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第2章 数据模型(教学)

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数据库原理与应用(清华大学版)课后答案-第2章-数据模型

数据库原理与应用(清华大学版)课后答案-第2章-数据模型

数 据 模 型2。

1 练习题2及参考答案1。

什么是关系？什么是关系框架？关系之间实现联系的手段是什么?什么是关系数据库？答：关系是一张二维表,即元组的集合.关系框架是一个关系的属性名表。

形式化表示为：R （A1,A2,…,An)，其中：R 为关系名，Ai 为关系的属性名。

关系之间实现联系的手段是通过关系之间的公共属性来实现联系。

关系数据库是指对应于一个关系模型的所有关系的集合。

2. 某医院病房计算机管理中需如下信息：科室：科名、科地址、科电话、医生姓名 病房：病房号、床位数、所属科室名医生：姓名、职称、所属科室名、年龄、工作证号 病人：病历号、姓名、性别、诊断医生、病房号其中，一个科室有多个病房、多个医生；一个病房只能属于一个科室；一个医生只属于一个科室，但可负责多个病人的诊治;一个病人的主治医生只有一个。

设计该计算机管理系统的E-R 图.答：对应的E —R 图如图2。

1所示.第 章2图2.1 E—R图3。

学校有若干个系,每个系有若干名教师和学生；每个教师可以教授若干门课程,并参加多个项目；每个学生可以同时选修多门课程。

请设计某学校的教学管理的E-R模型,要求给出每个实体、联系的属性。

答:该学校的教学管理E-R模型有以下实体:系、教师、学生、项目、课程。

各实体属性如下：系(系编号，系名，系主任）教师（教师编号,教师姓名，职称）学生（学号，姓名，性别，班号）项目（项目编号，名称，负责人）课程（课程编号,课程名,学分）各实体之间的联系如下：教师担任课程的1：n“任课”联系教师参加项目的n：m“参加"联系学生选修课程的n:m“选修"联系系、教师和学生之间的所属关系的1：m:n“领导”联系对应的E—R模型如图2。

2所示。

第2章 数据模型3系领导项目 系编号 系名 课程编号 系主任 学生 姓名 学号 性别班号选修 教师课程任课课程名学分成绩职称参加 项目编号 负责人名称 教师编号教师姓名1m nmn 1nnm 图2。

第2章 数据库-关系模型1

第2章 数据库-关系模型1


• 在关系数据模型中一般将数据完整性分为三类
– 实体完整性
– 参照完整性 – 用户定义完整性
需要说明两点
• 关系是元组的集合，集合（关系）中的元素（元组） 是无序的；而元组不是分量di的集合，元组中的分量
是有序的。
例如，在关系中(a,b)≠(b,a)，但在集合中{a,b}={b,a}。
• 若一个关系的元组个数是无限的，则该关系称为无限
实体完整性规则
• 实体完整性是要保证关系中的每个元组都是可识别和唯一的。 • 实体完整性规则要求关系中元组的主键值不可以为空值。
• 实体完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，也称作是
关系的不变性。 • 关系数据库管理系统用主键实现实体完整性，这是由关系系统 自动支持的。
对实体完整性规则的几点说明
关系数据语言
• 关系代数语言：如ISBL
• 关系演算语言：
– 元组关系演算语言（如Aplha,Quel)
– 域关系演算语言（如QBE)
• 具有关系代数和关系演算双重特点的语言：如SQL
返回
关系完整性约束
• 在数据库中数据完整性是指保证数据正确的特性。
它包括两方面的内容：
– 与现实世界中应用需求的数据的相容性和正确性； – 数据库内数据之间的相容性和正确性。
部门表(R1)
部门编号 01 02 03 04 部门名称 经理办公室 人事部 公关部 技术部 …
02 03
外部关系键
主关系键
注意事项：
• 外部关键字和相应的主关键字可以不同名，只要 定义在相同值域即可。 • 两个关系（R和S）也可以是同一个关系模式，表 示了属性之间的联系。 • 外部关键字的值是否为空，应视具体问题而定。
第2章 关系数据库数学模型

第2章 关系数据库数学模型


关系——二维表（行列），实体及其联系 都用关系表示。在用户看来关系数据的逻辑模 型就是一张二维表。
关系数据模型概述（续I）

关系操作 查询： 1）选择Select； 4）除Divide； Intersection； 编辑： 1）增加Insert； Update；
2）投影Project； 3）连接Join； 5）并Union； 6）交 7）差Difference；

三元关系的转换 一般要引入分离关系 如公司、产品和国家之间的m:n:p的三元关系及销 售联系。
关系代数

关系代数概述 关系代数的运算符 集合运算符
并U 交∩ 差 专门的关系运算符

笛卡尔积 × 选择σ 投影π 连接 除 算术比较符

> ≥ < ≤ = ≠ 逻辑运算符
EER模型到关系模式的转换（续IV）
为此，本例中引入一个分离关系On_Load(借 出的书)，可以避免空值的出现。 这样，存在以下三个关系模式： Borrower(B#,Name,Address,……) Book(ISBN,Title,……) On_Load(ISBN,B#,Date1,Date2) 只有借出的书才会出现在关系On_Load中， 避免空值 的出现，并把属性Date1和Date2加到 关系On_Load中。

D1 x D2 x…x Dn={(d1,d2,…,dn) | di∈Di, i=1,2,…,n} (d1,d2,…,dn) --------n元组(n-tuple) di--------元组的每一分量（Component) Di为有限集时，其基数为mi，则卡积的基 数为M=m1*m2*…*mn


关系数据库
第二章 空间数据模型

第二章 空间数据模型

2011-4-6 24
2.2栅格数据模型-离散化的方法 栅格数据模型规则的格网(常用三角形,方格,六角形) 规则的格网(常用三角形,方格,六角形)，三角形 是最基本的不可再分的单元，根据角度和边长的 不同，可以取不同的形状，方格、三角形和六角 形可完整地铺满一个平面。 不规则的格网，可当做拓扑多边形处理，如按街 不规则的格网 区划分,社会经济分区等。 。
空间数据模型
本章描述的是整个GIS理论中最为核心的内容。 理论中最为核心的内容。 本章描述的是整个 理论中最为核心的内容 为了能够利用信息系统工具来描述现实世界， 为了能够利用信息系统工具来描述现实世界，并 解决其中的问题，必须对现实世界进行建模。 解决其中的问题，必须对现实世界进行建模。对 于地理信息系统而言，其结果就是空间数据模型。 于地理信息系统而言，其结果就是空间数据模型。 空间数据模型可以分为三种： 空间数据模型可以分为三种： 场模型：用于描述空间中连续分布的现象； 场模型：用于描述空间中连续分布的现象； 要素模型：用于描述各种空间地物； 要素模型：用于描述各种空间地物； 网络模型：可以模拟现实世界中的各种网络； 网络模型：可以模拟现实世界中的各种网络；
(一)空间结构特征和属性域 一 空间结构特征和属性域 空间” “空间”经常是指可以进行长度和角度 测量的欧几里德空间。 测量的欧几里德空间。空间结构可以是规 则的或不规则的。 则的或不规则的。 属性域的数值可以包含以下几种类型： 属性域的数值可以包含以下几种类型： 名称、序数、间隔和比率。 名称、序数、间隔和比率。属性域的另一 个特征是支持空值， 个特征是支持空值，如果值未知或不确定 则赋予空值。 则赋予空值。
2011-4-6
25
2.2栅格数据模型 2.2栅格数据模型
栅格模型把空间看作像 元的划分， 元的划分，每个像元都 记录了所在位置的某种 现象，用像元值表示。 现象，用像元值表示。 该值可以表示一个确定 的现象，也可以是一种 模糊的现象。但一个像 元应该只赋一个单一的 值。
第二章数据模型

第二章数据模型

ER图有四个基本成分：
（1）矩形框——表示实体型； （2）菱形框——表示联系型； （3）椭圆形框——表示实体型或联系型的属性； （4）直线——用来连接上述三种图框。 做图时，把相应的命名记入框中；对组成关键字的属性，标记下 划线；在菱形框的引出线上要标上联系的方式（如1:N等）。
数据库系统原理
2.20
从现实世界到概念模型的转换由数据库设 计人员完成的。
从概念模型到逻辑模型的转换可以由数据 库设计人员完成，也可以用数据库设计工 具协助设计人员完成。
从逻辑模型到物理模型的转换是由DBMS 自动完成的。
数据库系统原理
2.7
李瑞改（lirg751@）
2.1 信息抽象过程
2.26
李瑞改（lirg751@）
2.4 结构数据模型（简称数据模型）
结构数据模型直接面向数据库的逻辑结构，是对现实世界的 第二层抽象，所以也称逻辑数据模型。 数据库的组成：
数据结构 规定了数据模型的静态特性，刻画数据模型性质最重要的方面。
数据操作 主要包括数据查询和数据更新，规定了数据模型的动态特性。
➢ （1）现实世界
现实世界是指客观存在的事物及其联系，现实世界 有个体和总体等概念。
个体：一个客观存在的可识别事物。 个体特征：每个个体都有一些区别于其他个体的特征 。例如一本书的特征可以有：书名，作者，价格，出 版社，页数等。 总体：所有同类个体的集合成为总体。例如：所有的 “书”就是一个总体。 事物联系：同类个体之间或不同类个体的关系。
2.1 信息抽象过程
➢ （3）机器世界
信息世界中的信息经过数字化处理形成计算机能够处理 的数据，就进入了机器世界，机器世界也叫计算机世界或 数字世界。
数据项：对应实体属性的数据单位，又称为字段。通常和属 性同名。
第2章 数据模型与概念模型

第2章 数据模型与概念模型


• 概念模型(E-R图):
思考题:某公司的业务活动统计 。 任务：要求统计公司各部门承担的工程项目及职工参与工程项 目情况。 分析： 一、实体集及属性： 实体集有：部门、职工、工程项目。 • 部门有部门号、部门名称两个属性； • 职工有职工号、姓名、性别属性； • 工程项目有工程号、工程名两个属性； 二、联系 • 每个部门承担多个工程项目，每个工程项目属于一个部门。 • 每个部门有多名职工，每一名职工只能属于一个部门。 • 每个职工可参与多个工程项目，且每个工程项目有多名职工参 与。 • 职工参与项目有参与时间。
计算机中对信息的表示和处理与计算机软硬件有关，
描述的数据不便于直接在计算机上实现，必须经过数字
化处理，转换成适合特定计算机系统(主要是DBMS)的
形式描述，形成计算机能够表示和处理的数据，这时就
进入了信息的计算机世界，或机器世界、数据世界。
下面就是一个学生－课程系统：
姓名 性别 年龄 所在院系
学号
2. 信息世界 通过对现实世界中事物及联系的认识，经过选择、 命名、分类等分析后形成印象和概念，并用一定形式加 以抽象描述，就进入信息世界。 如：
张三、李四是学生，分为一类，构成学生实体集，选择部分特 征并命名，描述为： 学生（学号、姓名、性别、年龄、所在院系） 数据库原理、数据结构是课程，分为一类，构成课程实体集， 选择部分特征并命名，描述为： 课程（课程号、课程名、学分）
(4) 域（Domain） 属性的取值范围称为属性的域。
2. 实体联系的类型 （1）两个实体集之间的联系 1) 一对一联系（1:1）:设有两个实体集A和B，对于A 中的每一个实体， B中至多有一个实体与之联系； 反之亦然。 工厂 2) 一对多联系（1:n 1 ）:设有两个实体集A和B，对于A 的每一个实体， B中有一个或多个实体与之联系； 负责 而对于B的每一个实体，A中至多有一个实体与之联 1 职工 学校 系。 厂长 3) 多对多联系（m:n）:设有两个实体集 A和B，对于A 1 m 的每一个实体，B中有一个或多个实体与之联系； 参加 工作 反之亦然。 n n 一对一的联系是一对多联系的特例，一对多的联系是 体育团体 教师 多对多联系的特例
02《数据库》第二章关系数据模型 #

02《数据库》第二章关系数据模型 #

• 记为 <条件F>(关系R)={t|t ∈R ∧F(t)=“真”}
• 结果关系的所有属性都是原关系的属性。 • 结果关系的所有元组都是原关系的元组。
• 例如：在学生表中将98管理班同学全部
学号 找出姓来名 。 出生年月 性别 班级
0001 • 李伟 <班19级80=.1‵2.0938管男理′>(学9生8管表理)
性、参照完整性和用户定义的完整性。 • 实体完整性：主码的任何属性值都不能为空。 • 参照完整性：若A是基本关系R1的外码。它与
基本关系R2的主码K相对应，则R1中每个元组 在A上的值必须为以下情况之一。 • 等于R2中某个元组的主码值。 • 取空值（A的每个属性值均为空值）。
• 例如：职工关系（职工号，姓名，…部门编号） 和部门关系（部门编号，部门名称，…）。
班级 98管理 98管理 98管理 98管理
学号 课程号 成绩
0001 01
85
0001 02
70
0003 01
80
0003 02
90
• 自然连接 • （学生表）（成绩表）
学号 姓名 0001 李伟 0001 李伟 0003 赵兰 0003 赵兰
出生年月 性别 1980.12.03 男 1980.12.03 男 1979.05.26 女 1979.05.26 女
《数据库技术原理与应用》
章、关系数据模型基础理论
TEL: Email:
本章教学内容
一、关系模型的基本概念 二、关系代数 三、关系演算 四、查询优化 五、关系系统
一、关系模型的基本概念
1、关系模型的数学定义： 关系模型是建立在数学理论基础上的。 定义（1）域：域（Domain)是值的集合
数据库第2章 数据模型

数据库第2章 数据模型

能在一个实体集中惟一标识一个实体的属性称为码。码可以只包含一个属性， 也可以同时包含多个属性。有多个码时，选择一个作为主码。最极端的一种 情况就是所有属性组成主码，称为全码。
4．域（Domain）
某个（些）属性的取值范围称为该属性的域。例如，性别的域为（男，女）， 姓名的域为字符串集合，学院名称的域为学校所有学院名称的集合。
4．文件集（File Set） 文件集是若干文件的集合，即由计算机操作系统通过文件系统来组织和管理。它 与信息世界中的对象集相对应。
文件系统通过对文件、目录、磁盘的管理，可以对文件的存储空间、读写权限等 进行管理。
2.1.4 三种世界的转换
信息的三种世界之间是可以进行转换的。人们常常首先将现实世界抽象为信 息世界，然后将信息世界转换为计算机世界。也就是说，首先将现实世界中 客观存在的事物或对象抽象为某一种信息结构，这种结构并不依赖于计算机 系统，是人们认识的概念模型；然后再将概念模型转换为计算机上某一具体 的DBMS支持的数据模型。这一转换过程如图2-1所世界抽象为信息世界的过程中，实际上是抽象出 现实系统中有应用价值的元素及其关联。这时所形成的信 息结构就是概念模型。这种信息结构不依赖于具体的计算 机系统。
2.2.1 概念模型的基本概念
1．实体（Entity）
客观存在并且可以互相区别的事物称为实体。实体可以是人，也可以是物， 也可以是抽象的概念；可以指事物本身，也可以指事物的联系。例如，一名 学生，一门课、一次选课、学生和课程的关系等，都是实体。实体是信息世 界的基本单位。
2.1.4 三种世界的转换
信息的三种世界在转换过程中，每种世界都有自己对象的概念描述，但是它 们之间又相互对应。信息的三种世界之间的对象对应关系见表2-1。
第二章数据模型

第二章数据模型


Database System
2.7
关系数据模型中的基本概念（３）
若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组① ，而其任何 真子集无此性质②， 则称该属性组为候选键（ candidate key ） ，简称键。
键是满足条件 1的最小的属性集， 如学号就是关系student的键。 如（学号，性别）这个属性组就不是关系student的键。
STUDENT.学号=GRADE.学号
GRADE
计算机组成 0003
STUDENT 姓名 学号 性别 c3 001 m c4 002 m l4 007 f l5 009 m w5 209 f
出生年月 系别 1976/1/2 cs 1979/3/4 en 1978/9/3 cs 1980/4/2 au 198/3/1 au
学号 002 003 005 009
性别 m f m m
出生年月 1979/3/4
系别 en cs cs au
1983/4/5 1986/8/9 1980/4/2
Database System
2.17
关系模型中的操作（续）
2。投影操作
projection
Π <属性表>（<关系名>） 例 值： Π 姓名，性别，出生年份（STUDENT） 姓名 c3 c4 l4 l5 w5 性别 m m f m f 出生年月 1976/1/2 1979/3/4 1978/9/3 1980/4/2 1980/3/1
差：Difference 记作 交：Intersection 记作
乘：（广义的笛卡尔积）
Database System
2.15
R A a1 a1 a2 B b1 b2 b2 C c1 c2 c1
数据库基础-第二章 关系数据模型与关系运算

数据库基础-第二章 关系数据模型与关系运算


2.2 关系代数
数据查询基本运算
❖1．关系属性的指定——投影运算 这个操作是对一个关系进行垂直分割，消去某些列，并 重新安排列的顺序。
i1,i2,,in(R) {t | t ti1,ti2,,tin t1,t2,,tk R}
例子2-3
❖2．关系元组选定——选择运算 选择操作是根据某些条件对关系做水平分割，即选取符合 条件的元组。
R S {t | t R t S}
式中“－”为差运算符，t为元组变量，结果R-S为一个新的与R、S兼
容的关系，该关系是由属于R而且不属于S的元组构成的集合，即 在R中减去与S中相同的那些元组。
关系 R
A
B
C
a1
b1
c1
a1
b2
c2
a2
b2
c1
关系 R∪S
A
B
C
a1
b1
c1
a1
b2
c2
a2
b2 c2
a1
b2
c2
a2
b2
c1
图 2.9 关系 R 和关系 S 及其交运算
2.2 关系代数
2.除法运算
设关系R和S的元数分别为r和s（设r>s>0），那么R÷S是一个（r-s）元的 元组的集合。（R÷S）是满足下列条件的最大关系：其中每个元组t与S中 每个元组u组成的新元组<t，u>必在关系R中。
S# (S) S# (SC)
例2-7 在关系C中增加一门新课程（C13, ML, C3， null）： 如果令这门新课程元组所构成的关系为R，则有： R=（C13，ML，C3,null），这时结果为：C∪R。
学生关系：S (S# ，Sn， Sex，Sa ，Sd) ； 课程关系：C (C# ，Cn ，P#，Tn) ； 选课关系：SC (S#， C# ，G)，
数据模型

数据模型

第二章 数据模型
2.1 数据模型概述
1、数据模型定义 数据模型是对现实世界中各种事物或实体特 征的数字化模拟和抽象,用以表示现实世界中 的实体及实体之间的联系使之能存放到计算机 中，并通过计算机软件进行处理的概念工具的 集合。
2.1 数据模型概述
2、数据模型三要素 （1）数据结构 用于描述现实系统中数据的静态 特性。 （2）数据操作 用于描述数据的动态特性。 （3）数据约束 用于描述对数据的约束。
2.2.2.7 E-R数据模型小结 E-R数据模型作为语义数据模型，是软件工程和 数据库设计的有力工具，综合E-R数据模型的特点如 下： (1) 有丰富的语义表达能力，能充分反映现实世界， 包括实体和实体间的联系，能满足用户对数据对象的 处理要求。 (2) 易于交流和理解，因为它不依赖于计算机系统 和具体的DBMS，所以,它是DBA、系统开发人员和用 户之间的桥梁。
层次数据模型的数据结构(续）

多对多联系在层次模型中的表示
员工
n 工作
部门
1
起始期
2.2.2 实体-联系（E-R）模型
（1）对于1：1联系，联系可有参与联系的关 联实体的任何一方的主键唯一的确定。 （2）对于1：n联系，联系可有参与联系的关 联实体中n的一方的主键唯一的确定。
2.2.2 实体-联系（E-R）模型
3、参与约束 概念：参与约束是实体与联系之间的约束， 即实体如何参与到联系中。也称“实体关联约 束”。 （1）完全参与约束：与联系关联的某个实体型 中的所有实体，全部参与到联系中来。 完全参与约束在图示中用粗线表示。 （2）部分参与约束：与联系关联的某个实体型 中的实体，只有部分参与到联系中来。
2.1 数据模型概述

（3）、概念数据模型 概念层次的数据模型称为概念数据模型，简称概 念模型。概念模型离机器最远，从机器的立场上看是 抽象级别的最高层。目的是按用户的观点或认识来对 现实世界建模，因此它应该是： ⑴ 语义表达能力强； ⑵ 易于用户理解； ⑶ 独立于任何DBMS； ⑷ 容易向DBMS所支持的逻辑数据模型转换。

数据模型ppt课件

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2.2 概念模型(与DBMS无关)
面向用户、面向现实世界的数据模型 描述现实世界的对象及其联系，概念化结构 描述工具：E-R图
概念模型常用的表示方法：实体-联系方法（ Entity-Raletionship Approach）简称E-R模 型。
E-R模型是用E-R图来描述现实世界的概念模型 。
6
E-R图基本成份
矩形框：用于表示实体类型（考虑问题 的对象）。
菱形框：用于表示联系类型（实体间联 系）。
椭圆形框：用于表示实体类型和联系类 型的属性。
• 惟一标识实体的属性：加下划线。
联系：描述实体集之间的联系。
(1) 两个实体集之间的联系： 1:1 如：班级与班长之间的联系 如果实体集E1中每个实体至多和实体集E2中的一个 实体有联系，反之亦然，那么实体集E1和E2的联系称 为“一对一联系”，记为“1:1”。
5
基本概念：
实体（entity）：客观存在，可以相互区别的事物。 实体集（entity set）：性质相同的同类实体的集合
。 属性（attribute）：实体每一个特性称为属性。每
个属性有一个值域。 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。也称关键码（key）， 或简称为键。
E-R数据模型示例(2)
用E-R图表示银行委托储蓄业务的数据模型:
E-R模型的小结
E-R方法是对客观现实世界的抽象工具 E-R模型独立于具体的DBMS E-R模型是各种数据模型的基础
给出图书管理系统所涉及实体集及 其联系的E-R模型图。
2.3 逻辑模型
逻辑模型又称结构模型，与DBMS相关 描述数据库的逻辑结构 如何描述数据、数据联系、数据语义及数据的 一致性约束？ 逻辑模型是严格定义的一组概念的集合， 主要由数据结构、数据操作和完整性约束３部 分组成，通常称为数据模型３要素。 按结构分有： 层次、网状、关系、面向对象

信息的三种世界概念模型数据模型

表达实体集
SQL Server 2023
表达属性
表达实体间联络
注：1、实体集旳属性较多时，能够不画在E-R图上，而在数据字 典中表达
2、联络能够具有属性，但联络旳属性必须在E-R图上标出
2.2 概念模型
例1
SQL Server 2023
假设一种学生可选多门课程，而一门课程又有多
种学生选修，每个学生每选一门课只有一种成绩
2.3 数据模型
二、常见旳数据模型
SQL Server 2023
层次模型 网状模型 关系模型
（非关系模型）
2.3 数据模型
SQL Server 2023
二、常见旳数据模型
1、层次模型 基本构造：用树型构造表达实体及实体间旳联络 1）有且仅有一种结点没有双亲结点，这个结点称为根结点。 2）除根结点之外旳其他结点有且只有一种双亲结点。 表达措施： 实体：用统计类型描述。每个结点表达一种统计类型。 属性：用字段描述。每个统计类型可包括若干个字段。 联络：用结点之间旳连线表达统计（类）型之间旳一对多旳联络
电器 自动化
92023 许明 数据库 92023 陈真 人工智能
2.3 数据模型
层次模型中多对多联络旳表达: 一般采用冗余结点和虚拟结点两种措施
例：用冗余结点表达多对多联络
SQL Server 2023
学号 姓名 年龄
m
选课
n
课程号 课程名 学分
学号 姓名 年龄
课程号 课程名 学分
课程号 课程名 学分
数据操作是系统动态特征旳描述。涉及操作对象和 有关旳操作规则。所以数据模型必须对数据库中旳全部 数据操作进行定义，指明操作确实切含义、操作对象、 操作符号、操作规则以及操作旳语言约束等。

第二章数据模型

事物与联系 事物： 对象、性质 联系： 共同、特殊 现实世界 经过大脑的 认识、抽象 概念模型 实体： 对象、属性 实体分级： 总体、单体 数据模型 数据： 记录、项 数据分类： 型、值 数据世界 经过转换
10
信息世界
两类数据模型
现实世 界 象
抽 认
识
概念模型
现实世界 概念模型 数据库设计人员完成 概念模型 逻辑模型 数据库设计人员完成 逻辑模型 物理模型 由DBMS完成
15
3、概念模型的表示方法
概念模型是对信息世界建模，所以概念模型 应该能够方便、准确地表示出信息世界中的常用 概念。概念模型的表示方法很多，其中最为常用 的是P.P.S.Chen于1976年提出的实体-联系方法。 该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型。
实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名； 属性：用椭圆表示，并用无向边将其与相应的实体 连接起来。
– 定义：
如果对于实体集A中的每一个 实体，实体集B中至多有一个（也 可以没有）实体与之联系，反之亦 然，则称实体集A与实体集B具有 一对一联系，记为1:1 。
1 班长
1:1联系
24
两个实体型之间的联系
• 一对多联系（1：n）
– 实例
一个班级中有若干名学生， 每个学生只在一个班级中学习。
班级 1 组成
①一对一联系（one-to-one，1:1） ②一对多联系（one-to-many，1:N） ③多对多联系（many-to-many，M:N） 定义：设联系型R关联实体型A和B。如果对应A中的每一
个实体，B中有且仅有一个实体与之关联，则称R是一对一联 系型， 简记作1 ：1联系。如果对应A中的每一个实体，B中有 n个实体 (n>1)与之关联，则称R是一对多联系型，简记作1 ： N联系。 如果对应A中的每个实体，B中有n个实体(n>1)与之关 联，对应B中的每个实体，A中有m个实体(m>1)与之关联，则 称 R是多对多联系型，简记作M ：N联系。

数据模型

第2章 数据模型
本章主要内容
本章将着重介绍一下概念模型、层次模型、网状模 型、关系模型、面向对象模型等数据库系统的数据模 型的基本概念和设计方法，为后面的数据库设计打下 基础。
（1）数据描述
概念设计、逻辑设计和物理设计等各阶段中数据描 述的术语，概念设计中实体间二元联系的描述（1:1， 1:N，M:N）。
学校代码 学校名称 学校 地址
1
聘任
聘任日期
n
教师
教师代码
教师姓名
性别
职称
2.2.3 扩充E－R数据模型
1）依赖联系和弱实体集
在现实世界中，某些实体集间还存在一种特殊的联系――依 赖联系。 例如，在人事管理数据库中存放的职工实体 集及其家庭成员实体集，前者以后者的存在 为前提，家庭成员实体集依赖于职工实体集。 这种依赖另一个实体集的存在而存在的实体 集称为弱实体集，它们与其他实体集间的联 系称为依赖联系，如右图所示。
职工代码 职工姓名 职工 性别 年龄
教师
教辅人员
管理人员
学校团体
行政级别
3）聚集
在EER数据模型中，将联系视为参与联系的实体集组合而成新实 体集，其属性为参与联系的实体的属性和联系的属性的并。这 种新实体集称为聚集。这样联系也能以聚集的形式参与联系。 下图是应用聚集的例子。
单位编码 系名
教师代码 姓名 聚 集
（3）自反联系
表示同一个实体集两部分实体之间的联系，是一种特殊的二元 联系。这两部分实体之间的联系也可以区分为1：1、1：n和m： n三种。 例如，在“人”这个实体集中存在夫妻之间的1：1联系;教师 实体集中为了描述领导与被领导关系，可用1：n联系描述;在课 程实体集中存在一门课程与另外一门或几门课程之间的预选课 联系。

数据库原理及MySQL应用第2章 信息与数据模型 第1节 信息的三种世界及描述


（1）实体
现实世界中存在的可以相互区分的事物或概念称为实体(Entity)。实体可以分为事物实 体和概念实体，
例如，一个学生、一台设备、等是事物实体，一门课、一个班级等称为概念实体。
（2）实体的特征
每个实体都有自己的特征( Characteristic)，利用实体的特征可以区别不同的实体。 例如，对于人事管理，职工的特征可选择姓名、性别、年龄、工资、职务等；而在描 述一个人健康情况时，可以用职工的身高、体重、血压等特征表示。
数据模型
现实世界 事物及联系
系统分析 信息化
信息世界 概念（信息）
模型
数据库设计 数据化
Hale Waihona Puke 计算机世界 数据模型图2-1 信息的三种世界的联系和转换过程
（3）实体集及实体集之间的联系
具有相同特征或能用同样特征描述的实体的集合称为实体集（Entity Set）。例如学生、 工人、汽车等都是实体集。
实体集不是孤立存在的，实体集之间有着各种各样的联系， 例如学生和课程之间有“选课”联系，教师和教学系之间有“工作”联系。
2.信息世界
当事物用信息来描述时，即进入了信息世界。 在信息世界中：
4. 三个世界之间的对应关系
现实世界、信息世界和计算机世界这3个领域是由客观到认识、由认识到使用管理的 3个不同层次，后一领域是前一领域的抽象描述。
表2-1 信息的三种世界术语的对应关系表
现实世界
信息世界
计算机世界
实体
实例
记录
特征
属性
数据项
实体集
对象
数据或文件
实体间的联系
对象间的联系
数据间的联系
概念（信息）模型
型----对数据特性的表示，它通过数据项的名称、数据类型、数据宽度和值域等来描 述；

第2章 数据模型与概念模型_1_

第2章 数据模型与概念模型一、教学目的1、使学生了解信息世界的描述方法、常见的三种数据模型。

2、使学生掌握概念模型的表示方法。

二、教学重点及难点概念模型的表示方法。

三、教学时数2h四、教学内容2.1 信息的三种世界及其描述在数据库中存储和管理的数握，都来自客观事物，那么怎样把现实世界中的客观事物抽象为能用计算机存储和处理的数据呢?这有一个逐步转化的过程，一般讲，它分为3个阶段，又称为三个世界，即现实世界、信息世界及计算机世界。

一、信息的三个世界1、现实世界现实世界即客观存在的世界。

在现实世界中客观存在着各种运动着的物质，即各种事物及事物之间的联系。

客观世界中的事物都有一些特征，人们正是利用这些特征来区分事物。

现实世界通过实体、特征、实体集及联系进行划分和认识。

⑴实体现实世界中存在的可以相互区分的事物或概念称为实体(Entity)。

实体可以分为事物实体和概念实体，例如，一个学生、一个工人、一台机器、一部汽车等是事物实体，一门课、一个班级等称为概念实体。

⑵实体的特征每个实体都有自己的特征，利用实体的特征(Entity Characteristic)可以区别不同的实体。

例如学生通过“学号”、“姓名”、“年龄”、“性别”、“所在系”几个特征来描述自己。

⑶实体集及实体集之间的联系具有相同特征或能用同样特征描述的实体的集合称为实体集(Entity Set)。

例如学生、课程等都是实体集。

实体集不是孤立存在的，实体集之间有着各种各样的联系，例如学生和课程之间有“选课”联系。

2、信息世界对现实世界中的事物及其联系进行整理、归类等综合分析，就进入信息世界。

信息世界一般通过实体联系模型（E-R图）。

“学生”和“课程”两个实体集及这两个实体集之间的联系用实体联系模型表示见图2.1所示。

3、计算机世界信息世界中的信息，经过数字化处理形成计算机能够处理的数据，就进入了计算机世界。

计算机世界也叫机器世界或数据世界。

也就是将信息世界的实体联系模型转换为符合DBMS所要求的数据模型。

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S1 赵亦 女 17岁 计算机
数据的表现形式
数据与信息的联系
数字 文字 图形 图象 声音等
数据是信息的符号表示或载体 信息是数据的内涵，是对数据的语义解释
第2章 数据模型
§2.1
现实世界（万物）
信息的三种世界
信息世界 计算机世界
组织（物及其联系）
实体联系 实体集 实体 属性
数据库（数据模型） 文件 记录 数据项
数据世界
第2章 数据模型
§2.1
现实世界
信息的三种世界
信息世界
≌
≌
数据世界
模型
计算机无法直接处理现实事物需要将现实事物 转化为计算机可以理解的数据，这需要一个工具。 在数据库中用“数据模型”这个工具来抽象、 表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数 据模型就是现实世界的模拟。
第2章 数据模型
§2.1 信息的三种世界
2.1.4 三 种 世 界 的 转 换
第2章 数据模型
在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表 示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数 据模型就是现实世界的模拟。
§2.1 信息的三种世界 §2.2 概念模型
§2.3 数据模型
第2章 数据模型
§ 2.2 概念模型
…
…
如何建立模型
§2.2
概念模型
概 念 模 型 的 基 本 概 念
概念模型表征了待解释的系统的学 科共享知识。为了把现实世界中的具体 事物抽象、组织为某一数据库管理系统 支持的数据模型，人们常常首先将现实 世界抽象信息世界，然后将信息世界转 换为机器世界。也就是说，首先把现实 世界中的客观对象抽象为某一种信息结 构，这种信息结构并不依赖于具体的计算机系统，不是 某一个数据库管理系统（DBMS）支持的数据模型，而 是概念级的模型，称为概念模型。 这里，一方面注重实体集合的实体数量，更在乎实 体之间的联系，即实体之间的关系！
§2.1 信息的三种世界
2.1.1 现 实 世 界 … …
第2章 数据模型
§ 2.1 信息的三种世界
在数据库中存储和管理的数握，都来自客观事物 ，那么怎样把现实世界中的客观事物抽象为能用计算 机存储和处理的数据呢?是一个逐步转化的过程，一 般讲，它分为3个阶段，又称为三个世界，即现实世 界、信息世界及计算机世界。
第2章 数据模型
§2.1 信息的三种世界
客观世界的三大要素
信息的特征
信息
能源
材料
源于物质和能量
可以感知
采集并加工、传递 消息 情报 指令 数据 信号
学号：S1 姓名：赵亦 性别：女 年龄：17岁 所在系别：计算机
可存储、加工、 传递和再生
第2章 数据模型
§2.1
数据
数据是信息的具体表现形式
信息的三种世界
基础篇
实验1 设计与应用 实验2 实验3 开发篇 实验4 实验5 实验6 系统篇 （DBMS） 实验7 实验8 实验环境及工具使用 T-SQL及初步应用 数据库和表操作 查询及其他常用操作 存储过程和触发器 事务处理 系统安全设置 数据库综合实验
开发工具
第2 章
背景：
数据模型
计算机世界 数据表达？
2.2.1
§2.2
2.2.1 概 念 模 型 的 基 本 概 念 实 体 之 间 的 关 系
概念模型
两个实体型之间的这三类联系 实体型A 1 联系名 实体型A 1 联系名 实体型A m 联系名 n 实体型B m:n联系
1
实体型B
n 实体型B 1:n联系
1:1联系
§2.2
2.2.1 概 念 模 型 的 基 本 概 念 实 体 之 间 的 关 系
概念模型
两个实体型之间的这三类联系 一对一联系（1:1）
实例
一个班级只有一个正班长 一个班长只在一个班中任职
定义：
如果对于实体集A中的每一个实体，实体 集B中至多有一个（也可以没有）实体与
之联系，反之亦然，则称实体集A与实体
如何表示实体、实体集、 属性和联系等
第2章 数据模型
§ 2.2 概念模型
概念模型
概念模型用于信息世界 的建模 是现实世界到机器世界 的一个中间层次 是数据库设计的有力工 具 数据库设计人员和用户 之间进行交流的语言
第2章 数据模型
§ 2.2 概念模型
2.2.1 概念模型的基本概念
本节概要
2.2.2 概念模型的表示
属性的取值范围称为该属性的域。
实体属性的取值范围
§2.1 信息的三种世界
2.1.2 信 息 世 界 … … (6) 实体型（Entity Type）
用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体
称为实体型 同类型实体标识及属性描述
§2.1 信息的三种世界
(6) 实体型（Entity Type） 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体 称为实体型 2.1.2 信 息 世 界
信息世界 数据表达？
现实世界 信息（数据）源
模拟描述？模型
第2 章
背景：
数据模型
计算机世界 数据表达？
信息世界 数据表达？
现实世界 信息（数据））能比较真实地模拟现实世界 2）容易为人所理解 3）便于 在计算机上实现
第2章 数据模型
背景：
第一章 第二章
现实世界
§2.1
现实世界
信息的三种世界
信息世界
≌
≌
数据世界
模型
模型应满足以下要求：



真实地反映现实世界； 易被人理解； 便于在计算机上实现；
第2章 数据模型
§2.1
现实世界
信息的三种世界
信息世界
≌
≌
数据世界
模型
第2章 数据模型
§ 2.1 信息的三种世界
在数据库中存储和管理的数据，都来自客观事物 ，那么怎样把现实世界中的客观事物抽象为能用计算 机存储和处理的数据呢?是一个逐步转化的过程，一 般讲，它分为3个阶段，又称为三个世界，即现实世 界、信息世界及计算机世界。
字段名 类型 宽度小数位 说 明 F_BM 字符型 2 省市编码 F_MC 字符型 12 省市名称
字段名 类型 宽度小数位 说 明 字段名 类型 宽度小数位 说 明 F_BM 字符型 2 省市编码 F_BM 字符型 2 省市编码 F_MC 字符型 12 省市名称 F_MC 字符型 12 省市名称
学生信 息
数据库原理与应用与SQL Server
如何组织数据
如何管理数据
如何使用数据
第2章 数据模型
1、数据库概述 2、数据模型 3、关系数据库
4、数据库设计 5、SQL Server 2005 6 ~ 9、数据库编程 10、数据库概述 11、数据模型 12、关系数据库 13、事务、批、锁和作业 14、/SQL Server 15、C#.NET/SQL Server
计算机世界
DBMS
数据世界
第2章 数据模型
学习要点：
信息（数据）在三种世界的描述（表达），进而介绍 数据模型（概念模型、数据模型）的基本概念和常用的数 据模型。
第2章 数据模型
在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表 示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数 据模型就是现实世界的模拟。
§2.1 信息的三种世界 §2.2 概念模型 §2.3 数据模型
事物类（总体）
事物（对象、个体） 特征（性质）
第一次抽象
？
第二次抽象
？
第2章 数据模型
§ 2.1
现实世界
信息的三种世界
人们头脑之外的客观世界，它包含客观事物及其 相互联系，事物之间既存在联系又有差异。
观念世界
信息世界，是现实世界在人们头脑中的反映， 是对客观事物及其联系的抽象描述和概念化， 也称概念世界 。 将信息世界中实体进一步抽象、提取和规范化， 成为计算机能处理的数据，最终保存到数据库中， 也称计算机世界。
观念世界
数据世界
第二章 间接的表示为什么数据库系统结构设计的合理性？
第2章 数据模型
背景：
现实世界
客观 事物 事物类： 相关性质集合
认识描述
实体 及 联系
信息世界
实体集合 实体 相关属性集合
E-R模型
加工、转换
DBMS 的数据 模型
存储 二进制数据集合
结构
加工 转换
数 据 库
文件 记录 相关数据项集合
§2.1 信息的三种世界
2.1.3 计 算 机 世 界
• 字段（Field） – 标记实体属性的命名单位称为字段。 • 记录（Record） – 字段的有序集合称为记录。如，一个学生（990001， 张立，20，男，计算机）为一个记录。 • 文件（File） – 同一类记录的集合称为文件。所有学生的记录组成了 一个学生文件。 • 关键字（Key） – 能惟一标识文件中每个记录的字段或字段集，称为记录 的关键字 。
2.1.1 现实世界
本节概要
2.1.2 信息世界 2.1.3 计算机世界 2.1.4 三种世界的转换
§2.1 信息的三种世界
2.1.3 计 算 机 世 界 … …
计 算 机
§2.1 信息的三种世界
2.1.3 计 算 机 世 界
要使计算机能处理客观事物，必须对事物抽象，提取事物的 特征信息；对事物分类、找出联系。再将其数据化存于数据库。 抽象和 提取 学号 姓名 性别 政 治面貌民族 出生日期来 源省市邮政 编码联系电 话 数据化
实体所具有的某一特性称为属性。
一个实体可以由若干个属性来刻画。 实体的特性描述
§2.1 信息的三种世界
2.1.2 信 息 世 界 … … (3) 属性值 实体属性的具体化表示，属性值的集合表示 一个实体 。 实体的特性描述 如：103601是编号值；李晓光是姓名值；1是性别值。