第2章数据库系统结构.ppt
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1、2019/4/5,1,第2章 数据库系统结构,主要内容 数据描述 数据模型 数据库的体系结构,2019/4/5,2,本章主要内容,(1) 数据库设计中的数据描述 (2) 数据模型的描述 (3) 数据库的体系结构,2019/4/5,3,本章的重要概念,概念设计 逻辑和物理设计中的数据描述 数据联系的描述 数据模型的定义 实体间二元联系 ER模型 数据库的体系结构 三级结构,两级映象,两级数据独立性。,4,数据模型概述,人们必须事先把现实世界中具体的事物通过抽象,转换成计算机能够处理的数据模型。根据模型应用的目的不同,可以将模型分成属于不同层次的三类: 概念模型 逻辑模型 物理模型,数据建模过程图
2、,物理模型,数据库设计人员,DBMS,2019/4/5,5,2.1 数据描述,2.1.1 概念设计中的数据描述 2.1.2 逻辑设计中的数据描述 2.1.3 物理存储中的数据描述 2.1.4 数据联系的描述,2019/4/5,6,概念设计中的数据描述,数据库的概念设计是根据用户的需求设计数据库的概念结构。 实体(Entity): 客观存在、可以相互区别的事物称为实体。,实体,具体的对象,抽象的对象,例如一名男学生,一辆汽车等。,例如一次借书,一场足球比赛等。,实体集(Entity Set) 性质相同的同类实体的集合,称为实体集。 例如所有的男学生,全国足球锦标赛的所有比赛等。 有时,在不引起混
3、淆的情况下也称实体集为实体。,2019/4/5,7,概念设计中的数据描述,属性(Attribute): 实体有很多特性,每一个特性称为一个属性。每一个属性有一个值域,其类型可以是整数型、实数型、字符串型等。 例如实体学生有属性学号、姓名、年龄、性别等。 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。有时也称为关键码(Key),或简称为键。 例如学生的学号可以作为学生实体的标识符。,2019/4/5,8,逻辑设计中的数据描述,数据库的逻辑设计是根据概念设计得到的,逻辑设计中的术语如下: 字段(Field): 标记实体属性的命名单位称为字段或数据项。它是可以命
4、名的最小信息单位,所以又称为数据元素或数据项。字段的命名往往和属性名相同。 例如学生有学号、姓名、年龄、性别等字段。,2019/4/5,9,逻辑设计中的数据描述,记录(Record): 字段的有序集合称为记录。一般用一个记录描述一个实体,所以记录又可以定义为能完整地描述一个实体的字段集。 例如一个学生记录,由有序的字段集组成:学号,姓名,年龄,性别。 文件(File): 同一类记录的集合称为文件。文件是用来描述实体集的。 例如所有的学生记录组成了一个学生文件。 关键码(Key) 能惟一标识文件中每个记录的字段或字段集,称为记录的关键码(简称为键)。,2019/4/5,10,概念设计和逻辑设计中
5、两套术语的对应关系,在数据库技术中,每个概念都有类型(Type)和值(Value)之区分。例如“学生”是一个实体类型,而具体的人“张三”、“李四”是实体值。记录也有记录类型和记录值之分。 在不会引起误解时,不去仔细区分类型和值,笼统地称“记录”。,2019/4/5,11,物理存储中的数据描述,数据描述有两种形式:物理描述和逻辑描述。物理数据描述指数据在存储设备上的存储方式的描述,物理数据是实际存放在存储设备上的数据。 在数据库系统中,逻辑数据与物理数据之间可以是差别很大的。 数据库系统的一个目标是使用户能简单、方便、容易地存取数据,不必关心数据库的存储结构和具体实现方式。,2019/4/5,1
6、2,数据联系的描述 (1),实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系; 实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。,联系,事物内部,事物之间,现实世界,实体集内部的联系,实体集之间的联系,信息世界,13,两个实体集之间的联系,1:1 1:n m:n,例:班级和班长,班级和学生,教师和学生,图例:,数据联系的描述 (2),14,供应,供应商,项目,零件,m,p,n,领导,职工,1,n,1.三个实体之间的联系,2.一个实体型之间 一对多联系示例,数据联系的描述 (3),2019/4/5,15,2.2 数据模型,2.2.1 数据模型的定义 2.2.2 实体联系模型 2.2.3 层次模型 2
7、.2.4 网状模型 2.2.5 关系模型 2.2.6 面向对象模型,2019/4/5,16,数据模型的定义,数据模型的种类很多, 目前被广泛使用的可分为两种类型。一种是独立于计算机系统的数据模型,完全不涉及信息在计算机中的表示,只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构,这类模型称为“概念数据模型”;另一种数据模型是直接面向数据库的逻辑结构,它是对现实世界的第二层抽象。这类模型直接与DBMS有关,称为“逻辑数据模型”,简称“逻辑模型”。,17,实体-联系(Entity Relationship,简称ER)模型,ER模型的建立基于对现实世界的这样一种认识: 现实世界由一组称为实体的基本对象以及这些
8、对象间的联系构成。,表示方法:E-R图法 E-R图也称为E-R模型,概念数据模型,2019/4/5,18,实体联系模型 (1),实体型:用矩形表示,矩形框内写明实体名。 属性:用椭圆形表示,并用无向边将其与相应的实体型连接起来。 例如,学生实体具有学号、姓名、性别、出生年份、系、入学时间等属性,用ER图表示如图所示。,图2.5 学生实体及属性,2019/4/5,19,实体联系模型 (2),联系:用菱形表示,菱形框内写明联系名,并用无向边分别与有关实体型连接起来,同时在无向边旁标上联系的类型(1:1,1:N或M:N)。 需要注意的是,如果一个联系具有属性,则这些属性也要用无向边与该联系连接起来,
9、如右图。,2019/4/5,20,实体联系模型 (3),现以学校的教学情况为例来建立ER图。,图2.7 教学实体ER图,21,层次模型:,网状模型:,关系模型:,树结构,图结构,二维表,根本区别在于:数据结构不同,数据之间联系的表示方式,非关系模型,关系模型,学生,教师,基本层次联系,三种常见的逻辑数据模型,22,三种常见的逻辑数据模型,1.层次模型,用一棵“有向树”来表示各实体以及实体间的联系,23,三种常见的逻辑数据模型,主要缺点:不能表示两个以上实体型间的多对多联系,24,三种常见的逻辑数据模型,2.网状模型,用 “有向图”来表示各实体以及实体间的联系,25,三种常见的逻辑数据模型,缺点
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