【正文】 P1(u))或 (??u)(P1(u))的真值。 關(guān)系數(shù)據(jù)模型 ? 類似地，也可以定義安全的域演算表達(dá)式。 ? 安全的域演算表達(dá)式 {t1… tk|P(t1, … ,tk)}應(yīng)滿足下列三個條件： ? ①如果元組 t1… tk滿足公式 P，那么每個 ti在 DOM(P)中。 ? ②對于 P的每個形如 (??x)(P1(x))的子公式，如果 x使 P1(x)為真，那么 x必是 DOM(P1)的元素。 ? ③對于 P的每個形如 (??x)(P1(x))的子公式，如果 x使 P1(x)為假，那么 x必是 DOM(P1)的元素。 ? 并、差、笛卡兒積、選擇和投影是關(guān)系代數(shù)中最基本的操作，并且它們構(gòu)成了關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的最小完備集。已經(jīng)證明，在這個基礎(chǔ)上，關(guān)系代數(shù)、安全的元組關(guān)系演算、安全的域關(guān)系演算在關(guān)系的表達(dá)能力上完全是等級的。 ER數(shù)據(jù)模型 I. 概述 ? ER數(shù)據(jù)模型 (EntityRelationship data model),即實體聯(lián)系數(shù)據(jù)模型， 1976年由 。 ? 提出的目標(biāo)： 1) 建立一個“統(tǒng)一”的數(shù)據(jù)模型，以概括 3種經(jīng)典的邏輯數(shù)據(jù)模型； 2) 作為 3種經(jīng)典邏輯數(shù)據(jù)模型之間相互轉(zhuǎn)換的中間模型； 3) 作為超脫于特定 DBMS的概念數(shù)據(jù)模型，以比較自然的方式模擬現(xiàn)實世界。 ? 特點： 1) 直接面向現(xiàn)實世界，而不是實現(xiàn)或 DBMS； 2) 直觀、自然； ER數(shù)據(jù)模型 II. 基本概念（語義范疇） 1. 實體 (entity) ? 實體：現(xiàn)實世界中任何可以相互區(qū)分的事物； ? 實體集 (entity set)：具有共同屬性的所有實體的集合； ? 實體實例 (entity instance): 實體集中的單個實體； 例：學(xué)生，職工，部門，課程， … 都是實體集 而“王英” ，“張凡”都是“學(xué)生”實體集中的實體實例 ? 實體型 (type)與值 (value)的區(qū)別 : ? 實體表示： ER數(shù)據(jù)模型 2. 屬性 (attribute) ? 屬性：實體 (或聯(lián)系 )所具有的某方面特征 ? 值集：屬性的取值范圍 ? 簡單屬性與復(fù)合屬性： ? 單值 (singlevalued)屬性與多值 (multivalued)屬性： ? 標(biāo)識性屬性與描述性屬性： ? 固有屬性與導(dǎo)出性屬性： ? 實體鍵 (entity key): 能夠唯一標(biāo)識實體的屬性或?qū)傩越M ? 實體主鍵 (entity primay key): ? 屬性的數(shù)學(xué)表示： 一般屬性： A： E→ ρ (V1) ρ (V2)…… ρ (Vn) 簡單屬性： A： E→ρ(V) ER數(shù)據(jù)模型 3. 聯(lián)系 (relationship) ? 聯(lián)系：發(fā)生在實體之間具有特定含義的對應(yīng)關(guān)系 ? 聯(lián)系值與聯(lián)系集： ? 二元聯(lián)系與多元聯(lián)系： ? 作用 (role): ? 基數(shù)比約束 (cardinality ratio constraint): 二元聯(lián)系： 一對一 (1:1), 一對多 (1:M ), 多對多 (M:N) 三元聯(lián)系： 1:1:1, 1:1:P, 1:N:P, M:N:P ? 實體的參與度 : (min,max) ,0=min=max=1 ? 部分參與 (min=0)和全參與 (min0)： ? 聯(lián)系的語義約束： ? 聯(lián)系的屬性： ? 實體之間的所有 (ownership)關(guān)系 : ER數(shù)據(jù)模型 III. ER圖 ? ER圖的畫法 ? ER圖示例（ 圖 228 圖 229） ? ER圖的用途 ? 對 ER方法的評價 ER數(shù)據(jù)模型 IV. 擴(kuò)充的 ER模型 1. 特殊化 (specialization)和普遍化 (generalization) ? 將一個實體集按照某些特征區(qū)分為若干子實體集是一個從普遍到特殊的過程，稱為 特殊化 ；與此相反的過程稱為 普遍化 ，即將若干具有共性的實體集概括成為一個更普遍的實體集。 ? 設(shè)有實體集Ｅ，如果Ｆ是Ｅ的某些真子集的集合，即 F={Si | Si∈ E, i=1,…,n}, 則稱Ｆ是Ｅ的一個特殊化， E 是 S1,…,Sn 的超實體集， S1,…,Sn 為 E的子實體集。 ? 全 (total)特殊化與部分 (partial)特殊化： ? 不相交 (disjoint)的特殊化與重疊 (overlapping)的特殊化 : ? 子實體集與超實體集之間的關(guān)系： 1. ISA： 2. 繼承 (inherit)： 3. 子實體可以有其特殊的屬性和聯(lián)系 。 ? 特殊化和普遍化的 ER圖表示： （ 圖 230） ER數(shù)據(jù)模型 2. 聚集 (aggregation) ? 聚集的定義 : ? 表達(dá) :“部分”與“整體”的關(guān)系 (HasA) ? 聚集的例子 （ 圖 231） 3. 范疇 (category) ? 范疇的定義： ? 用途：處理 不同類型 實體組成的實體集合 ? 選擇性繼承： ? 范疇的例子 （ 圖 232） 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型 ? 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型（ ObjectOriented data model,簡稱 OO data model）就是一種可擴(kuò)充的數(shù)據(jù)模型。它又稱對象數(shù)據(jù)模型，以面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)的 DBMS稱為 OO DBMS或?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ ODBMS）。 ? 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型提出于 20世紀(jì) 70年代末， 80年代初。它吸收了語義數(shù)據(jù)模型和知識表示模型的一些基本概念，同時又借鑒了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言和抽象數(shù)據(jù)類型的一些思想。 ? 對象 ? 所有現(xiàn)實世界中的實體都模擬為對象。 ? 一個對象包含若干屬性，用以描述對象的狀態(tài)、組成和特性。除了屬性外，對象還包含若干方法，用以描述對象的行為特征。 ? 對象是封裝的，外界與對象的通信一般只能借助于消息。 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型 ? 類和實例 ? 把類似的對象歸并為類。類中每個對象稱為實例。同一類的對象具有共同的屬性和方法，但這些屬性所取的值會因各個實例而不同。因此，屬性又稱為實例變量。有些變量的值在全類中是共同的，這些變量又稱為類變量。 ? 類層次結(jié)構(gòu)和繼承 ? 類的子集也可以定義為類，稱為這個類的子類，而該類稱為子類的超類。子類還可以再分為子類，如此可以形成一個類層次結(jié)構(gòu)。 ? 這種關(guān)系也稱為 ISA聯(lián)系，或稱為類屬聯(lián)系。從概念上說，自下而上是一個普遍化、抽象化的過程，這個過程叫普遍化。反之，由上而下是一個特殊化、具體化的過程，這個過程叫特殊化。 ? 子類可用繼承所有超類中的屬性和方法。還可用增加和取代的方法，定義子類中的特殊的屬性和方法。所謂增加就是定義新的屬性和方法；所謂取代就是重新定義超類的屬性和方法。如果子類有多個直接超類，則子類要從多個直接超類繼承屬性的方法，這叫多繼承。 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型 ? 在繼承時，可能發(fā)生同名沖突問題，一種沖突發(fā)生在超類之間，另一種沖突發(fā)生在子類和超類之間。一般按下列規(guī)則解決沖突問題。 ? 解決這種同名沖突的方法，一般是在子類中規(guī)定超類的優(yōu)先次序。 ? 在此情況下，都以子類 定義的為準(zhǔn)，也就是子類的定義取代其超類中的同名定義。 ? 一名多義的做法叫多態(tài)。在此情況下，同一方法名代表不同的功能，也就是一名多用，這叫重載。 ? 對象的標(biāo)識 ? 在 OO數(shù)據(jù)模型中，每個對象都有一個在系統(tǒng)內(nèi)惟一的和不變的標(biāo)識符，稱為對象標(biāo)識符。系統(tǒng)如何產(chǎn)生對象的標(biāo)識符？不同的DBMS有不同的方法，一般可分為下列 2種。 ? 1. 邏輯對象標(biāo)識符：不依賴于對象的存儲位置。 ? 2. 物理對象標(biāo)識符：依賴于對象的位置，或直接含有對象的地址。 對象關(guān)系數(shù)據(jù)模型 ? 對象關(guān)系數(shù)據(jù)模型是對關(guān)系數(shù)據(jù)模型進(jìn)行擴(kuò)充，從而提供更加豐富的面向?qū)ο蟮念愋拖到y(tǒng)，并在關(guān)系查詢語言中增加處理新增數(shù)據(jù)類型的成分。 ? 擴(kuò)充的類型系統(tǒng)中允許元組的屬性值為復(fù)雜類型。這樣的擴(kuò)充既要保留關(guān)系基礎(chǔ)，具體說來就是數(shù)據(jù)的說明性訪問，同時又要提高建模能力。對象關(guān)系系統(tǒng)指的是基于對象關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 ? 對關(guān)系系統(tǒng)進(jìn)行了擴(kuò)充，超越了 1NF的要求，允許非原子值存在。對象關(guān)系系統(tǒng)將擴(kuò)充的關(guān)系模型中的復(fù)雜數(shù)據(jù)和對象標(biāo)識、繼承等面向?qū)ο蟾拍罱Y(jié)合在一起。SQL的數(shù)據(jù)定義和查詢語言也被擴(kuò)充以處理復(fù)雜類型和面向?qū)ο筇卣鳌? 對象關(guān)系數(shù)據(jù)模型 ? 討論了圍繞持久化程序設(shè)計語言而建立的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫，也討論了基于關(guān)系模型而建立的對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫。 ? 對象關(guān)系系統(tǒng)的目標(biāo)是通過使用復(fù)雜數(shù)據(jù)類型而使數(shù)據(jù)建模和查詢變得更為容易。它的典型應(yīng)用是涉及到復(fù)雜數(shù)據(jù)（包括多媒體）的查詢和存儲。持久化程序設(shè)計語言的應(yīng)用定位于那些性能要求很高的應(yīng)用。 ? 各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的長處和優(yōu)勢總結(jié)如下： ? ⑴關(guān)系系統(tǒng)：數(shù)據(jù)類型簡單、查詢語言能力強(qiáng)、保護(hù)性好 ? ⑵基于 OODB的持久化程序設(shè)計語言：支持復(fù)雜數(shù)據(jù)類型，與程序設(shè)計語言有機(jī)集成，高性能。 ? ⑶對象關(guān)系系統(tǒng)：支持復(fù)雜數(shù)據(jù)類型，查詢語言強(qiáng)有力、保護(hù)性好。 基于邏輯的數(shù)據(jù)模型 ? 一階謂詞邏輯作為一種數(shù)據(jù)模型提出，這就是所謂基于邏輯的數(shù)據(jù)模型。從 20世紀(jì) 70年代末到 80年代初，這種數(shù)據(jù)模型停留在理論研究上； 20世紀(jì) 80年代中期以后，出現(xiàn)了一批以基于邏輯的數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)的DBMS原型，這就是所謂演繹 DBMS。 ? 一階謂詞邏輯作為數(shù)據(jù)模型 ? 每個關(guān)系對應(yīng)一個謂詞，例如關(guān)系 R(X,Y,Z)對應(yīng)謂詞P(X,Y,Z)。設(shè) a,b,c分別是屬性 X,Y,Z的合法的值，該謂詞的定義如下： ? P(a,b,c)={TRUE 當(dāng) t(a,b,c) ∈ R ? {FALSE 當(dāng) t(a,b,c) ?R 基于邏輯的數(shù)據(jù)模型 ? 謂詞所表示的關(guān)系有兩種：一種實際存儲在數(shù)據(jù)庫中，這稱為外延數(shù)據(jù)庫（ EDB）關(guān)系；另一種只有定義，而其元組并不存儲在數(shù)據(jù)庫中，在需要時可以導(dǎo)出，這稱為內(nèi)涵數(shù)據(jù)庫（ IDB）關(guān)系。 ? 滿足謂詞的一組變元的值稱為謂詞的實例。謂詞的實例相當(dāng)于關(guān)系的元組。從基于邏輯的數(shù)據(jù)模型的觀點來看，數(shù)據(jù)庫是一組謂詞實例的集合，可以稱之為事實；查詢和 IDB關(guān)系都可以用邏輯程序中的規(guī)則表示。事實加上規(guī)則就構(gòu)成一個邏輯數(shù)據(jù)庫。 ? 在邏輯數(shù)據(jù)模型中，規(guī)則的表示和 Prolog語言的表示相仿，例如下面是一條規(guī)則： ? PATH(x,z):ARC(x,y),ARC(y,z) ? 規(guī)則的左部稱為頭，右部稱為體。頭只能是 IDB關(guān)系，體中可以有 EDB和 IDB關(guān)系。 ? 利用規(guī)則可以表示關(guān)系的五種基本操作。