第 數(shù)據(jù)模型PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第第 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型2. 2. 直接面向數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型直接面向數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型, ,它是它是現(xiàn)實(shí)世界的第二層抽象。這類模型涉及到計(jì)算機(jī)現(xiàn)實(shí)世界的第二層抽象。這類模型涉及到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng), ,又稱為又稱為“基本數(shù)據(jù)模型基本數(shù)據(jù)模型”或或“結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型”。 例如例如, , 層次、網(wǎng)狀、關(guān)系、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模層次、網(wǎng)狀、關(guān)系、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型型”. .這類模型有嚴(yán)格的形式化定義這類模型有嚴(yán)格的形式化定義, ,以便在計(jì)算以便在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。第1頁(yè)/共121頁(yè) 用樹(shù)型（層次）結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及用樹(shù)型（層次）結(jié)構(gòu)表

2、示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為層次數(shù)據(jù)模層次數(shù)據(jù)模型型(hierarchical data model)(hierarchical data model)。第2頁(yè)/共121頁(yè)第3頁(yè)/共121頁(yè)第4頁(yè)/共121頁(yè)系系系名系名系號(hào)系號(hào)系主任名系主任名地點(diǎn)地點(diǎn)記錄的型記錄的型計(jì)算機(jī)系計(jì)算機(jī)系9 9李西遠(yuǎn)李西遠(yuǎn)科技館科技館記錄的一個(gè)實(shí)例記錄的一個(gè)實(shí)例第5頁(yè)/共121頁(yè)系系班班計(jì)算機(jī)系計(jì)算機(jī)系901901班班911911班班921921班班931931班班1 1N NPCRPCR型型PCRPCR實(shí)例實(shí)例第6頁(yè)/共121頁(yè)層次數(shù)據(jù)模式層次數(shù)據(jù)模式系系班班學(xué)生學(xué)生教研組教研組教

3、師教師第7頁(yè)/共121頁(yè)計(jì)算機(jī)系計(jì)算機(jī)系901901班班911911班班921921班班931931班班硬件教研組硬件教研組軟件教研組軟件教研組王一王一張三張三 李四李四 趙立趙立 錢(qián)英錢(qián)英 孫玉孫玉 周新周新 吳堅(jiān)吳堅(jiān)鄭山鄭山洪流洪流陳芝陳芝丁偉丁偉層次數(shù)據(jù)模式實(shí)例層次數(shù)據(jù)模式實(shí)例第8頁(yè)/共121頁(yè)第9頁(yè)/共121頁(yè)王一王一張三張三李四李四人工智能人工智能數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)生：學(xué)生：課程：課程：第10頁(yè)/共121頁(yè)型型實(shí)例實(shí)例學(xué)生學(xué)生課程課程王一王一人工智能人工智能張三張三人工智能人工智能數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)李四李四人工智能人工智能 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)第11頁(yè)/共121頁(yè)學(xué)生學(xué)生班班運(yùn)動(dòng)隊(duì)運(yùn)動(dòng)隊(duì)只能表示成下圖

4、，存在冗余。只能表示成下圖，存在冗余。學(xué)生學(xué)生班班學(xué)生學(xué)生運(yùn)動(dòng)隊(duì)運(yùn)動(dòng)隊(duì)第12頁(yè)/共121頁(yè)供應(yīng)商供應(yīng)商零件零件工程項(xiàng)目工程項(xiàng)目供應(yīng)關(guān)系供應(yīng)關(guān)系第13頁(yè)/共121頁(yè)供應(yīng)商零件工程項(xiàng)目零件供應(yīng)商工程項(xiàng)目供應(yīng)商工程項(xiàng)目零件第14頁(yè)/共121頁(yè)供應(yīng)商供應(yīng)商零件零件工程項(xiàng)目工程項(xiàng)目供應(yīng)關(guān)系供應(yīng)關(guān)系第15頁(yè)/共121頁(yè)（學(xué)生）（學(xué)生）v v課程課程學(xué)生學(xué)生（課程）（課程）v v第16頁(yè)/共121頁(yè)學(xué)生學(xué)生（學(xué)生）（學(xué)生）v v班班運(yùn)動(dòng)隊(duì)運(yùn)動(dòng)隊(duì)第17頁(yè)/共121頁(yè)計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)系系901901班班王王一一張張三三911911班班931931班班吳吳堅(jiān)堅(jiān)硬硬件件教教研研組組鄭鄭山山洪洪流流軟軟件件教教研研組組丁

5、丁偉偉第18頁(yè)/共121頁(yè)第19頁(yè)/共121頁(yè) 特點(diǎn)特點(diǎn): : 層次結(jié)構(gòu)是樹(shù)結(jié)構(gòu)，樹(shù)的結(jié)點(diǎn)是記錄層次結(jié)構(gòu)是樹(shù)結(jié)構(gòu)，樹(shù)的結(jié)點(diǎn)是記錄類型，非根結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)。上一層記類型，非根結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)。上一層記錄類型和下一層記錄類型是錄類型和下一層記錄類型是1:N聯(lián)系聯(lián)系。( (因此不能因此不能表示表示M:N） 第20頁(yè)/共121頁(yè) 層次模型的優(yōu)點(diǎn)：層次模型的優(yōu)點(diǎn)： 記錄之間的聯(lián)系通過(guò)指針來(lái)實(shí)現(xiàn)，查詢效率記錄之間的聯(lián)系通過(guò)指針來(lái)實(shí)現(xiàn)，查詢效率較高（針對(duì)層次結(jié)構(gòu)）。較高（針對(duì)層次結(jié)構(gòu)）。 層次模型的缺點(diǎn)：層次模型的缺點(diǎn)：1 1、只能表示、只能表示1 1：N N聯(lián)系，雖然可以采用虛擬記錄聯(lián)系，雖

6、然可以采用虛擬記錄描述非層次數(shù)據(jù)關(guān)系，但較復(fù)雜，用戶不易掌握，描述非層次數(shù)據(jù)關(guān)系，但較復(fù)雜，用戶不易掌握，并且非層次結(jié)構(gòu)的查詢效率比較低；并且非層次結(jié)構(gòu)的查詢效率比較低；2 2、由于層次順序的嚴(yán)格和復(fù)雜，引起數(shù)據(jù)的查詢、由于層次順序的嚴(yán)格和復(fù)雜，引起數(shù)據(jù)的查詢和更新很復(fù)雜，因此應(yīng)用程序的編寫(xiě)也比較復(fù)雜；和更新很復(fù)雜，因此應(yīng)用程序的編寫(xiě)也比較復(fù)雜；3 3、模式描述語(yǔ)言較復(fù)雜，數(shù)據(jù)獨(dú)立性差。、模式描述語(yǔ)言較復(fù)雜，數(shù)據(jù)獨(dú)立性差。第21頁(yè)/共121頁(yè) 用有向圖（網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）表示實(shí)體及實(shí)體之用有向圖（網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）表示實(shí)體及實(shí)體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型（網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型（networ

7、k network data modeldata model）。）。有向圖中的結(jié)點(diǎn)是記錄類型，有向圖中的結(jié)點(diǎn)是記錄類型，箭頭表示從箭尾的記錄類型到箭頭的記錄類型箭頭表示從箭尾的記錄類型到箭頭的記錄類型間聯(lián)系。間聯(lián)系。第22頁(yè)/共121頁(yè) 基本概念和結(jié)構(gòu)基本概念和結(jié)構(gòu) 記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng)記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng) 數(shù)據(jù)項(xiàng)相當(dāng)于字段，記錄是數(shù)據(jù)項(xiàng)的有序結(jié)數(shù)據(jù)項(xiàng)相當(dāng)于字段，記錄是數(shù)據(jù)項(xiàng)的有序結(jié)合。合。 系系 系表示兩個(gè)記錄型間的系表示兩個(gè)記錄型間的1:N1:N關(guān)系；對(duì)應(yīng)關(guān)系；對(duì)應(yīng)“1 1”的的為首記錄，對(duì)應(yīng)為首記錄，對(duì)應(yīng)“N N”的為屬記錄。系是命名的，的為屬記錄。系是命名的，有型值之分，例如：圖有型值之分，例如：圖2

8、-172-17就是系的型和值。就是系的型和值。第23頁(yè)/共121頁(yè)班級(jí)班級(jí)學(xué)生學(xué)生一班一班王一王一李紅李紅丁杰丁杰型型值值圖圖2-17 2-17 班級(jí)班級(jí)學(xué)生系學(xué)生系第24頁(yè)/共121頁(yè)多屬系多屬系系值：系值：3 3個(gè)成員的并，而非個(gè)成員的并，而非“X X”賬戶賬戶存款帳存款帳提款帳提款帳轉(zhuǎn)賬轉(zhuǎn)賬第25頁(yè)/共121頁(yè)網(wǎng)狀模型的特點(diǎn)：網(wǎng)狀模型的特點(diǎn)： 與層次模型不同，網(wǎng)狀模型中，一個(gè)記錄型可與層次模型不同，網(wǎng)狀模型中，一個(gè)記錄型可以成為多個(gè)首記錄型的屬記錄以成為多個(gè)首記錄型的屬記錄突破層次的限突破層次的限制；制； 一個(gè)記錄型不能既作為一個(gè)系的首記錄又作為一個(gè)記錄型不能既作為一個(gè)系的首記錄又作為同

9、一個(gè)系的屬記錄。同一個(gè)系的屬記錄。 EMPEMP領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)第26頁(yè)/共121頁(yè)EMPEMPLINKLINK1:11:11:N1:N1:11:1表示一人擔(dān)任一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)崗位，系值見(jiàn)下一頁(yè)圖。表示一人擔(dān)任一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)崗位，系值見(jiàn)下一頁(yè)圖。第27頁(yè)/共121頁(yè)E E4 4L L1 1S S1 1E E7 7L L2 2S S1 1E E9 9L L3 3S S1 1E E3 3E E5 5E E1 1E E6 6S S2 2S S2 2S S2 2第28頁(yè)/共121頁(yè)第29頁(yè)/共121頁(yè)S S1 1C C1 1C C2 2C C3 3C C4 4S S1 1C C5 5C C6 6第30頁(yè)/共121頁(yè)S SL

10、INKLINK1 1C CSLSLM M1 1CLCLN N型型第31頁(yè)/共121頁(yè)S S1 1L L1 1SLSLL L2 2L L3 3L L4 4L L5 5L L6 6L L7 7S S2 2SLSLC C1 1C C2 2C C3 3C C4 4C C5 5C C6 6CLCLCLCLCLCLCLCLCLCLCLCL值值第32頁(yè)/共121頁(yè)零件零件LINKLINK1 1工程項(xiàng)目工程項(xiàng)目M M1 1N N供應(yīng)商供應(yīng)商1 1P P第33頁(yè)/共121頁(yè)第34頁(yè)/共121頁(yè)O OS S1 1S S2 2S S3 3前向指針前向指針后向指針后向指針首記錄指針首記錄指針系的鏈?zhǔn)綄?shí)現(xiàn)方式系的鏈?zhǔn)綄?shí)

11、現(xiàn)方式第35頁(yè)/共121頁(yè)第36頁(yè)/共121頁(yè)第37頁(yè)/共121頁(yè)第38頁(yè)/共121頁(yè)第39頁(yè)/共121頁(yè)第40頁(yè)/共121頁(yè) 關(guān)系模型（關(guān)系模型（relaction data modelrelaction data model）的主要特征是的主要特征是用用表格結(jié)構(gòu)表達(dá)實(shí)體集，用外鍵表示實(shí)體間聯(lián)系表格結(jié)構(gòu)表達(dá)實(shí)體集，用外鍵表示實(shí)體間聯(lián)系。與層次。與層次模型和網(wǎng)狀模型相比，關(guān)系模型比較簡(jiǎn)單，容易為初學(xué)模型和網(wǎng)狀模型相比，關(guān)系模型比較簡(jiǎn)單，容易為初學(xué)者接受。者接受。 關(guān)系模型是由若干個(gè)關(guān)系模式組成的集合。每個(gè)關(guān)系關(guān)系模型是由若干個(gè)關(guān)系模式組成的集合。每個(gè)關(guān)系實(shí)際上是一張表格，記錄之間聯(lián)系是通過(guò)各個(gè)

12、關(guān)系模實(shí)際上是一張表格，記錄之間聯(lián)系是通過(guò)各個(gè)關(guān)系模式的鍵體現(xiàn)的。式的鍵體現(xiàn)的。 第41頁(yè)/共121頁(yè) 關(guān)系模型的層次、網(wǎng)狀模型的最大差別關(guān)系模型的層次、網(wǎng)狀模型的最大差別是用鍵而不是用鍵而不是用指針導(dǎo)航數(shù)據(jù)，其表格簡(jiǎn)單，用戶易懂，用戶只需是用指針導(dǎo)航數(shù)據(jù)，其表格簡(jiǎn)單，用戶易懂，用戶只需用簡(jiǎn)單的查詢語(yǔ)句就可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，并不涉及用簡(jiǎn)單的查詢語(yǔ)句就可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，并不涉及存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、訪問(wèn)技術(shù)等細(xì)節(jié)。存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、訪問(wèn)技術(shù)等細(xì)節(jié)。第42頁(yè)/共121頁(yè)1 1屬性和域?qū)傩院陀驅(qū)傩詫傩?用來(lái)描述事物特征。用來(lái)描述事物特征。例如：學(xué)生的例如：學(xué)生的姓名、學(xué)號(hào)、性別、出生年月姓名、學(xué)號(hào)、性別、出生年月

13、等。等。屬性的域?qū)傩缘挠?屬性的取值范圍。屬性的取值范圍。例如：例如：姓名的取值范圍姓名的取值范圍是合法姓名的集合。是合法姓名的集合。 學(xué)號(hào)的域?qū)W號(hào)的域是若干位數(shù)字組成的字符串的集合。是若干位數(shù)字組成的字符串的集合。 性別的域性別的域是男，女，是男，女，第43頁(yè)/共121頁(yè)第44頁(yè)/共121頁(yè)第45頁(yè)/共121頁(yè)第46頁(yè)/共121頁(yè)第47頁(yè)/共121頁(yè)第48頁(yè)/共121頁(yè)第49頁(yè)/共121頁(yè)第50頁(yè)/共121頁(yè)第51頁(yè)/共121頁(yè)第52頁(yè)/共121頁(yè)的元組的集合。為所有滿足完整性約束的值，合，即在給定時(shí)間的元組的集為某關(guān)系其中，.21rRRrDDDrrn第53頁(yè)/共121頁(yè)第54頁(yè)/共121頁(yè)

14、第55頁(yè)/共121頁(yè)第56頁(yè)/共121頁(yè)NULLRtFKtFKt)( 中某一元組為第57頁(yè)/共121頁(yè)第58頁(yè)/共121頁(yè)第59頁(yè)/共121頁(yè)第60頁(yè)/共121頁(yè)第61頁(yè)/共121頁(yè)第62頁(yè)/共121頁(yè)第63頁(yè)/共121頁(yè)第64頁(yè)/共121頁(yè)第65頁(yè)/共121頁(yè)兩者效率大不一樣兩者效率大不一樣!易證：易證：第66頁(yè)/共121頁(yè)第67頁(yè)/共121頁(yè)第68頁(yè)/共121頁(yè)第69頁(yè)/共121頁(yè)第70頁(yè)/共121頁(yè) 第71頁(yè)/共121頁(yè) 第72頁(yè)/共121頁(yè)第73頁(yè)/共121頁(yè)倉(cāng)庫(kù)號(hào)倉(cāng)庫(kù)號(hào)城市城市面積面積WH1WH1北京北京370370WH2WH2上海上海500500WH3WH3廣州廣州200200倉(cāng)庫(kù)

15、號(hào)倉(cāng)庫(kù)號(hào)城市城市面積面積WH2WH2上海上海500500WH3WH3廣州廣州200200WH4WH4武漢武漢180180倉(cāng)庫(kù)號(hào)倉(cāng)庫(kù)號(hào)城市城市面積面積WH1WH1北京北京370370WH2WH2上海上海500500WH3WH3廣州廣州200200WH4WH4武漢武漢180180第74頁(yè)/共121頁(yè)倉(cāng)庫(kù)號(hào)倉(cāng)庫(kù)號(hào)城市城市面積面積WH2WH2上海上海500500WH3WH3廣州廣州200200倉(cāng)庫(kù)號(hào)倉(cāng)庫(kù)號(hào)城市城市面積面積WH1WH1北京北京370370第75頁(yè)/共121頁(yè) 設(shè)有兩個(gè)關(guān)系設(shè)有兩個(gè)關(guān)系R R和和S S，它們的目分別為，它們的目分別為n nr r和和n ns s；它們的元組數(shù)分別為它們的元組

16、數(shù)分別為|R|R|和和|S|S|，則，則R R和和S S的笛卡爾的笛卡爾乘積為：乘積為： R S=|t R and g S 為為t t和和g g的拼接，即的拼接，即R R S S仍為一個(gè)關(guān)系仍為一個(gè)關(guān)系，它的目為，它的目為nr+ns、元組數(shù)為元組數(shù)為|R|R|S|S|。 若若R R和和S S中有相同的屬性名，在這些屬性名前加中有相同的屬性名，在這些屬性名前加上關(guān)系名作為限定詞，進(jìn)行區(qū)別。上關(guān)系名作為限定詞，進(jìn)行區(qū)別。第76頁(yè)/共121頁(yè)第77頁(yè)/共121頁(yè) 第78頁(yè)/共121頁(yè)WH1WH1北京北京370370WH2WH2上海上海500500WH3WH3廣州廣州200200WH5WH5合肥合肥1

17、30130WH2WH2E1E112201220WH1WH1E3E312101210WH2WH2E4E412501250WH3WH3E6E612301230WH1WH1E7E712501250WH2WH2上海上海500500WH1WH1北京北京370370WH2WH2上海上海500500WH3WH3廣州廣州200200WH1WH1北京北京370370E1E112201220E3E312101210E4E412501250E6E612301230E7E712501250第79頁(yè)/共121頁(yè) 上式可以生成一個(gè)學(xué)生成績(jī)表，它具有學(xué)號(hào)、課程上式可以生成一個(gè)學(xué)生成績(jī)表，它具有學(xué)號(hào)、課程號(hào)、課程名、學(xué)分和成

18、績(jī)等屬性。號(hào)、課程名、學(xué)分和成績(jī)等屬性。第80頁(yè)/共121頁(yè)第81頁(yè)/共121頁(yè)可能有可能有R R不含元組不含元組R R中相應(yīng)中相應(yīng)Y Y值集合不能包含值集合不能包含S(Y)S(Y)的的X X值集合值集合R R中相應(yīng)中相應(yīng)Y Y值集合能包含值集合能包含S(Y)S(Y)的的X X值集合值集合R-(RR-(R S)S) S S可以看成可以看成余數(shù)余數(shù)。第82頁(yè)/共121頁(yè)第83頁(yè)/共121頁(yè)第84頁(yè)/共121頁(yè)第85頁(yè)/共121頁(yè)第86頁(yè)/共121頁(yè)a ab bNULLNULLa ab bNULLNULL外連接外連接第87頁(yè)/共121頁(yè)第88頁(yè)/共121頁(yè) 第89頁(yè)/共121頁(yè)第90頁(yè)/共121頁(yè)第91頁(yè)/共121頁(yè)第92頁(yè)/共121頁(yè)第93頁(yè)/共121頁(yè)第94頁(yè)/共121頁(yè)第95頁(yè)/共121頁(yè)第96頁(yè)/共121頁(yè)注意：謂詞中兩個(gè)注意