【正文】 反映。 客觀世界中的事物在信息世界中叫做 實(shí)體 ， 反映事物之間聯(lián)系的叫做 實(shí)體模型 。 實(shí)體是由若干屬性的屬性值組成 。 屬性是實(shí)體某一方面的特征，相應(yīng)于事物的性質(zhì)。例如，一個(gè)學(xué)生實(shí)體是如下的一個(gè) 5元組： ( 021149, 鄭楓 , 女 , 19, 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 ) 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 142 5元組中每一元素是學(xué)生的某一屬性的屬性值。他們對(duì)應(yīng)的屬性集合是： 這些屬性集合表征了 “ 學(xué)生 ” 實(shí)體的類型，叫做 實(shí)體型 。同一類型的實(shí)體的集合叫做 實(shí)體集 。 數(shù)據(jù)世界 則是信息世界中信息的數(shù)據(jù)化，現(xiàn)實(shí)世界中的事物及其聯(lián)系在數(shù)據(jù)世界中用數(shù)據(jù)模型描述。 (學(xué)號(hào) , 姓名 , 性別 , 年齡 , 專業(yè) ) 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 143 描述每一實(shí)體的數(shù)據(jù)稱為 記錄 ， 描述屬性的數(shù)據(jù)叫做 數(shù)據(jù)項(xiàng) 或 字段 。 與實(shí)體集相對(duì)應(yīng)的稱為 文件 。 例如，學(xué)生文件就由多個(gè)記錄組成，這些記錄放在一起構(gòu)成一個(gè)二維表。表中每一橫排叫做一個(gè)記錄或元組，每一縱列叫做一個(gè)屬性。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 144 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 145 記錄由 數(shù)據(jù)項(xiàng) 組成 ，正如實(shí)體由若干屬性的屬性值組成一樣。 一般數(shù)據(jù)項(xiàng)沿用屬性名。用做屬性名時(shí)表示觀念信息，用做數(shù)據(jù)項(xiàng)名時(shí)表示數(shù)據(jù)信息。每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)包括兩個(gè)特征：即 數(shù)據(jù)類型 和 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 。 若干同類型的記錄構(gòu)成 文件 。 為了對(duì)文件中的記錄有效組織和存取，通常指定一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行區(qū)別，這個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)叫做關(guān)鍵字。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 146 現(xiàn)實(shí)世界 信息世界 /概念模型 認(rèn)識(shí)抽象 計(jì)算機(jī)世界 (dbms支持的數(shù)據(jù)模型 ) 數(shù)據(jù)處理的抽象和轉(zhuǎn)換過(guò)程 轉(zhuǎn)換 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 147 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型的概念及其分類 、 要求 在數(shù)據(jù)庫(kù)中用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來(lái)抽象 、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息 。通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實(shí)世界的模擬 。 數(shù)據(jù)模型分成兩個(gè)不同的層次： (1)概念模型，也稱信息模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模。 (2)數(shù)據(jù)模型，主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系 模型等，它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 148 層次模型 層次模型用一棵 “ 有向樹(shù) ” 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)表示各類實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系 。 數(shù)據(jù)模型的分類 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 149 網(wǎng)狀模型 網(wǎng)狀模型取消了層次模型的兩個(gè)限制 ，兩個(gè)或兩個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)都可以有多個(gè)雙親結(jié)點(diǎn) ， 則此時(shí)有向樹(shù)變成了有向圖 ，該有向圖描述了網(wǎng)狀模型 。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 150 關(guān)系模型 1. 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一個(gè) “ 二維表框架 ” 組成的集合 ， 每個(gè)二維表又可稱為關(guān)系 ， 所以關(guān)系模型是 “ 關(guān)系框架 ” 的集合 。 （ 1）關(guān)系（ Relation） （ 2）元組（ Tuple） （ 3）屬性（ Attribute）（ 4）關(guān)鍵字（ Key） （ 5） 域 （ Domain） （ 6） 分量 （ 7） 關(guān)系模式 對(duì)關(guān)系的描述 ， 一般表示為：關(guān)系名 （ 屬性 1， 屬性2， …… 屬性 n） ， 如：學(xué)生 （ 學(xué)號(hào) ， 姓名 ， 性別 ， 年齡 ， 系別 ） 。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 151 2. 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操縱與完整性約束 數(shù)據(jù)操縱 主要包括查詢 、 插入 、 刪除和修改數(shù)據(jù) ， 這些操作必須滿足關(guān)系的完整性約束條件 ，即實(shí)體完整性 、 參照完整性和用戶定義的完整性 。 有關(guān)完整性的具體含義將在下一章介紹 。 在非關(guān)系模型中 ， 操作對(duì)象是單個(gè)記錄 ， 而關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)操作是集合操作 ， 操作對(duì)象和操作結(jié)果都是關(guān)系 ， 即若干元組的集合； 表以文件形式存儲(chǔ) ?在關(guān)系模型中，實(shí)體是用關(guān)系來(lái)表示的 ?實(shí)體間的關(guān)系也是用關(guān)系來(lái)表示的 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 152 關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn) 關(guān)系模型的 優(yōu)點(diǎn) 主要有： （ 1） 與非關(guān)系模型不同 ， 它有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)理論根據(jù) 。 （ 2） 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 清晰 ， 用戶易懂易用 ， 不僅用關(guān)系描述實(shí)體 ， 而且用關(guān)系描述實(shí)體間的聯(lián)系 。 （ 3） 關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶透明 ， 從而具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性 、 更好的安全保密性 ， 也簡(jiǎn)化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫(kù)建立和開(kāi)發(fā)的工作 。 關(guān)系模型的 缺點(diǎn) 主要有： ? 由于存取路徑對(duì)用戶透明 ， 查詢效率往往不如非關(guān)系模型 ， 因此 ， 為了提高性能 ， 必須對(duì)用戶的查詢表示進(jìn)行優(yōu)化 ， 增加了開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān) 。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 153 ER方法 ( EntityRelationship Approach) 和實(shí)體模型 在需求分析階段進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)過(guò)程中， 使用 ER圖，可定義一 個(gè)實(shí)體模型 。 實(shí)體模型是現(xiàn)實(shí)世界的純表示 ，它不涉及數(shù)據(jù)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、存取路徑、存取效率等問(wèn)題。因此，它可以轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)模型 。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 154 數(shù)據(jù)可以按相應(yīng)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行組織。 ER圖中表示實(shí)體聯(lián)系的符號(hào)如下： 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 155 在 ER圖中，每個(gè) 方框 表示 實(shí)體型或 屬性 ，方框之間的 連線 表示 實(shí)體之間 ，或 實(shí)體與屬性之間的聯(lián)系 。出現(xiàn)在連線上的短豎線可以看成是“ 1”，而圓圈隱含表示 “ 0”。 例如，在教學(xué)管理中，一個(gè)教師可以教授零門、一門或多門課程，每位學(xué)生也需要學(xué)習(xí)幾門課程。因此，教學(xué)管理中涉及的對(duì)象（實(shí)體型）有 學(xué)生 、 教師 和 課程 。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 156 用 ER圖描述它們之間的聯(lián)系，得下圖。其中，學(xué)生與課程是多對(duì)多的聯(lián)系，而教師與課程的聯(lián)系是零、一對(duì)多。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 157 進(jìn)一步，要確定屬性。例如， 學(xué)生具有 學(xué)號(hào) 、 姓名 、 性別 、 年齡 、專業(yè) （其它略）等屬性； 課程具有 課程號(hào) 、 課程名 、 學(xué)分 、學(xué)時(shí)數(shù) 等屬性； 教師具有 職工號(hào) 、 姓名 、 年齡 、 職稱 等屬性。 此外，學(xué)生通過(guò)學(xué)號(hào)、分?jǐn)?shù)與課程發(fā)生聯(lián)系。如此可得教學(xué)實(shí)體模型。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 158 教學(xué)實(shí)體模型 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 159 某校教學(xué)管理 ER 圖 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 160 ER圖提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法。 實(shí)體型：用矩形表示，矩形內(nèi)寫名實(shí)體名 屬性：用橢圓型表示 聯(lián)系：用菱形表示，菱形內(nèi)寫明聯(lián)系名，用無(wú)向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來(lái)，同時(shí)在無(wú)向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（ 1:1 ,1:m或 m:n） 設(shè)備 供貨長(zhǎng)商 訂貨 型號(hào) 功率 備注 型號(hào) 聯(lián)系人 電話 傳真 廠址 m n 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 161 信息域分析需要確定 數(shù)據(jù)的內(nèi)容 ，每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)要用表格列出，最后組織成文件的邏輯結(jié)構(gòu)，即面向應(yīng)用而不是面向存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)。 為了便于數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，常常要對(duì)這種結(jié)構(gòu)做一些簡(jiǎn)化，其中最常見(jiàn)的一種方法就是規(guī)范化技術(shù)。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 162 “規(guī)范化 ” 將 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu) 歸結(jié)為滿足一定條件的 二維表 （關(guān)系）。 ? 表格中每個(gè)信息項(xiàng)必須是一個(gè)不可分割的數(shù)據(jù)項(xiàng)，不可是組項(xiàng)。 ? 表格中每一列 (列表示屬性 )中所有信息項(xiàng)必須是同一類型，各列的名字 (屬性名 ) 互異，列的次序任意。 ? 表格中各行 (行表示元組 ) 互不相同，行的次序任意。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 163 不滿足上述要求的二維表或關(guān)系，叫做非規(guī)范化關(guān)系。對(duì)于非規(guī)范化的關(guān)系，必須將它規(guī)范化，即利用更單純、更規(guī)則的關(guān)系來(lái)代替原來(lái)的關(guān)系。 規(guī)范化的目的是： ? 消除數(shù)據(jù)冗余 ，即消除表格中數(shù)據(jù)的重復(fù)； ? 消除多義性 ，使關(guān)系中的屬性含義清楚、單一； 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 164 使關(guān)系的 “ 概念 ” 單一化 ，讓每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)只是一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)或字符串，而不是一個(gè)組項(xiàng)或重復(fù)組； 方便操作 。使數(shù)據(jù)的插入、刪除與修改操作可行并方便； 使關(guān)系模式更靈活 ，易于實(shí)現(xiàn)接近自然語(yǔ)言的查詢方式。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 165 用教學(xué)管理例說(shuō)明如何規(guī)范化 有三個(gè)實(shí)體型，即 課程 、 學(xué)生 和 教師 ，用三個(gè)關(guān)系保存它們的信息： 學(xué)生 (學(xué)號(hào) ，姓名，性別，年齡，專業(yè)，籍貫 ) 教師 (職工號(hào) ，姓名，年齡，職稱，工資級(jí)別，工資 ) 課程 (課程號(hào) ，課程名，學(xué)分，學(xué)時(shí)，課程類型 ) 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 166 為表示實(shí)體型之間的聯(lián)系，又建立兩個(gè)關(guān)系： 選課 (學(xué)號(hào)，課程號(hào) ，聽(tīng)課出勤率，作業(yè)完成率，分?jǐn)?shù) ) 教課 (職工號(hào)，課程號(hào) ) 這五個(gè)關(guān)系，組成了 數(shù)據(jù)庫(kù)的模型 。 在每個(gè)關(guān)系中，屬性名下加下劃線）指明 關(guān)鍵字 。并規(guī)定關(guān)鍵字能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 167 關(guān)系規(guī)范化的程度，通常按屬性間的依賴程度來(lái)區(qū)分，并以范式 NF (Normal Form) 來(lái)表達(dá)。常用的范式分為第一范式（ 1NF）、第二范式（ 2NF）和第三范式（ 3NF）。 設(shè) Ｒ 是 一個(gè)關(guān)系 ， Ｘ 和 Ｙ 是 Ｒ 中的兩個(gè)屬性 。若對(duì)于Ｘ的任一個(gè)值，Ｙ僅有一個(gè)值與之對(duì)應(yīng)，則稱Ｒ的屬性Ｙ函數(shù)依賴于屬性Ｘ。 例如， 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 168 教師 (職工號(hào) , 姓名 , 年齡 , ?? ) 其中，屬性 “ 姓名 ” ， “ 年齡 ” 等都函數(shù)依賴于屬性 “ 職工號(hào) ” 。屬性Ｘ可以是復(fù)合屬性，如： 選課 (學(xué)號(hào) , 課程號(hào) , 聽(tīng)課出勤率 , ?? ) 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 169 如果 屬性Ｙ函數(shù)依賴于復(fù)合屬性Ｘ ，而 不與Ｘ的任何真子集函數(shù)依賴 ，則稱 屬性Ｙ完全函數(shù)依賴于復(fù)合屬性Ｘ 。 例如在 “ 選課 ” 關(guān)系中，屬性 “ 聽(tīng)課出勤率 ” 、 “ 作業(yè)完成率 ” 和“ 分?jǐn)?shù) ” 等表示某個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)某門課程時(shí)的學(xué)習(xí)情況。只有同時(shí)指定“ 學(xué)號(hào) ” 和 “ 課程號(hào) ” ，才能準(zhǔn)確地說(shuō)明是哪位學(xué)生學(xué)習(xí)哪門課程時(shí)的學(xué)習(xí)情況。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 170 因此， “ 分?jǐn)?shù) ” 等屬性完全函數(shù)依賴于 “ 學(xué)號(hào) ， 課程號(hào) ” 。 判斷規(guī)范化程度的條件是： ? 關(guān)系中所有屬性都是 “ 單純域 ” ，即不出現(xiàn) “ 表中有表 ” ? 非主屬性完全函數(shù)依賴于關(guān)鍵字 ? 非主屬性相互獨(dú)立，即任何非主屬性間不存在函數(shù)依賴。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 171 第一范式（ 1NF）：每個(gè)屬性值都是原子值，即僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單值而不含內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 172 第二范式：滿足每一范式條件，而且每個(gè)非關(guān)鍵字屬性都由整個(gè)關(guān)鍵字決定（而不是由關(guān)鍵字的一部分來(lái)決定）。 教師代碼 研究課題號(hào) 職稱 姓名 研究課題名 可分解如下： 教師關(guān)系 ：教師代碼、姓名、職稱 課題關(guān)系 ：研究課題號(hào)、研究課題名 教師與課題關(guān)系 ：教師代碼、研究課題號(hào) 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2022/2/12 173 第三范式：符合第二范式條件，每個(gè)非關(guān)鍵字屬性都僅由關(guān)鍵字決定，而且一個(gè)非關(guān)鍵字屬性不能僅僅是對(duì)一個(gè)非關(guān)鍵字屬性的進(jìn)一步描述（即一個(gè)關(guān)鍵字屬性值不依賴于另一個(gè)非關(guān)鍵字屬性值）。 產(chǎn)品代碼 產(chǎn)品名 生產(chǎn)廠名 生產(chǎn)廠地址 可分解如下： 產(chǎn)品關(guān)系 ： 產(chǎn)品代碼、產(chǎn)品名、生產(chǎn)