1、第2章 概念模型與數(shù)據(jù)模型,在本章中，首先介紹信息的三個世界的相關(guān)概念，然后重點講解概念模型和數(shù)據(jù)模型的特點及表示方法 要求掌握概念模型的主要特點，重點掌握ER圖的畫法 重點掌握層次模型及網(wǎng)狀模型各自的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、完整性約束條件以及他們的優(yōu)缺點,2.1 信息的3個世界,1現(xiàn)實世界 現(xiàn)實世界即客觀存在的世界，各種事物及事物之間的聯(lián)系。一個事物可以有許多特征，通常都是選用人們感興趣的以及最能表征該事物的若干特征來描述該事物。以人為例，常選用姓名、性別、年齡、籍貫等描述一個人的特征。事物間的關(guān)聯(lián)是多方面的。 實體 (Entity) 實體的特征 (Entity Characteristic) 實體集 (

2、Entity Set),2.1 信息的3個世界,2信息世界 現(xiàn)實世界中的事物及其聯(lián)系由人們的感官感知，經(jīng)過人們頭腦的分析、歸納、抽象，形成信息。對這些信息進行記錄、整理、歸類和格式化后，它們就構(gòu)成了信息世界。對所研究的信息世界建立一個抽象的模型，稱之為信息模型（即概念模型）。 屬性 ( Attribute) 實例 (Instance) 對象 (Object),2.1 信息的3個世界,3機器世界 用計算機管理信息，必須對信息進行數(shù)據(jù)化，數(shù)據(jù)化后的信息稱之為數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是能夠被機器識別并處理的。數(shù)據(jù)化了的信息世界稱之為機器世界。 數(shù)據(jù)項 ( Item) 或 字段 ( Field ) 記錄 ( Rec

3、ord ) 文件 ( File ),2.1 信息的3個世界,4三個世界之間的關(guān)系,2.2 概念模型,1、基本概念 定義：是對信息世界的管理對象、屬性及聯(lián)系等信息的描述形式。 主碼 (Primary Key) 次碼 (Secondary Key) 域 ( Domain),2.2 概念模型,2、實體間的聯(lián)系 一對一聯(lián)系 (1 : 1) 一對多聯(lián)系 (1 : N) 多對多聯(lián)系 (M : N),2.2 概念模型,3、表示方法 實體-聯(lián)系模型 ( E-R Model 即 Entity-Relationship Model) 矩形框 ： 表示實體類型 菱形框： 表示聯(lián)系類型 橢圓形： 表示實體和聯(lián)系的屬性

4、 直線 ： 連接聯(lián)系類型與其涉及的實體,2.2 概念模型,4、E-R模型實例1,M,N,N,1,2.2 概念模型,4、E-R模型實例2,Project,Part,Supplier,P_P,P_S,J#,JName,Date,Total,M,M,N,N,P#,Pname,Color,Weight,Quantity,S#,Sname,Saddr,2.3 常見的數(shù)據(jù)模型,2.3.1 數(shù)據(jù)模型的三要素 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：指對實體類型和實體聯(lián)系的表達和實現(xiàn)； 數(shù)據(jù)操作：指對數(shù)據(jù)庫的檢索和更新兩類操作 數(shù)據(jù)完整性約束條件：指數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依賴規(guī)則；,2.3.2 層次模型,1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義：用樹形結(jié)構(gòu)

5、表示實體類型及實體間聯(lián)系的 DataModel 表示方法：實體集用記錄表示；記錄類型包含若干字段，字段用于描述實體的屬性；記錄值表示實體；記錄之間的聯(lián)系用基本層次聯(lián)系表示； 特點：對于任何一個給定的記錄值，只有按其路徑查看，才能顯出它的全部意義；沒有一個子女的記錄只能脫離雙親記錄值而獨立存在。,2.3.2 層次模型,2、多對多聯(lián)系的表示 冗余節(jié)點分解法 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)清晰，允許改變存儲位置； 缺點：占用存儲空間大，有潛在的不一致性 虛擬節(jié)點分解法 優(yōu)點：占用存儲空間小，能避免潛在的不一致性； 缺點：改變存儲位置時可能引起虛擬節(jié)點指針的改變。,2.3.2 層次模型,將倉庫模型的ER模型轉(zhuǎn)化成層次模型

6、,Part,Project,P_S,Supplier,Part(P#, Pname,Color,Weight),Project(J#, Jname,Data,P#,Total),P_S(P#, S#,Quantity),Supplier(S#, Sname,Saddr),2.3.2 層次模型,4、 存儲結(jié)構(gòu) 鄰接存儲法 按前序穿越的順序，依次鄰接存放； 鏈接存儲法 子女兄弟鏈接法 層次序列鏈接法,2.3.3 網(wǎng)狀模型,1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義：用有向圖表示實體類型及實體間聯(lián)系的 DataModel 表示方法：實體集用記錄表示；記錄值表示實體；實體之間的聯(lián)系用節(jié)點間的有向線段表示；從箭尾的記錄到箭頭的

7、記錄間的聯(lián)系是1:N的聯(lián)系；,2.3.3 網(wǎng)狀模型,2.3.3 網(wǎng)狀模型, 在網(wǎng)狀模型中，對數(shù)據(jù)的查詢可以用兩種方式： （1）從網(wǎng)絡(luò)中任一結(jié)點開始查詢； （2）沿著網(wǎng)絡(luò)中的路徑按任意方向查詢。 網(wǎng)狀模型的主要缺點是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)操作語言都極為復(fù)雜。,2.3.3 網(wǎng)狀模型,2、將E-R模型轉(zhuǎn)化為網(wǎng)狀模型,Project,Part,Supplier,P_P,P_S,S1,S2,S3,S4,習(xí) 題 1,設(shè)某商業(yè)集團數(shù)據(jù)庫中有3個實體集，一是“商店”實體集，屬性有商店編號、商店店名、地址等；二是“商品”實體集，屬性有商品號、商品名、規(guī)格、單價；三是“職工”實體集，屬性有職工編號、姓名、性別

8、、業(yè)績等。 商店與商品之間存在“銷售”聯(lián)系，每個商店可銷售多種商品，每種商品也可放在多個商店銷售，每個商店銷售一種商品，有月銷售量；商店與職工之間存在著“聘用”聯(lián)系，每個商店有多名職工，每個職工只能在一個商店工作，商店聘用制共有聘期和月薪。 試畫出該系統(tǒng)的 E-R 模型。,習(xí) 題 1 參 考 答 案,商店,商店,職工,銷售,聘用,商品號,職工編號,商店編號,月銷售量,月薪,聘期,M,N,1,N,習(xí) 題 2,某工廠需要建立一管理數(shù)據(jù)庫存儲以下信息： 一個工廠有多個車間，每個車間有車間號、主任姓名、電話 一個車間有多個工人，每個工人有工號、姓名、年齡、性別、公種； 一個車間生產(chǎn)多種產(chǎn)品，產(chǎn)品有產(chǎn)品

9、號、價格； 一個車間還生產(chǎn)多種零件，一種零件也可能為多個車間制造，零件零件號、重量、價格； 一種產(chǎn)品有多種零件組成，一種零件也可裝配到多種產(chǎn)品中； 產(chǎn)品與零件均存入倉庫中； 廠內(nèi)有多個倉庫，倉庫有倉庫號、主任姓名、電話； 試畫出該系統(tǒng)的 E-R 模型；并將其轉(zhuǎn)化為層次模型,習(xí) 題 2 參 考 答 案,工廠,車間,倉庫,零件,產(chǎn)品,工人,制造,組成,M,M,M,M,M,M,M,M,N,N,1,1,1,1,1,習(xí) 題 2 參 考 答 案,工廠,車間,倉庫,零件,產(chǎn)品,工人,制造,組成,零件,產(chǎn)品,組成,制造,組成,組成,2.3.4 面向?qū)ο竽Ｐ?1、基本概念 對象(Object)：現(xiàn)實世界中實體的模型化； 對象的狀態(tài)該對象屬性值的集合； 對象的行為在對象狀態(tài)上操作的方法集； 類（Class)：具有相同屬性集和方法集的對象集合；類