第四章数据库系统概述.ppt
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* * * * * * * 学号 姓名 性别 年龄 班级 S1 李燕 女 20 99881 S2 吴迪 男 19 04651 S3 贝宁 男 21 04263 S4 赵冰 女 18 02471 课程号 课程名 系列 C1 电路基础 物理 C2 数据结构 计算机 C3 概率统计 数学 学生关系S 课程关系C 学号 课程号 等级 S1 C1 A S1 C3 B S2 C1 B S2 C2 A S2 C3 B S3 C1 C S3 C2 A S4 C3 C 学生选课关系SC * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 教学十一班 * * * * * * * * * 教学八班 4.2.3 数据模型的三要素 数据模型由三个要素组成：数据结构、数据操作和完整 性约束。 1．数据结构 数据结构用于描述系统的静态特性，是所研究的对象类 型的集合。数据模型按其数据结构分为层次模型、网状模型 和关系模型。 2．数据操作 数据操作用于描述系统的动态特性，是指对数据库中各 种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操 作集合。 3．数据的约束条件 数据的约束条件是一组完整性规则的集合。完 整性规则是给定的数据及其联系所具有的制约和存 储规则，用以限定符合数据库状态以及状态的变 化，以保证数据的正确、有效和相容。 4.2.4 三种主要的数据模型 目前最常用的数据模型有层次模型、网状模型和 关系模型。其中层次模型和网状模型统称为非关系模 型。 1、层次数据模型 层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型， 它用树形结构表示各类实体以及实体间的联系。层次 模型数据库系统的典型代表是IBM公司的IMS （Information Management Systems）数据库管理系 统，这是一个曾经广泛使用的数据库管理系统。 在数据库中，对满足以下两个条件的数据模型称 为层次模型。 （1）有且仅有一个节点无双亲，这个节点称为 “根节点”。 （2）其他节点有且仅有一个双亲。 2、网状数据模型 网状数据模型的典型代表是DBTG系统，也称 CODASYL系统，在网状模型中用结点（Ｎｏｄｅ）表 示实体，用系（Ｓｅｔ）表示两个实体间的联系。 从图论的观点看，它是一个不加任何条件的无向图。 在数据库中，对满足以下两个条件的数据模型 称为网状模型： （1）允许一个以上的节点无双亲。 （2）一个节点可以有多于一个的双亲。 显然，层次模型是网状模型的特殊形式，网状模型是层次模型的一般形式。 网状模型在查询方式上要比层次模型优越，可以从任一个节点查询，但是网状模型支持的数据结构种类比较多，数据结构本身及其相应的数据操作都极其复杂，所以为数据库的设计也带来了一定的困难。 3、关系数据模型 用关系表示实体以及实体之间联系的模型 称为关系数据模型。 关系模型是目前最重要的一种模型。２０ 世纪７０年代初由美国IBM公司的E.F.Codd提 出的。关系模型是完全不同于前两种模型的一 种新的模型，它的基础不是图而是表格。 （1）关系数据模型的数据结构 一个关系模型的逻辑结构是一张二维表，它由行 和列组成。每一行称为一个元组，每一列称为一个字 段。 关系模型的基本术语： 1）关系 关系就是二维表，它满足如下条件： 关系表中的每一列都是不可再分的基本属性 表中各属性不能重名 表中的行、列次序并不重要，即可交换行或列 的前后顺序 2）元组 表中的每一行数据称作是一个元组，它相当于一个 记录值 3）属性 表中的每一列是一个属性值集，列可以命名， 称为属性名，也叫字段。 4）主码 主码（primary key）也称为主健或主关键 字，是表中的一个属性或一组属性，用于唯一的确 定表中的一个元组。 5）域 属性的取值范围就称为域 （2）关系数据模型的数据操纵与完整性约束 关系数据模型的操纵主要包括查询、插入、删除和 更新数据。这些操作必须满足关系的完整性约束条件。 关系的完整性约束条件包括三大类：实体完整性、参照 完整性和用户定义的完整性。 实体完整性：关系数据库中所有的表都必须有主 码，而且表中不允许存在如下的记录： 无主码值的记录 主码值相同的记录 参照完整性：一般指多个实体或关系表之间的关 联关系，在关系数据库中用外码（Foreign key）来 实现参照完整性 外码是指表B中含有与另一个表A的主码相对应的 列，那么该列在表B中称为外码。 例：“学生”关系和“专业”关系所包含的属性如 下，其中主码用下划线标识。 学生（学号，姓名，性别，专业号，籍贯）
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