第2章 数据模型资料

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R(A1,A2,…An) ： 关系模式 例：R(C，D，E) , S(A，B，C), STUDENT（SNO,SNAME,SSEX,SDEPT,SAGE） R ： 关系 例：关系R和关系 S、关系STUDENT t∈R ： t是R的一个元组 例：{a1，b1，c1}是R的一个元组，{95001，赵四，女，CS，19}是STUDENT的
附加约束——用户定义的约束 某些属性的取值有特定的要求 这是针对某一应用环境的完整性约束条件，它反映了某 一具体应用所涉及的数据应满足的要求。系统提供定义和 检验这类规则的机制（一般在建立表的同时进行定义）， 其目的是用统一的方式由系统来处理它们，不再由应用程 序来完成这项工作。
例: 定义一个关系S1（SNO，AGE），要求“年龄大于等于15，且小于等于25” 定义一个关系S2（SNO，SEX，NAME），要求SEX为“男”或“女” 定 义 一 个 关 系 S3（SNO，NAME，ADDRESS，TEL），ADDRESS 不 为 空,TEL（字符型）：位数为8位，且第一位数字为8
l 外码F是否允许为空，视具体情况
这两类规则是由系统自动支持的，即：在建立关系(表)时，只要指明了主码、 外码，系统将自动进行此类完整性检查。
续
参照完整性又称为引用完整性。它保证主表 （被参照表）中的数据与从表（参照表）中 数据的一致性。在SQL Server中，它通过主 键约束PRIMARY KEY和外键FOREIGN KEY 约束实现。在数据库管理系统中，保证 数据库的完整性是非常重要的。参照完整性 确保键值在所有表中一致。
关系数据结构
一个关系，从用户的观点来说，它是一张二维表。
一行(元组)，表示计算机中一条记录。 一列(属性)，表示计算机中一个字段。

空间数据模型类型
从认知角度 :
基于对象（要素） 基于对象（要素）Feature的模型 的模型 网络（ 网络（Network） ） 模型场（ 模型场（Field）模型。 ）模型。
从表达： 从表达：
矢量数据模型（ 矢量数据模型（Vector Modules） ） 镶嵌数据模型（ 镶嵌数据模型（ Tessellation Modules ） 栅格数据模型（ 栅格数据模型（Raster Modules ） 组合数据模型（Composite Modules） 组合数据模型（ ）
TIN数据模型不仅要存储每个网点的高程值， TIN数据模型不仅要存储每个网点的高程值，还必须存储相应 数据模型不仅要存储每个网点的高程值 点的位置坐标以及网点之间拓扑关系信息。 点的位置坐标以及网点之间拓扑关系信息。
2 E1 1 E9 T1 E3 T2 E4 6 T5 E10 5 ID 1 2 3 4 5 边1 E1 E2 E4 E6 E7 E7 T4 E8 边2 E3 E3 E5 E7 E9 E6 4 边3 E9 E4 E6 E8 E10 T3 E5 E2 3 ID 1 2 3 4 5 6 X … … … … … … Y … … … … … … Z … … … … … … ID 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 起点 1 2 2 3 3 4 5 4 1 1 终点 2 3 6 6 4 6 6 5 6 5
DEM不规则格网结构－ DEM不规则格网结构－TIN 不规则格网结构
定义： 定义：(triangulated irregular network)
根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网 区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。 络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。 如果点不在顶点上， 如果点不在顶点上，则该点的高程值通常通过线性插值 得到。 得到。

概念模型的表示方法很多
P.P.S.Chen于1976年提出 于 年提出
实体－联系方法(简称 图法) 实体－联系方法 简称 方法 简称E-R图法 图法 图来描述现实世界的概念模型， 用E-R图来描述现实世界的概念模型，提供 图来描述现实世界的概念模型 了表示实体集、属性和联系的方法。 了表示实体集、属性和联系的方法。 E-R方法也称为 方法也称为E-R模型。 模型。 方法也称为 模型
● 1. 信息的现实世界
是指要管理的客观存在的各种事物、 是指要管理的客观存在的各种事物、事物之间的相互 各种事物 联系及事物的发生、变化过程。 联系及事物的发生、变化过程。
3) 实体集 实体集(Entity Set)及实体集间的联系 及实体集间的联系(Relationship) 及实体集间的联系 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。 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。 学生 工人 汽车 实体集 学生 选课 实体集之间的联系 课程
第2章 数据模型与概念模型
● 2.1 信息的三种世界及其描述 ● 2.2 概念模型及其表示
● 2.2.1 概念模型的基本概念 ● 2.2.2 概念模型的表示方法
● 2.3 常见的数据模型
● 2.3.1 ● 2.3.2 ● 2.3.3 ● 2.3.4 数据模型概述 层次模型及特点 网状模型及特点 关系模型概述
● 2.1 信息的三种世界及其描述
1
2
3
现实 世界
信息 世界
计算机 世界(数 世界 数 据世界) 据世界
Байду номын сангаас
信息流
信息流
● 1. 信息的现实世界
是指要管理的客观存在的各种事物、 是指要管理的客观存在的各种事物、事物之间的相互 各种事物 联系及事物的发生、变化过程。 联系及事物的发生、变化过程。

数据世界
数据世界就是信息世界中的信息数据化后对应的产物。
1、信息的三种世界
2、概念模型中的几个概念 几个重要概念： 1. 实体 (Entity)
客观存在并可以相互区分的事物叫实体。
2. 属性 (Attribute)
属性是实体所具有的某些特性，通过属性对实体进行描 述。实体是由属性组成的。
3. 码(Key)
A a1 a2 a3 a4
B b1 b2 b3 b4
3、联系的类型
(2) 一对多联系(1 : M) 对于实体集A中的每一个实 体，实体集B中有多个实体 与之对应；反过来，对于实 体集B中的每一个实体，实 体集A中至多有一个实体与 之对应，则称实体集A与实 体集B具有一对多联系，记 为1 : M。
A
4、实体-联系模型 E-R图通用的表示方式如下:
（1）用矩形表示实体，在框内写上实体名。 （2）用椭圆形表示实体的属性，并用无向边把实 体和属性连接起来。 （3）用菱形表示实体间的联系，在菱形框内写上 联系名，用无向边分别把菱形框与有关实体连接起 来，在无向边旁注明联系的类型。
4、实体-联系模型 例如：学生实体和班级实体的联系的E-R图。
学生2
学生3
学生4
学生5
课程1
课程2
课程3
6、网状数据模型
6、网状数据模型
存储结构：链接法
6、网状数据模型 网状数据模型的操纵主要包括查询、插入、删除和 更新数据。进行插入、删除、更新操作时要满足网 状模型的完整性约束条件：
（1）插入操作允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点 值。 （2）删除操作允许只删除双亲结点值。 （3）更新操作只需要更新指定记录即可。 （4）查询操作可以有多种方法，可根据具体情况选用。

（张清玫，信息专业，李勇），（张清玫，信息专业，刘晨）， （刘逸，计算机专业，李勇），（刘逸，计算机专业，刘晨）， （刘逸，信息专业，李勇），（刘逸，信息专业，刘晨）} 由上述笛卡尔积表示的二维表为：
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兰州理工大学计算机与通信学院
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导师 张清玫 张清玫 张清玫
专业 计算机专业 计算机专业 信息专业
2.1 关系模型的基本概念 2.2 关系代数 2.3 关系演算 2.4关系系统的十二条准则 2.5 关系系统的查询优化 2.6 关系数据库管理系统简介 2.7 小结
兰州理工大学计算机与通信学院 3
数据库技术
Concept and Technology of DataBase
关系模型的组成：数据结构+关系操作+完整性约束
的基数M为：
M mi
i 1 n
例如给出3个域：
D 1 =导师集合=张清玫，刘逸
D 2 =专业集合=计算机专业，信息专业
D 3 =研究生集合=李勇，刘晨
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则 D 1, D 2, D 3
的笛卡尔积为：
D D D 1 2 3
={（张清玫，计算机专业，李勇），（张清玫，计算机专业，刘晨），
表结构
8个运算
三类完整性
关系代数语言 关系演算语言 SQL语言
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实体完整性 参照完整性 自定义完整性
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关系模型是目前广泛应用的一种数据模型。关系模 型中涉及到的基本元素包括关系、关系操作以及对关系 的完整性约束条件。 1. 关系 关系是关系模型的数据结构 。在关系模型中，数据用

抽样 技术
被调查单位中抽取一定数量的样本 各种场合调查数据检查；不受 单位，经过重新登记，最后将两者 调查项目间关系的假设限制； 的结果进行对比，以检查先前调查 可以修正原调查资料等。 数据的质量，并进行适当的调整。
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第2章 数据资料的来源、分类与变换
• 四、数据资料的变换 • 1、数据变换的目的 便于运用简单的方法开展分析，迅速获得更加清晰的直观
非全面调查
非随机抽样调查
任意调查
配额调查
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第2章 数据资料的来源、分类与变换
• 一、数据资料的来源 • 5、不同抽样方式下的样本单位确定
抽样调查组织方式 简单抽样 分层抽样 整群抽样 系统抽样 样本单位的确定 每个单位都有等同的可能性被抽到 先分层或分类，然后从各层中分别抽取一定数量的个体单位 将总体分成若干群，以群为单位抽样，对抽中的群实行全面调查。 先将总体单位按某种标识进行排列，在规定的范围内随机抽取 第一个样本单位，此后按一套规则确定其他样本单位。 分几个阶段进行，第一阶段抽取一级样本单位，对抽中的一级 样本单位从中抽取二级样本单位等。 先从总体中随机抽取一个较大的样本，获得第一重样本，再从 第一重样本中随机抽取一个较小的样本
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第2章 数据资料的来源、分类与变换
• 一、数据资料的来源 • 2、数据是开展定量分析的基础 如果选择实证研究，数据资料的采集可能 是一项基础性质的工作。 • 3、数据资料搜集提纲 研究目标，研究对象，研究变量，数据资 料搜集的渠道，区分清楚资料的最终用途。
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第2章 数据资料的来源、分类与变换
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分层抽样
系统抽样
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❖ 实体完整性----主码非空
▪ 主码的值必须是惟一的和确定的，才能有效地标识一 个元组。
▪ 主码不能取空值(NULL)。空值不是0，也不是空字符 串，而是没有值。空值是不确定的值，所以，主码非 空是关系的一个完整性约束条件。
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❖ 参照完整性----不含无效外码
▪ 参照完整性是确保数据库中不含有无效外码。
▪ ②接着是学生关系的第一个元组与必修课的第二个元 组组合,生成学习关系的第二个元组；
▪ ③然后,学生关系的第一个元组与必修课的第三个元组 组合，生成学习关系的第三个元组；
▪ ④依此类推，学生关系的第二个元组与必修课的3个元 组组合,生成学习关系的后面3个元组。
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6.交(intersect)
❖ R和S
❖ 系统目录实际上是为系统建立的数据库，系统目 录也是用表来存储的。因此，对系统目录的操作
方法与其他表的操作方法相同。
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实例
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2.6 关系代数
❖ 关系代数
▪ 关系代数是施加于关系上的一组集合代数运算，每个 运算都以一个或多个关系作为运算对象，并生成另外 一个关系作为该关系运算的结果。
❖ 运算的三要素
码。主码在关系中用来作为插入、删除、检索元组的操
作变量。
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❖ 超码、候选码和主码三者之间是一种包含关系， 主码是候选码的子集，候选码又是超码的子集， 如图2.4所示。
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举例
图2.2 学号是候选码
图2.3 职工关系的主码
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2.3 关系数据库的联系
❖ 实现数据之间的联系的方法
▪ 在关系模型中，利用“在一个关系中包含另一个关系 的属性”的方法来实现数据之间的联系。