（Entity）： 客观存在、可以相互区别的事物称为实体。实体可以是具体的对象，例如一名男学生，一辆汽车等。也可以是抽象的对象，例如一次借书，一场足球比赛等。实体集（Entity Set） 性质相同的同类实体的集合，称为实体集。例如所有的男学生，全国足球锦标赛的所有比赛等。有时，在不引起混淆的情况下也称实体集为实体。 属性（Attribute）： 实体有很多特性，每一个特性称为一个属性。每一个属性有一个值域，其类型可以是整数型、实数型、字符串型等。例如实体学生有属性学号、姓名、年龄、性别等。 实体标识符（Identifier）： 能惟一标识实体的属性或属性集，称为实体标识符。有时也称为关键码（Key），或简称为键。例如学生的学号可以作为学生实体的标识符。 逻辑设计中的数据描述 数据库的逻辑设计是根据概念设计得到的，逻辑设计中的术语如下： 字段（Field）： 标记实体属性的命名单位称为字段或数据项。它是可以命名的最小信息单位，所以又称为数据元素或数据项。字段的命名往往和属性名相同。例如学生有学号、姓名、年龄、性别等字段。 记录（Record）： 字段的有序集合称为记录。一般用一个记录描述一个实体，所以记录又可以定义为能完整地描述一个实体的字段集。例如一个学生记录，由有序的字段集组成：学号，姓名，年龄，性别。 文件（File）： 同一类记录的集合称为文件。文件是用来描述实体集的。例如所有的学生记录组成了一个学生文件。 关键码（Key） 能惟一标识文件中每个记录的字段或字段集，称为记录的关键码（简称为键）。 概念设计和逻辑设计中两套术语的对应关系 物理存储中的数据描述 数据描述有两种形式：物理描述和逻辑描述。物理数据描述指数据在存储设备上的存储方式的描述，物理数据是实际存放在存储设备上的数据。 在数据库系统中，逻辑数据与物理数据之间可以是差别很大的。 数据库系统的一个目标是使用户能简单、方便、容易地存取数据，不必关心数据库的存储结构和具体实现方式。 数据联系的描述 (1) 在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些联系在信息世界中反映为实体集内部的联系和实体集之间的联系。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系；实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。 两个实体集之间的联系 一对一联系（1:1）：如果对于实体集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，则称实体集A与实体集 B有一对多联系，记为1:N。 数据联系的描述 (2) 一对多联系（1:N）： 如果对于实体集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，则称实体集A与实体集B有一对多联系，记为1:N。 数据联系的描述 (3) 例 数据联系的描述 (4) 多对多联系（M:N）： 如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有N个实体（N≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有M个实体（M≥0）与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系，记为M:N。 数据联系的描述 (5) 例 数据联系的描述 (6) 数据联系的描述 (7) 有3个实体：供应商、项目、零件，一个供应商可以供给多个项目多种零件，而每个项目可以使用多个供应商供应的零件，每种零件可由不同供应商供给，由此看出供应商、项目、零件三者之间是多对多的联系。 数据联系的描述 (8) 单个实体集内的联系 同一个实体集内的各实体之间也可以存在一对一、一对多、多对多的联系。例如，职工实体集内部具有领导与被领导的联系，即某一职工（干部）“领导”若干名职工，而一个职工仅被另外一个职工直接领导，因此这是一对多的联系。 2.2 数据模型 数据模型的定义 数据模型的种类很多， 目前被广泛使用的可分为两种类型。一种是独立于计算机系统的数据模型，完全不涉及信息在计算机中的表示，只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构，这类模型称为“概念数据模型”；另一种数据模型是直接面向数据库的逻辑结构，它是对现实世界的第二层抽象。这类模型直接与DBMS有