1、第三章 数据管理,学习目标掌握数据组织的四个层次；了解数据管理技术的发展；掌握信息模型的基本元素和E-R图；了解常见的数据模型；掌握关系模型；了解关系数据库的应用；了解数据库技术的发展趋势。,数据管理内容,3-1 概述,一、 数据组织的层次1.数据项：数据的最小单位如：产品代号、学号、国名等2.记录：数据项的有序集合(产品代号、单价、销售数量、金额)关键字：标识一条记录的数据项的最小集合,数据管理,3.文件：同类记录的有序集合,数据管理概述,姓名,电子邮件地址, 2001管理科学与工程国际会议,, 2001会议,, Chen Carl,, designCPN-support,designCPN
2、-supportdaimi.au.dk, Jessica Luo,,4.数据库：存储起来的相关数据的集合DBMS(Database Management System),数据管理概述,二、数据管理技术的发展,1.人工管理阶段:a.不长期保存；b.无软件系统来管理；c.面向应用。,数据管理技术的发展,数据管理技术的发展,2.文件系统阶段：a.长期保存；b.程序与数据之间的独立性；c.仍面向应用。,数据管理技术的发展,3.数据库系统a.描述复杂的信息结构b.最小的数据冗余c.数据共享性d.数据独立性e.统一的管理和控制,数据管理技术的发展,3-2 数据库及其管理系统,一、概述描述客观世界的层次：,
3、数据库及DBMS,a. 现实世界：客观存在的事物及其相互联系，对象和性质 b. 信息世界：现实世界在人们头脑中的反映 ，实体和属性c. 数据世界：向机器世界迈进一步 ，记录和数据项,数据库及DBMS,二、信息模型1.信息模型的要素:,数据库及DBMS,实体：任何客观存在的事物，个体和总体(实体集) 属性：实体某一个方面的性质或特性，属性名和属性值，原子属性和可分属性 联系：事物之间的相互联系实体与属性的概念是相对的!,数据库及DBMS-信息模型,2.实体集间的联系2.1 一对一的联系：(1:1)A中任一个体最多与B中的一个实体有联系，B中任一个体最多与A中的一个实体有联系,现实中的例子：班长与
4、班级学生证与学生,2.2 一对多联系：(1:N)A中至少有一个个体与B中的一个以上个体有联系，且B中任一个体最多与A中的一个个体有联系。,数据库及DBMS-信息模型,现实中的例子：学校与教师班级与学生,2.3 多对多联系：(N:M)A中至少有一个个体与B中的两个或以上个体有联系，且B中也至少有一个体与A中两个或以上个体有联系。,数据库及DBMS-信息模型,现实中的例子：教师与课程学生与社团,2.4 Entity-Relationship Approach1979年提出，是信息结构的图示法，主要描述实体集之间的联系。,数据库及DBMS-信息模型,（1）实体集、属性的图示方法,数据库及DBMS-信
5、息模型,（2）实体集、联系的图示方法,数据库及DBMS-信息模型,实体集、联系的图示例子,数据库及DBMS-信息模型,（3）实体集、属性、联系的图示方法,数据库及DBMS-信息模型,实体集、属性、联系的图示例子,数据库及DBMS-信息模型,（4）两个以上实体集联系的图示方法,数据库及DBMS-信息模型,多个实体集联系的图示方法,数据库及DBMS-信息模型,数据库及DBMS-信息模型,数据库及DBMS-信息模型,E-R图的特点：a. 一个联系可定义在两个以上的实体集上:,数据库及DBMS-信息模型,b. 一个联系可以定义在一个集合自身之上,数据库及DBMS-信息模型,c. 给定实体集可以有两个以
6、上的联系,数据库及DBMS-信息模型,d. 联系类型标注清楚，实体属性的单独描述,数据库及DBMS-信息模型,区分实体和属性的一般原则：a. 尽量减少实体集;b. 作为属性的事物，不能再有描述的性质;,数据库及DBMS-信息模型,数据库及DBMS-信息模型,c. 作为属性的事物与所描述的实体只能是1:N的对应关系,数据库及DBMS-信息模型,三、数据模型实质上是一组向用户提供的规则，包括：A、基本数据结构类型：如何把数据项组织成更大的数据单位B、一组数据操作或推导规则：查询检索等动态操作C、完整性约束规则：不破坏数据库完整性等数据关系的限定,数据库及DBMS-数据模型,1、数据模型与信息模型的
7、关系,实体记录; 实体型记录型； 实体集文件； 个体特定记录； 属性数据项； 属性名数据项型；属性值数据项值；,关键字是能够唯一标识一条记录的数据项的最小集合。,数据库及DBMS-数据模型,2、常用数据模型2.1 层次模型: 树状结构，有且仅有一个节点无双亲节点,而其他节点有且仅有一个双亲节点。缺点：效率低，不能处理多对多联系,数据库及DBMS-数据模型,数据库及DBMS-数据模型,数据库及DBMS-数据模型,2.2 网状模型: 可以有一个以上的节点无父节点至少有一个节点的父节点多于一个,数据库及DBMS-数据模型,数据库及DBMS-数据模型,1.从子女节点到双亲节点的联系是不唯一的,设备A,
8、丁一,数据库及DBMS-数据模型,2.允许两个记录型间有两种以上的联系,设备B,马二,设备C,王三,使用,维护,2.3 关系模型a. 关系模型的概念满足一定条件的二维表的形式，称为关系，由关系框架和若干元组组成。,数据库及DBMS-数据模型,数据库及DBMS-数据模型,一个元组实际上是二维表中的一行内容，组成元组的元素是分量，如果关系中的元组由n个分量组成，则称为n元关系。,b. 关系模型的数据结构关系模型能保持描述的一致性，即对实体集和实体集之间的联系采用统一的方式来进行描述。,数据库及DBMS-数据模型,数据库及DBMS-数据模型,E-R模型,班级,学生,课程,教师,数据库及DBMS-数据
9、模型,关系模型,班级与学生的联系,学生、教师与课程的联系,数据库及DBMS-数据模型,优势:各实体的情况各实体集间的联系特性查询：成绩在90分以上统计信息相关数据：通过关系运算获得其它信息,数据库及DBMS-数据模型,关系的规范化(1).第一范式关系中每个数据项必须是一个不可分的数据项，即对应的实体属性是原子属性；列是同质的数据类型相同；各行相异不允许有重复的行。,数据库及DBMS-数据模型,数据库及DBMS-数据模型,假如：厂号是工厂的唯一标识，职工级别由职工号和所在厂决定。可以确定该关系的主键为厂号+检测职工号,数据库及DBMS-数据模型,则存在如下的依赖关系:厂名、厂址-厂号职工级别-厂
10、号、检测职工 （非完全依赖）,存在的问题：1、冗余度高：001厂的信息2、维护困难：对001厂信息的修改3、容易造成数据矛盾：同一个厂其厂名信息可能不一致,数据库及DBMS-数据模型,从第一范式中分解出新的关系，使每个关系里都可确定一个或多个属性作为关系的主关键字，使该关系中的其它属性都完全依赖于它。,数据库及DBMS-数据模型,存在的依赖：职工级别-厂号、职工工资-职工级别（传递依赖）,数据库及DBMS-数据模型,存在的问题：1、冗余度高：工资级别信息2、维护困难：3、容易造成数据矛盾：,数据库及DBMS-数据模型,规范化过程:1、对二维表消去组合项与重复组-第一范式；2、消去非主属性对关键字的非完全依赖性-第二范式；3、消去非主属性对主关键字的传递依赖性-第三范式；,数据库及DBMS-数据模型,
