【正文】 關(guān)系的不同 數(shù)據(jù)依賴程度 的要求。關(guān)系中數(shù)據(jù)項(xiàng)之間存在兩種依賴關(guān)系：函數(shù)依賴和多值依賴 。 規(guī)范化的目的可以概括為以下幾點(diǎn)： ? 保證庫中每一個(gè)分量都不可再分 ? 消除冗余存儲(chǔ) ， 簡化檢索操作 ? 消除插入異常和刪除異常 關(guān)系數(shù)據(jù)的規(guī)范化理論涉及到以下兩個(gè)問題： ? 數(shù)據(jù)依賴 規(guī)范化問題考慮的基本出發(fā)點(diǎn)在于一個(gè)關(guān)系的數(shù)據(jù)項(xiàng)之間存在數(shù)據(jù)依賴問題 。 數(shù)據(jù)模型 45 為使數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法走向完備 ， 人們提出了規(guī)范化理論 。 ? 語言簡潔 ， 易學(xué)易用 。 ? 高度非過程化 ： 與高級(jí)編程語言相比 ， SQL對(duì)數(shù)據(jù)庫的操作方面是非常有優(yōu)勢(shì)的 。 這兩種方式的語法結(jié)構(gòu)是統(tǒng)一的 。 ? 靈活： SQL有兩種使用方式 。 167。 ? 事務(wù)控制： 控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)事務(wù)的運(yùn)行 。 ? 數(shù)據(jù)庫控制： 控制用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問權(quán)限 。 ? 數(shù)據(jù)操縱： 對(duì)數(shù)據(jù)的增 、 刪 、 改和查詢操作 。 數(shù)據(jù)模型 43 SQL的功能可以分成以下四類： ? 數(shù)據(jù)定義： 用于定義和修改數(shù)據(jù)庫對(duì)象 。 SQL雖被稱為 “ 查詢語言 ” ， 其功能卻包括查詢 、 操縱 、 定義和控制四個(gè)方面 ， 是一個(gè)綜合 、 通用 、 功能強(qiáng)大的關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言 。后來，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（ ANSI）和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ISO）先后批準(zhǔn) SQL作為關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言的美國及國際標(biāo)準(zhǔn)。 數(shù)據(jù)模型 42 結(jié)構(gòu)化查詢語言（ Structured Query Language，簡稱 SQL）的理論是 1974年提出的，并在 IBM公司的System R上實(shí)現(xiàn)。而用戶自定義完整性反映了用戶的要求，是用戶自行定義的。參照完整性是保證表與表之間語意上的完整性，即當(dāng)一個(gè)表引用在另一個(gè)表中定義的實(shí)體時(shí)，要保證這個(gè)實(shí)體的有效性。 數(shù)據(jù)模型 41 ? 關(guān)系完整性 ： 實(shí)體完整性、參照完整性和用戶自己定義的完整性。 關(guān)系語言的特點(diǎn)是高度的非過程化 ， 其操作方式的特點(diǎn)是集合操作 ， 即操作的對(duì)象和結(jié)果是集合 。關(guān)系模型由三部分組成： ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 在關(guān)系模型中 ， 無論是實(shí)體還是實(shí)體之間的聯(lián)系均由單一的結(jié)構(gòu)類型即關(guān)系來表示 。目前市面上比較流行的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如 ORACLE， SYBASE， SQL SERVER， FoxPro等均為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。 數(shù)據(jù)模型 39 四、關(guān)系數(shù)據(jù)庫 167。 ?堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ) 。 ?非過程化的數(shù)據(jù)請(qǐng)求 ， 數(shù)據(jù)請(qǐng)求可以不指明路徑 。 數(shù)據(jù)模型 37 用二維表來表示實(shí)體及其相互聯(lián)系 167。 ? DBTG報(bào)告： ?1969年 ， 由美國 CODASYC（ Conference On Data System Language， 數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)商會(huì) ） 下屬的 DBTG（ Data Base Task Group） 組提出 ， 確立了網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念 、 方法 、 技術(shù) 。 數(shù)據(jù)模型 信陽市 駐馬店市 武漢市 孝感市 阜陽市 南陽市 洛陽市 三門峽市 宜昌市 36 ? 特點(diǎn)： ?表達(dá)的聯(lián)系種類豐富 。 ?至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)有多于一個(gè)的父節(jié)點(diǎn) （ 排除樹結(jié)構(gòu) ） 。 167。 ?數(shù)據(jù)操縱不方便 ， 子結(jié)點(diǎn)的存取只能通過父結(jié)點(diǎn)來進(jìn)行 。 數(shù)據(jù)模型 中國 (面積， 人口，總產(chǎn)值 ) 河北省 (面積， 人口，總產(chǎn)值 ) 河南省 (面積， 人口，總產(chǎn)值 ) 湖北省 (面積， 人口，總產(chǎn)值 ) …… 信陽市 (面積， 人口，總產(chǎn)值 ) 鄭州市 (面積， 人口，總產(chǎn)值 ) 新鄉(xiāng)市 (面積， 人口，總產(chǎn)值 ) …… 34 ? 優(yōu)點(diǎn)： ?結(jié)構(gòu)簡單 ， 易于實(shí)現(xiàn) 。 167。 ? 樹有以下特性： ?每棵樹有且僅有一個(gè)節(jié)點(diǎn)無父節(jié)點(diǎn) ， 此節(jié)點(diǎn)稱為樹的根 （ Root） 。 數(shù)據(jù)模型 層次模型 網(wǎng)狀模型 關(guān)系模型 32 ? 用樹結(jié)構(gòu)表示實(shí)體之間聯(lián)系的模型叫層次模型 。 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)的約束條件是完整性規(guī)則的集合 ， 規(guī)定數(shù)據(jù)庫狀態(tài)及狀態(tài)變化所應(yīng)滿足的條件 ， 以保證數(shù)據(jù)的正確 、 有效 、 相容 。 ? 數(shù)據(jù)模型要定義操作含義 、 操作符號(hào) 、 操作規(guī)則 ，以及實(shí)現(xiàn)操作的語言 。 數(shù)據(jù)模型 30 ? 描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 ， 即對(duì)數(shù)據(jù)庫中對(duì)象的實(shí)例允許執(zhí)行的操作的集合 ， 包括操作及操作規(guī)則 。 ? 數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系： 例如網(wǎng)狀模型中的系型 （ Set Type） 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中一般按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型來命名數(shù)據(jù)模型 。 包括： ? 數(shù)據(jù)本身： 類型 、 內(nèi)容 、 性質(zhì) 。 數(shù)據(jù)模型 28 二、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型的三要素： 167。 167。 ?多對(duì)多： E1中的一個(gè)實(shí)體與 E2中 n（ n≥0 ）個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，并且 E2中的一個(gè)實(shí)體與 E1中 m（ m≥0 ）一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系。 ?一對(duì)多： E1中的一個(gè)實(shí)體與 E2中 n（ n≥0 ）個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，并且 E2中的一個(gè)實(shí)體與 E1中至多一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系。 數(shù)據(jù)模型 26 設(shè)有兩個(gè)實(shí)體集 E1， E2 ?一對(duì)一： E1中的一個(gè)實(shí)體與 E2中至多一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，并且 E2中的一個(gè)實(shí)體與 E1中至多一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系。 可以有一對(duì)一的（ 1:1），一對(duì)多的（ 1:m），多對(duì)多的（ m:n） 幾種情況。 同類聯(lián)系的集合稱為聯(lián)系集。 如學(xué)生與老師間的授課關(guān)系，學(xué)生與學(xué)生間有班長關(guān)系 。 通訊錄（姓名，郵編，地址，電話， Email， BP） 167。 一個(gè)實(shí)體集中任意兩個(gè)實(shí)體在主碼上的取值不能相同。 其任意真子集都不能成為超碼的最小超碼稱為 候選碼 。 數(shù)據(jù)模型 24 碼 (Key)： 能唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性或?qū)傩越M稱作 超碼 。 如全體學(xué)生 。 如 (9808100，王平， 21，男，計(jì)算機(jī)系， 2)是一個(gè)實(shí)體。 例，學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、年齡、性別、系、年級(jí)）。 167。 域 (Domain)： 屬性的取值范圍。一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來刻畫。 如學(xué)生張三、工人李四、計(jì)算機(jī)系、數(shù)據(jù)庫概論。 167。 數(shù)據(jù)模型 一、概念數(shù)據(jù)模型 二、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型 三、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型示例 四、關(guān)系數(shù)據(jù)庫 21 一、概念數(shù)據(jù)模型 1976年， Ｒ模型（ EntityRelationship Model），用Ｅ Ｒ圖來描述概念模型。 模型概念 地圖數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)，實(shí)質(zhì)是確定地圖數(shù)據(jù)和表示方法，確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式及數(shù)據(jù)文件的組織方式。建立合適的地圖數(shù)據(jù)模型，是地圖數(shù)據(jù)庫必須解決的重要問題。 數(shù)字地圖是一種數(shù)據(jù)模型，是用各種不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來描述客觀世界的。 18 167。 模型概念 四、地圖模型 地圖模型是建立在嚴(yán)格數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上的現(xiàn)實(shí)世界表象的模擬模型，具有物質(zhì)模型和概念模型兩個(gè)方面的特點(diǎn)。 模型概念 每一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫都由一個(gè)相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型來定義，數(shù)據(jù)模型最終成為一組被命名的邏輯數(shù)據(jù)單位以及它們之間的邏輯聯(lián)系所組成的全體； 每一種模型以不同的數(shù)據(jù)抽象與表示能力來反映客觀事物，有其不同的處理數(shù)據(jù)聯(lián)系的方式； 建模的目的是以最佳的方式反映本部門的業(yè)務(wù)對(duì)象及信息流程，或以最佳的方式為用戶提供訪問數(shù)據(jù)庫的邏輯接口 。 167。一般有嚴(yán)格的形式化定義，以便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。 模型概念 15 ? 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型 從計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)來對(duì)數(shù)據(jù)建模。如 ER模型。這類模型強(qiáng)調(diào)其語義表達(dá)能力，概念簡單、清晰，易于用戶理解。 模型概念 14 ? 概念數(shù)據(jù)模型 按用戶的觀點(diǎn)來對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模 。 13 。 數(shù)學(xué)模型 用數(shù)學(xué)的形式語言來描述對(duì)象。 實(shí)物模型 建筑物模型 地形模型 抽象模型 三維的 圖像模型 幾何圖 系統(tǒng)圖 功能系統(tǒng)圖 二維的 12 167。 模型概念 11 167。 2. 模型特點(diǎn) ? 用能理解的東西表示希望了解的東西 ? 模型不等于被描述的對(duì)象 ? 是一種普遍采用的科學(xué)研究的方法 9 模型舉例： 167。 模型概念 8 167。 167。另一方面，信息世界中的概念和關(guān)系，要以一定的方式映射到計(jì)算機(jī)世界中去，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上最終實(shí)現(xiàn)。 模型概念 一、數(shù)據(jù)抽象 二、模型 三、模型分類 四、地圖模型 6 一、數(shù)據(jù)抽象 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是面向計(jì)算機(jī)的，而應(yīng)用是面向現(xiàn)實(shí)世界的，兩個(gè)世界存在著很大差異，要直接將現(xiàn)實(shí)世界中的語義映射到計(jì)算機(jī)世界是十分困難的，因此引入一個(gè)信息世界作為現(xiàn)實(shí)世界通向計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的橋梁。 空間數(shù)據(jù)組織： 大量計(jì)算機(jī)化的空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理方式。2 第四章 地圖數(shù)據(jù)模型 3 空間數(shù)據(jù)模型 ： 不同的模型下有不同的空間要素認(rèn)知、抽象和表達(dá)方式以及不同的空間關(guān)系定義。 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 不同空間數(shù)據(jù)模型在計(jì)算機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)和表達(dá)方式。 現(xiàn)實(shí)空間世界 空間數(shù)據(jù)模型 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 組織與管理 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ) 認(rèn)知與抽象 空間數(shù)據(jù)庫 4 主要內(nèi)容 : ? 模型概念 ? 數(shù)據(jù)模型 ? 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與面向?qū)ο蠹夹g(shù)的結(jié)合 ? 地圖數(shù)據(jù)基本表示方法 ? 空間數(shù)據(jù)模型 ? 地圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ? 地圖數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)組織與管理 5 167。 一方面，信息世界是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象，從紛繁的現(xiàn)實(shí)世界中抽取出能反映現(xiàn)實(shí)本質(zhì)的概念和基本關(guān)系 。信息世界起到了承上啟下的作用。 模型概念 7 現(xiàn)實(shí)世界 信息世界 計(jì)算機(jī)世界 概念化 (數(shù)據(jù)抽象） 形式化 （數(shù)據(jù)模型） 用戶 計(jì)算機(jī) 167。 模型概念 二、模型 1. 定義 模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的表達(dá)或描述，是現(xiàn)實(shí)世界的本質(zhì)反映或科學(xué)抽象，可反映事物的固有特征及其相互聯(lián)系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 模型概念 10 模型舉例： 167。 模型概念 三、模型分類 1. 模擬模型 模擬模型以連續(xù)的方式表示對(duì)象。 模型概念 2. 數(shù)字模型 用離散的、數(shù)學(xué)的方法表示原型。 數(shù)據(jù)模型 是關(guān)于數(shù)據(jù)和聯(lián)系的邏輯組織形式的表示， 是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理中較教高層次的數(shù)據(jù)描述，它獨(dú)立于任何的 DBMS。 應(yīng)用 概念數(shù)據(jù)模型 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型 167。 用于組織信息世界的概念，表現(xiàn)從現(xiàn)實(shí)世界中抽象出來的事物以及它們之間的聯(lián)系。它是現(xiàn)實(shí)世界到信息世界的抽象，是用戶與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員之間進(jìn)行交流的語言。 167。 是信息世界中的概念和聯(lián)系在計(jì)算機(jī)世界中的表示方法。如層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ汀? 模型概念 16 167。 17 167。 ? 物質(zhì)模型 地圖與它所反映的客觀世界在結(jié)構(gòu)上存在著極大的相似性，人們可以利用這個(gè)模型來分析、觀察和認(rèn)識(shí)客觀世界及其聯(lián)系，還可進(jìn)行分析、量算。 模型概念 ?概念模型 地圖是客觀世界的一種科學(xué)抽象，地圖上的內(nèi)容是經(jīng)過制圖者思維加工的，有一定的主觀因素，用途的不同，觀察的角度不同，同一客觀存在會(huì)有不同的概念模型。組織地圖數(shù)據(jù)的方式是多種多樣的，因而地圖的數(shù)據(jù)模型有不同的形式。 19 167。 20 167。 觀點(diǎn)： 世界是由一組稱作實(shí)體的基本對(duì)象和這些對(duì)象之間的聯(lián)系構(gòu)成的。 數(shù)據(jù)模型 22 實(shí)體 (Entity)： 客觀存在并可相互區(qū)分的事物叫實(shí)體。 屬性 (Attribute)： 實(shí)體所具有的某一特性。 例如，學(xué)生可由學(xué)號(hào)、姓名、年齡、系、年級(jí)等組成。 例如，性別的域?yàn)椋小⑴?，月份的域?yàn)椋钡剑保驳恼麛?shù)。 數(shù)據(jù)模型 23 實(shí)體型 (Entity Type)： 實(shí)體名與其屬性名集合共同構(gòu)成實(shí)體型。 注意實(shí)體型與實(shí)體（值）之間的區(qū)別，后者是前者的一個(gè)特例。 實(shí)體集 (Entity Set)： 同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。 167。 超碼的任意超集也是超碼。 從所有候選碼中選定一個(gè)用來區(qū)別同一實(shí)體集中的不同實(shí)體，稱作 主碼 。 如學(xué)號(hào)是學(xué)生實(shí)體的碼。 數(shù)據(jù)模型 25 聯(lián)系 (Relationship)： 實(shí)體之間的相互關(guān)聯(lián)。 聯(lián)系也可以有屬性，如學(xué)生與課程之間有選課聯(lián)系，每個(gè)選課聯(lián)系都有一個(gè)成績作為其屬性。 聯(lián)系的種類 實(shí)體之間的聯(lián)系的數(shù)量，即一個(gè)實(shí)體通過一個(gè)聯(lián)系集能與另一實(shí)體集相關(guān)聯(lián)的實(shí)體的數(shù)目。 167。 如“職工”與“部門”之間的“管理”聯(lián)系（假定每個(gè)部門只有一個(gè)經(jīng)理，一個(gè)職工不能