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数据模型的组成要素

数据模型所描述的内容通常由数据结构、数据操作和完整性约束3个要素组成。

1.数据结构

数据模型中的数据结构主要描述数据的类型、内容、性质以及数据间的联系等。数据结构是数据模型的基础,数据操作和约束都建立在数据结构上。不同的数据结构具有不同的操作和约束。

数据结构用于描述系统的静态特性。

2.数据操作

数据模型中数据操作主要描述在相应的数据结构上的操作类型和操作方式。数据库主要有查询和更新(包括插入、删除、修改)两大类操作。数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作符号、操作规则(如优先级)以及实现操作的语言。

数据操作用于描述系统的动态特性。

3.数据完整性约束

数据模型中的数据约束主要描述数据结构内数据间的语法、词义联系、他们之间的制约和依存关系,以及数据动态变化的规则,以保证数据的正确、有效和相容。例如,在学籍管理系统中,学生的“性别”只能为“男”或“女”;学生选课信息中的“课程号”的值必须取自学校已经开设课程的课程号等。

数据模型是数据库技术的关键,它的3个要素完整地描述了一个数据模型。

数据模型的分类

数据模型按照不同的应用层次分为概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型。

1.概念数据模型

简称概念模型,它是一种面向客观世界、面向用户的模型;它与具体的数据库系统无关,与具体的计算机平台无关。概念模型着重于客观世界复杂事物的结构描述及它们之间的内在联系的描述。概念模型是整个数据模型的基础,最常用的是E-R实体联系模型(EntityRelationship Model)。

2.逻辑数据模型

又称数据模型,它是一种面向数据库系统的模型,该模型着重于在数据库系统一级的实现。概念模型只有在转换成数据模型后才能在数据库中得以表示。较为成熟的逻辑数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。本章所讲述的Access就是基于关系模型的关系数据库。

3.物理数据模型

物理数据模型  又称物理模型,它是一种面向计算机物理表示的模型,此模型给出了数据模型在计算机上物理结构的表示。

E-R模型简介

E-R方法是“实体-联系方法”(Entity-Relationship Approach)的简称。它是描述现实世界概念结构模型的有效方法。

1.相关概念

建立E-R模型需要掌握以下几个概念。

(1)实体

客观存在,并可相互区别的事物被称为实体(entity)。实体可以是实实在在的客观存在,例如学生、教师、商店、医院;也可以是一些抽象的概念或地理名词,如地震、北京市。

(2)属性

实体所具有的特征称为属性(attribute)。一个实体往往有多个属性,如一个人可以具备姓名、年龄、性别、身高、肤色、发型、衣着等属性。属性的取值称为属性值,一个属性的取值范围称为该属性的值域或值集。

(3)联系

实体集之间的对应关系称为联系,它反映现实世界事物之间的相互关系。联系有一对一、一对多、多对多3种,分别记为1∶1、1∶n、m∶n。如一个班级只有一个班主任,一个班主任只带一个班级,班级和班主任之间联系为1∶1;一个老师可以带多门课程,老师和课程之间联系为1∶n;一个学生可以选多门课程,一门课程可以供多个学生选修,学生选课联系为m∶n。

2.E-R模型的图示法

E-R模型可以用图的形式来描述现实世界的概念模型,称为E-R图。E-R图用矩形表示实体型,矩形框内写明实体名;用椭圆表示实体的属性,并用无向边将其与相应的实体型连接起来;用菱形表示实体型之间的联系,在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)。如图所示:

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