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1、第第2章章 概念模型与数据模型概念模型与数据模型在本章中，首先介绍信息的三个世界的相关概念，然在本章中，首先介绍信息的三个世界的相关概念，然后重点讲解概念模型和数据模型的特点及表示方法后重点讲解概念模型和数据模型的特点及表示方法要求掌握概念模型的主要特点，重点掌握要求掌握概念模型的主要特点，重点掌握ERER图的画图的画法法重点掌握层次模型及网状模型各自的数据结构、完整重点掌握层次模型及网状模型各自的数据结构、完整性约束条件以及他们的优缺点性约束条件以及他们的优缺点2.1 2.1 信息的信息的3 3个世界个世界1 1现实世界现实世界 现实世界即客观存在的世界，各种事物及现实世界即客观存在的世界，
2、各种事物及事物之间的联系。一个事物可以有许多特征，通事物之间的联系。一个事物可以有许多特征，通常都是选用人们感兴趣的以及最能表征该事物的常都是选用人们感兴趣的以及最能表征该事物的若干特征来描述该事物。以人为例，常选用姓名、若干特征来描述该事物。以人为例，常选用姓名、性别、年龄、籍贯等描述一个人的特征。事物间性别、年龄、籍贯等描述一个人的特征。事物间的关联是多方面的的关联是多方面的。实体实体(Entity)实体的特征实体的特征 (Entity Characteristic)实体集实体集(Entity Set)2.1 2.1 信息的信息的3 3个世界个世界2 2信息世界信息世界 现实世界中的事物及
3、其联系由人们的感官现实世界中的事物及其联系由人们的感官感知，经过人们头脑的分析、归纳、抽象，形成感知，经过人们头脑的分析、归纳、抽象，形成信息。对这些信息进行记录、整理、归类和格式信息。对这些信息进行记录、整理、归类和格式化后，它们就构成了信息世界。对所研究的信息化后，它们就构成了信息世界。对所研究的信息世界建立一个抽象的模型，称之为信息模型（即世界建立一个抽象的模型，称之为信息模型（即概念模型）。概念模型）。属性属性(Attribute)实例实例(Instance)对象对象(Object)2.1 2.1 信息的信息的3 3个世界个世界3 3机器世界机器世界 用计算机管理信息，必须对信息进行数
4、据化，数据化用计算机管理信息，必须对信息进行数据化，数据化后的信息称之为数据，数据是能够被机器识别并处理的。后的信息称之为数据，数据是能够被机器识别并处理的。数据化了的信息世界称之为机器世界。数据化了的信息世界称之为机器世界。v数据项数据项(Item)或或 字段字段 (Field)v记录记录 (Record)v文件文件 (File)2.1 2.1 信息的信息的3 3个世界个世界4三个世界之间的关系三个世界之间的关系 2.2 概念模型概念模型1、基本概念、基本概念 定义：是对信息世界的管理对象、属性定义：是对信息世界的管理对象、属性及联系等信息的描述形式。及联系等信息的描述形式。主码主码(Pri
5、mary Key)次码次码(Secondary Key)域域 (Domain)2.2 概念模型概念模型2、实体间的联系、实体间的联系 一对一联系一对一联系(1:1)一对多联系一对多联系(1:N)多对多联系多对多联系(M:N)2.2 概念模型概念模型3、表示方法、表示方法 实体实体-联系模型联系模型(E-R Model 即即 Entity-Relationship Model)矩形框矩形框：表示实体类型表示实体类型 菱形框：菱形框：表示联系类型表示联系类型 椭圆形：椭圆形：表示实体和联系的属性表示实体和联系的属性 直线直线 ：连接联系类型与其涉及的实体连接联系类型与其涉及的实体 2.2 概念模型
6、概念模型4、E-R模型实例模型实例1MNN12.2 概念模型概念模型4、E-R模型实例模型实例2ProjectProjectPartPartSupplierSupplierP_PP_SJ#JNameDateTotalMMNNP#PnameColorWeightQuantityS#SnameSaddr2.3 2.3 常见的常见的数据模型数据模型 2.3.1 2.3.1 数据模型的三要素数据模型的三要素数据结构数据结构：指对实体类型和实体联系的表达和：指对实体类型和实体联系的表达和实现；实现；数据操作数据操作：指对数据库的检索和更新两类操作：指对数据库的检索和更新两类操作数据完整性约束条件数据完整
7、性约束条件：指数据及其联系所具有：指数据及其联系所具有的制约和依赖规则；的制约和依赖规则；2.3.2 2.3.2 层次层次模型模型1 1、数据结构、数据结构定义定义：用树形结构表示实体类型及实体间联：用树形结构表示实体类型及实体间联系的系的 DataModelDataModel 表示方法表示方法：实体集用记录表示；记录类型包含若实体集用记录表示；记录类型包含若干字段，字段用于描述实体的属性；记录值表示实干字段，字段用于描述实体的属性；记录值表示实体；记录之间的联系用基本层次联系表示；体；记录之间的联系用基本层次联系表示；特点特点：对于任何一个给定的记录值，只有按其路对于任何一个给定的记录值，只
8、有按其路径查看，才能显出它的全部意义；没有一个子女的径查看，才能显出它的全部意义；没有一个子女的记录只能脱离双亲记录值而独立存在。记录只能脱离双亲记录值而独立存在。2.3.2 2.3.2 层次层次模型模型2 2、多对多联系的表示、多对多联系的表示冗余节点分解法冗余节点分解法 优点：优点：结构清晰，允许改变存储位置结构清晰，允许改变存储位置；缺点：缺点：占用存储空间大，有潜在的不一致性占用存储空间大，有潜在的不一致性虚拟节点分解法虚拟节点分解法 优点：优点：占用存储空间小，能避免潜在的不一致性；占用存储空间小，能避免潜在的不一致性；缺点：缺点：改变存储位置时可能引起虚拟节点指针的改变存储位置时可
9、能引起虚拟节点指针的改变。改变。2.3.2 2.3.2 层次层次模型模型将仓库模型的将仓库模型的ER模模型转化成层次模型型转化成层次模型PartProjectP_SSupplierPart(P#,Pname,Color,Weight)Project(J#,Jname,Data,P#,Total)P_S(P#,S#,Quantity)Supplier(S#,Sname,Saddr)2.3.2 2.3.2 层次层次模型模型4 4、存储结构存储结构邻接存储法邻接存储法 按前序穿越的顺序，依次邻接存放；按前序穿越的顺序，依次邻接存放；链接存储法链接存储法 子女兄弟链接法子女兄弟链接法 层次序列链接法层
10、次序列链接法2.3.3 2.3.3 网状网状模型模型1 1、数据结构、数据结构定义定义：用有向图表示实体类型及实体间联系：用有向图表示实体类型及实体间联系的的 DataModelDataModel 表示方法表示方法：实体集用记录表示；记录值表示实体；实体集用记录表示；记录值表示实体；实体之间的联系用节点间的有向线段表示；从箭尾实体之间的联系用节点间的有向线段表示；从箭尾的记录到箭头的记录间的联系是的记录到箭头的记录间的联系是1:1:N N的联系；的联系；2.3.3 2.3.3 网状网状模型模型2.3.3 2.3.3 网状网状模型模型 在网状模型中，对数据的查询可以在网状模型中，对数据的查询可以
11、用两种方式：用两种方式：（1）从网络中任一结点开始查询；）从网络中任一结点开始查询；（2）沿着网络中的路径按任意方向查询。）沿着网络中的路径按任意方向查询。网状模型的主要缺点是数据结构本网状模型的主要缺点是数据结构本身及其相应的数据操作语言都极为身及其相应的数据操作语言都极为复杂。复杂。2.3.3 2.3.3 网状网状模型模型2 2、将、将E-RE-R模型转化为网状模型模型转化为网状模型ProjectPartSupplierP_PP_SS1S2S3S4习习 题题 1设某商业集团数据库中有设某商业集团数据库中有3 3个实体集，一是个实体集，一是“商店商店”实体集，属实体集，属性有商店编号、商店店
12、名、地址等；二是性有商店编号、商店店名、地址等；二是“商品商品”实体集，属实体集，属性有商品号、商品名、规格、单价；三是性有商品号、商品名、规格、单价；三是“职工职工”实体集，属实体集，属性有职工编号、姓名、性别、业绩等。性有职工编号、姓名、性别、业绩等。商店与商品之间存在商店与商品之间存在“销售销售”联系，每个商店可销售多种商品，联系，每个商店可销售多种商品，每种商品也可放在多个商店销售，每个商店销售一种商品，有每种商品也可放在多个商店销售，每个商店销售一种商品，有月销售量；商店与职工之间存在着月销售量；商店与职工之间存在着“聘用聘用”联系，每个商店有联系，每个商店有多名职工，每个职工只能在
13、一个商店工作，商店聘用制共有聘多名职工，每个职工只能在一个商店工作，商店聘用制共有聘期和月薪。期和月薪。试画出该系统的试画出该系统的 E-R 模型。模型。习习 题题 1 参参 考考 答答 案案商店商店商店商店职工职工销售销售聘用聘用商品号商品号职工编号职工编号商店编号商店编号月销售量月销售量月薪月薪聘期聘期MN1N习习 题题 2某工厂需要建立一管理数据库存储以下信息：某工厂需要建立一管理数据库存储以下信息：一个工厂有多个车间，每个车间有车间号、主任姓名、电话一个工厂有多个车间，每个车间有车间号、主任姓名、电话 一个车间有多个工人，每个工人有工号、姓名、年龄、性别、公种；一个车间有多个工人，每个
14、工人有工号、姓名、年龄、性别、公种；一个车间生产多种产品，产品有产品号、价格；一个车间生产多种产品，产品有产品号、价格；一个车间还生产多种零件，一种零件也可能为多个车间制造，零件零件号、一个车间还生产多种零件，一种零件也可能为多个车间制造，零件零件号、重量、价格；重量、价格；一种产品有多种零件组成，一种零件也可装配到多种产品中；一种产品有多种零件组成，一种零件也可装配到多种产品中；产品与零件均存入仓库中；产品与零件均存入仓库中；厂内有多个仓库，仓库有仓库号、主任姓名、电话；厂内有多个仓库，仓库有仓库号、主任姓名、电话；试画出该系统的试画出该系统的 E-R 模型；并将其转化为层次模型模型；并将其
15、转化为层次模型习习 题题 2 参参 考考 答答 案案工厂车间仓库零件产品工人制造组成MMMMMMMMNN11111习习 题题 2 参参 考考 答答 案案工厂车间仓库零件产品工人制造组成零件产品组成制造组成组成2.3.4 2.3.4 面向对象面向对象模型模型1 1、基本概念、基本概念对象对象(Object)Object)：现实世界中实体的模型化；现实世界中实体的模型化；对象的状态对象的状态该该对象属性值的集合；对象属性值的集合；对象的行为对象的行为在在对象状态上操作的方法集；对象状态上操作的方法集；类（类（Class)Class)：具有相同属性集和方法集的对具有相同属性集和方法集的对象集合象集合；类可以嵌套、继承、派生；类可以嵌套、继承、派生；2.3.4 2.3.4 面向对象面向对象模型模型2 2、表示方法、表示方法PRPATotalPAPSQuantity J#JnameDateP#PnameColorWeightS#SnameSaddr类类Supplier类类Part类类Project类类P_P类类P_S