1、第二章 數(shù)據(jù)模型,本章內(nèi)容簡(jiǎn)介及基本要求 本章全面介紹數(shù)據(jù)庫常用的數(shù)據(jù)模型：概念模型、關(guān)系模型、對(duì)象模型。能區(qū)分概念模型和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型的區(qū)別。能掌握構(gòu)造模型的基本方法。,第一節(jié) 概念模型(ER),一. 實(shí)體與實(shí)體屬性 實(shí)體與實(shí)體集 實(shí)體：在現(xiàn)實(shí)中被模擬的對(duì)象。 實(shí)體集：具有相同特征的實(shí)體集合。 . 屬性：用來描述實(shí)體特征的數(shù)據(jù)項(xiàng)。 簡(jiǎn)單屬性：屬性值為基本類型。如： int, flaot,string(char),boolean,date,time. 組合屬性：屬性的值為組合類型，如： structure,array,set. . 實(shí)體碼：用來唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)實(shí)體的屬性。,舉例1：學(xué)生和課程,學(xué)

2、生具有如下屬性：學(xué)號(hào)，姓名，性別，所在院系。 課程具有如下屬性：課號(hào)，課名，課程性質(zhì)，學(xué)分。 如果在課程中增加先修課，該屬性為組合屬性。,二.聯(lián)系與屬性,聯(lián)系：反映實(shí)體與實(shí)體之間相互關(guān)聯(lián)，如： 學(xué)生和課程存在一種聯(lián)系，這種聯(lián)系叫選課。 角色： 出現(xiàn)在聯(lián)系中的實(shí)體。相同的實(shí)體可以出現(xiàn)在同一聯(lián)系中，但在其中扮演的角色不同。請(qǐng)同學(xué)舉一例說明。 聯(lián)系的屬性：如：在選課聯(lián)系中成績(jī)。,三 . 聯(lián)系的分類,一對(duì)一的聯(lián)系，如：部門與負(fù)責(zé)人 一對(duì)多的聯(lián)系，如：學(xué)生和院系 多對(duì)多的聯(lián)系，如：學(xué)生和課程 按所涉及的實(shí)體集分： 一元聯(lián)系 二元聯(lián)系 多元聯(lián)系,四.子集與繼承性,子集與超集 子集繼承超集的所有屬性。 IS

3、A 聯(lián)系：反映子集與超集的聯(lián)系。 . 子集的完備性。 . 子集的不相交性。 例： 本科生是學(xué)生的子集。,五. E-R圖,實(shí)體圖： 聯(lián)系圖： 屬性圖： . 用下劃線表示碼,實(shí)體名,聯(lián)系名,屬性名,ISA,例2：描述如下系統(tǒng)的ER模型,在圖書借閱活動(dòng)中，讀者可分為本科生，研究生，及其它讀者。本科生由專業(yè)加以描述，研究生由專業(yè)和導(dǎo)師描述。每名讀者最多可借6本書，借期三個(gè)月。,ER圖2,學(xué)號(hào),討論題,設(shè)銀行儲(chǔ)蓄活動(dòng)是指存款和取款，這些活動(dòng)包含哪些實(shí)體，哪些聯(lián)系？,1. 存款類型：如：活期，定期一年等； 2. 客戶。 3. 聯(lián)系為：開戶。,存款類型,客戶,帳號(hào),余額,六. 概念模型設(shè)計(jì)步驟,1.確定實(shí)體

4、及所具有的屬性。 2. 確定聯(lián)系及聯(lián)系的屬性。 3. 確定子集與超集的關(guān)系。 4. 確定聯(lián)系的類型及實(shí)體的碼。,第二節(jié) 面向?qū)ο竽Ｐ?一 類 1. 定義：具有相同特征的對(duì)象集。 2. 組成：屬性：對(duì)對(duì)象的刻劃。 方法：實(shí)現(xiàn)消息所具有的功能。 3. 對(duì)象標(biāo)識(shí)碼（OID）：唯一標(biāo)識(shí)對(duì)象的整數(shù)。由系統(tǒng)產(chǎn)生。 二 屬性類型 1基本類型：integer,flaot,string,date等。 2 組合類型：set(t),array,structure nt,f;,類的描述方法：,1. 基本格式： interface 類名 key(屬性) attribute 類型 屬性名； relationship 類型

5、 聯(lián)系名 inverse 類名：聯(lián)系名； 說明：聯(lián)系的類型只能是set(類)或類。,例3：學(xué)生類(一個(gè)最簡(jiǎn)單的類）interface xsattribute string xm;attribute int xh;attribute string szyx;,2. 聯(lián)系與逆聯(lián)系的描述。 例：在學(xué)生類的基礎(chǔ)上增加聯(lián)系和主碼的描述：,interface xs key(xh)attribute string xm;attribute int xh;attribute string szyx; relationship set(kc) xsxk inverse kc : bx; ,帶屬性聯(lián)系的描述：,1

6、. 若聯(lián)系是1對(duì)1和1對(duì)多的，則通過屬性轉(zhuǎn)移法。例如： interface dz key(bh) attribute integer bh; attribute string xm; attribute string szdw; relationship set(ts) jy invers ts : bj; interface ts key(tsbh) attribute integer tsbh; attribute string sm; attribute date jsrq; relationship dz bj inverse dz:jy;,2. 若聯(lián)系是多對(duì)多的，且?guī)傩裕?若不帶屬

7、性呢？）,將聯(lián)系作為類。例：引入選課類： interface xk attribute int cj; 然后將學(xué)生與課程的聯(lián)系都轉(zhuǎn)化為對(duì)選課的聯(lián)系，如下圖：,例4：聯(lián)系的轉(zhuǎn)化：,例5： 學(xué)生與課程面向?qū)ο竺枋觯?Interface xs key(xh) attribute string xh; attribute string xm; relationship set (xk) xsxk invers xk: bxsxk; Interface kc key(kh) attribute string kh; attribute string km; Relationship set(xk) kc

8、xk invers xk:bkcxk;,interface xk attribute int cj; relationship xs bxsxk invers xs:xsxk; relationship kc bkcxk invers kc:kcxk;,3 逆聯(lián)系,invers 類名:聯(lián)系名 意義： 說明兩個(gè)聯(lián)系采用同一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。,四. 子類與繼承性,1. 子類的描述：interface 子類名:超類名 attribute 類型 屬性； relationship .; 例5：描述學(xué)生是讀者的子類： interface xs : dz attribute string xz:學(xué)生是什么類學(xué)生 a

9、ttribute string zy; attribute integer xh;,2. 繼承性：,子類繼承他超類的所有屬性和聯(lián)系： 例如： 學(xué)生繼承讀者的所有屬性。,第三節(jié) 關(guān)系數(shù)據(jù)模型,一 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的概念 定義：由行，列構(gòu)成有一個(gè)標(biāo)識(shí)的二維表 如學(xué)生名表。 說明：. 每一列是基本數(shù)據(jù)。 . 每一列由列名標(biāo)識(shí)。 . 與行，列的排列次序無關(guān)。 . 每一行稱為一個(gè)元組。 . 每一元組的一個(gè)數(shù)據(jù)稱為分量。 3. 關(guān)系的碼，主碼，候選碼。,一張學(xué)生表,二. 關(guān)系操作,集合類操作：交集，并集，差集。 關(guān)系特有的運(yùn)算： 1. 選擇：從表中選擇若干行： 2. 笛卡爾積： 3. 自然連接： 4. 條件連

10、接： 5. 投影： 6. 換名：,關(guān)系模型的優(yōu)點(diǎn),有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。 概念單一。 易學(xué)。 支持SQL語言。 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。,第四節(jié) 關(guān)系模式的設(shè)計(jì),關(guān)系模式 1. 定義： 關(guān)系中屬性名的集合。 2. 要求：每一個(gè)屬性必須是簡(jiǎn)單屬性。 3. 意義：反映關(guān)系中數(shù)據(jù)的構(gòu)成。 記為：R( 簡(jiǎn)單實(shí)體的轉(zhuǎn)化 簡(jiǎn)單實(shí)體：組成實(shí)體的屬性均為簡(jiǎn)單屬性。 方法：將實(shí)體轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式。,例6 將例2中的讀者轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式：,DZ(DZBH,XM, DW) 說明：DZ為模式名。,三 . 簡(jiǎn)單聯(lián)系的轉(zhuǎn)化:,簡(jiǎn)單聯(lián)系:屬性為簡(jiǎn)單屬性. 直接轉(zhuǎn)化為模式: 如: 借閱轉(zhuǎn)化為:JY(DZBH,TSBH,JSRQ) 設(shè)居民中存在婚姻

11、聯(lián)系,請(qǐng)問: 如何構(gòu)造婚姻模式?(已知居民模式為 JM(SFZH,XM,ZZ),2. 1對(duì)1和1對(duì)多的轉(zhuǎn)化方法,聯(lián)系屬性轉(zhuǎn)移法:將屬性轉(zhuǎn)移到多方實(shí)體上. 例7:把部門和職員中的領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式:,部門,領(lǐng)導(dǎo),職員,任職日期,部門號(hào),職員號(hào),屬于,第一種轉(zhuǎn)化方法：,轉(zhuǎn)化為四個(gè)關(guān)系模式：即： BM（BMH，BMMC，DH，DZ）； YG（YGBH，XM，XB）； LD（BMH，YGBH，RZRQ）； SY（BMH，YGBH，GZRQ） 請(qǐng)問：LD，SY聯(lián)系的碼是什么？,第二種方法,轉(zhuǎn)移法：將聯(lián)系屬性移到實(shí)體上，例如： BM（BMH，BMMC，DH，DZ，LDBH）； YG（YGBH，XM，X

12、B，BMH）；,四. ISA聯(lián)系的轉(zhuǎn)化：,1. 將超集的碼引入子集模式中。 例：設(shè)計(jì)讀者與本科生的ISA聯(lián)系的模式。 BKS（XH，ZY，DZBH） . 2. 在超集中引入子集標(biāo)志。不再為子集設(shè)計(jì)模式。例如： DZ(DZBH,XM,DZDW,DZLX,ZY,DS),討論題：設(shè)計(jì)銀行儲(chǔ)蓄系統(tǒng)的關(guān)系模式。,客戶,儲(chǔ)蓄,開戶,身份證號(hào),姓名,開戶日期,帳號(hào),金額,編號(hào),名稱,利率,銀行系統(tǒng)的關(guān)系模式,KH(SFZH,XM) KAIH(SFZH,CKBH,ZH,JE,RQ) CK(CKBH,CKMC,LL) 請(qǐng)問：KAIH的主碼？,五. 帶有組合屬性的轉(zhuǎn)化,結(jié)構(gòu)屬性的轉(zhuǎn)化： 將各分量作為屬性，如在學(xué)生中引入籍貫。 數(shù)組屬性的轉(zhuǎn)化：（與1同） 集合屬性的轉(zhuǎn)化： 將集合屬性作為實(shí)體引入 如：在圖書中將作者作為實(shí)體引入。,舉例,由于圖書的作者屬性是集合屬性，所以得： XZ(TSBH,SFZH）表示寫作聯(lián)系, ZZ（ SFZH ,ZZXM,DW) 表示作者。 ZZXM：表示姓名，DW表示單位。,將下列ER圖轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)系模式,供應(yīng)商,項(xiàng)目,零件,供應(yīng),名稱,ISA,水電項(xiàng)目,地址,數(shù)量,編號(hào),名