任务1-3 数据模型（课件）-《数据库应用技术-SQL Server》同步教学（人民邮电版）

理解数据库 任务1-1 数据处理 目录 Contents 任务1-2 数据描述 任务1-3 数据模型 任务1-4 关系代数 任务1-5 数据库系统的组成和结构 任务1-6 数据管理技术的发展历程 2 任务1-3 数据模型 PART 3 （一）数据模型的分类 （二）概念模型 （三）数据模型的要素和种类 （四）关系模型 （五）关系的完整性 任务 assignments 4 数据模型 任务1-3 任务1-1 数据处理 （一）数据模型的分类 目前广泛使用的数据模型有两种：概念数据模型和结构数据模型。 1．概念数据模型 概念数据模型简称概念模型，它表示实体类型及实体间的联系，是独立于计算机系统的模型。概念模型用于建立信息世界的数据模型，强调其语义表达功能，要求概念简单、清晰，易于用户理解，它是现实世界的第1层抽象，是用户和数据库设计人员之间进行交流的工具。 数据模型 任务1-3 任务1-1 数据处理 2．结构数据模型 结构数据模型简称数据模型，它直接面向数据库的逻辑结构，是现实世界的第2层抽象。数据模型涉及计算机系统和数据库管理系统，如层次模型、网状模型、关系模型等。数据模型有严格的形式化定义，以便于在计算机系统中实现。 数据模型 任务1-3 任务1-1 数据处理 （二）概念模型 概念模型是对信息世界的建模，它应当能够全面、准确地描述信息世界，是信息世界的基本概念。概念模型的表示方法很多，其中最为著名和使用最为广泛的是P.P.Chen于1976年提出的E-R（Entity-Relationship）模型。 E-R模型是直接从现实世界中抽象出实体类型及实体间的联系，是对现实世界的一种抽象，它的主要成分是实体、联系和属性。E-R模型的图形表示称为E-R图。设计E-R图的方法称为E-R方法。利用E-R模型进行数据库的概念设计可以分为3步：首先设计局部E-R模型，然后把各个局部E-R模型综合成一个全局E-R模型，最后对全局E-R模型进行优化，得到最终的E-R模型。 数据模型 任务1-3 任务1-1 数据处理 E-R图通用的表示方式如下。 （1）用矩形框表示实体型，在框内写上实体名。 （2）用椭圆形框表示实体的属性，并用无向边把实体和属性连接起来。 （3）用菱形框表示实体间的联系，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。如果实体间的联系也有属性，则把属性和菱形框也用无向边连接起来。 数据模型 任务1-3 任务1-1 数据处理 图1.5 班级与学生的E-R图 图1.6 课程与学生的E-R图 数据模型 任务1-3 任务1-1 数据处理 E-R模型有两个明显的优点：接近于人的思维，容易理解；与计算机无关，用户容易接受。 E-R方法是抽象和描述现实世界的有力工具。用E-R图表示的概念模型与数据模型相互独立，是各种数据模型的共同基础，因而比数据模型更一般、更抽象、更接近现实世界。 数据模型 任务1-3 任务1-1 数据处理 （三）数据模型的要素和种类 数据模型是严格定义的一组概念的集合，这些概念精确地描述了系统的静态特征（数据结构）、动态特征（数据操作）和数据约束条件，这是数据模型的三要素。 1．数据模型的三要素 （1）数据结构：数据结构用于描述系统的静态特征，是所研究对象类型的集合，这些对象是数据库的组成部分，包括两个方面。 ① 数据本身：数据的类型、内容和性质等。例如，关系模型中的域、属性、关系等。 ② 数据之间的联系：数据之间是如何相互关联的。例如，关系模型中的主码、外码联系等。 数据模型 任务1-3 任务1-1 数据处理 （2）数据操作：数据操作是对数据库中的各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作集合。数据操作包括操作对象及有关的操作规则，主要有检索和更新（包括插入、删除和修改）两类。 （3）数据约束条件：数据约束条件是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定数据模型中的数据及其联系所具有的制约和依存规则，用于限定符合数据模型的数据库状态及其状态的变化，以保证数据的正确、有效和相容。 数据模型 任务1-3 任务1-1 数据处理 2．常见的数据模型 数据模型是数据库系统的一个关键概念，数据模型不同，相应的数据库系统就完全不同，任何一个数据库管理系统都是基于某种数据模型的。数据库管理系统支持的数据模型分为4种：层次模型、网状模型、关系模型和关系对象模型。 层次模型用“树”结构来表示数据之间的关系，网状模型用“图”结构来表示数据之间的关系，关系模型用“表”结构（或称关系）来表示数据之间的关系。 数据模型 任务1-3 任务1-1 数据处理 在层次模型、网状模型、关系模型3种数据模型中，关系模型结构简单、数据之间的关系容易实现，因