2011年軟考數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程師知識點講解(1)

　　一、數(shù)據(jù)模型

　　1.數(shù)據(jù)模型的三要素

　　(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是所研究的對象類型(Object Type)的集合。這些對象和對象類型是數(shù)據(jù)庫的組成成分。一般可分為兩類:一類是與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容和其它性質(zhì)有關(guān)的對象;一類是與數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系有關(guān)的對象。前者如網(wǎng)狀模型中的數(shù)據(jù)項和記錄，關(guān)系模型中的域、屬性和關(guān)系等。后者如網(wǎng)狀模型中的關(guān)系模型(set type)。在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中，通常按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型來命名數(shù)據(jù)模型，進而對數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行分類。如層次結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和關(guān)系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型分別稱作為層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。相應(yīng)地，數(shù)據(jù)庫分別稱作為層次數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫。

　　(2)數(shù)據(jù)操作 數(shù)據(jù)操作是指對各種對象類型的實例(或值)所允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及有關(guān)的操作規(guī)則。在數(shù)據(jù)庫中，主要的操作有檢索和更新(包括插入、刪除、修改)兩大類。數(shù)據(jù)模型定義了這些操作的定義、語法(即使用這些操作時所用的語言)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述，而數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。兩者既有聯(lián)系，又有區(qū)別。

　　(3)數(shù)據(jù)的約束條件 數(shù)據(jù)的約束條件是完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是指在給定的數(shù)據(jù)模型中，數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約條件和依存條件，用以限制符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，確保數(shù)據(jù)的正確性、有效性和一致性。

　　2.概念模型

　　數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。每個DBMS軟件都是基于某種數(shù)據(jù)模型的。為了把現(xiàn)實世界中的具體事物或事物之間的聯(lián)系表示成DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，人們首先必須將現(xiàn)實世界的事物及其之間的聯(lián)系進行抽象，轉(zhuǎn)換為信息世界的概念模型;然后將信息世界的概念模型轉(zhuǎn)換為機器世界的數(shù)據(jù)模型。也就是說，首先把現(xiàn)實世界中的客觀對象抽象成一種信息結(jié)構(gòu)。這種信息結(jié)構(gòu)并不依賴于具體的計算機系統(tǒng)和DBMS。然后，再把概念模型轉(zhuǎn)換為某一計算機系統(tǒng)上某一DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。因此，概念模型是從現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次�，F(xiàn)實世界的事物反映到人的大腦之中，然后人們開始認識這些事物，經(jīng)過選擇、命名、分類和組織等抽象工作之后形成概念模型，并進入到信息世界。

　　用戶(user) 關(guān)心的是現(xiàn)實世界中的事物、事物的屬性及其相互關(guān)系。例如，用戶可能關(guān)心他的顧客及其屬性，如顧客地址、銀行帳號等等。用戶也關(guān)心自己的定貨帳目，如誰訂的貨、訂的什么和訂多少等等。

　　系統(tǒng)分析員(analyst) 同樣也關(guān)心現(xiàn)實世界，但是系統(tǒng)分析員需要分析用戶的信息需求。作為需求分析的結(jié)果，分析員必須以文檔的形式對需求進行結(jié)構(gòu)化的描述;這個文檔就是信息模型。

　　實體(Entity) 實體是構(gòu)成數(shù)據(jù)庫的基本元素。實體是指一個存在的東西以區(qū)別這個東西所具有的屬性和這個東西與其它東西的聯(lián)系。實體可以是人，也可以是物;可以是實際對象，也可以是概念;可以是事物本身，也可以是指事物之間的聯(lián)系。

　　屬性(Attribute) 一個實體可以由若干個屬性來刻畫。屬性是相對實體而言的，是實體所具有的特性。

　　關(guān)鍵字(Key) 能唯一地標識實體的屬性的集合稱為關(guān)鍵字(或碼)。

　　域(Domain) 屬性的取值范圍稱作域。

　　實體型(Entity Type) 一類實體所具有的共同特征或?qū)傩缘募�合稱為實體型。一般用實體名及其屬性來抽象地刻畫一類實體的實體型。

　　實體集(Entity Set) 同型實體的集合叫實體集。例如，學生就是一個實體集。實體集的名即是實體型。對于學生和(學號，姓名，年齡，系，年級)均是實體型，而學生是對實體型(學號，姓名，年齡，系，年級)所起的名稱，兩者是指同一客觀對象。但本科生和研究生可以為相同實體型，而實體集不同。

　　聯(lián)系(Relationship) 現(xiàn)實世界的事物之間是有聯(lián)系的。一般存在兩類聯(lián)系:一是實體內(nèi)部的組成實體的屬性之間的聯(lián)系，二是實體之間的聯(lián)系。在考慮實體內(nèi)部的聯(lián)系時，是把屬性看作為實體。一般來說，兩個實體之間的聯(lián)系可分為三種:

　　(1)一對一(1∶1)聯(lián)系 若對于實體集A中的每一個實體，實體集B中至多有唯一的一個實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集A與實體集B具有一對一聯(lián)系，記作1∶1。

　　(2)一對多(1∶n)聯(lián)系 若對于實體集A中的每個實體，實體集B中有n個實體(n≥0)與之聯(lián)系;反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體集B有一對多聯(lián)系，記為1∶n。相應(yīng)地有多對一(n∶1)聯(lián)系 多對一聯(lián)系，從本質(zhì)上說，是一對多聯(lián)系的逆轉(zhuǎn)。其定義同一對多聯(lián)系類似，不再贅述。

　　(3)多對多(m∶n)聯(lián)系 若對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體(n≥0)與之聯(lián)系;反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中也有m個實體(m≥0)與之對應(yīng)，則稱實體集A與實體集B具有多對多聯(lián)系，記作m∶n。實質(zhì)上，多對多聯(lián)系是任意一種聯(lián)系。另外，同一實體集內(nèi)的各個實體間也可以有各種聯(lián)系。概念模型的表示方法最常用的是實體一聯(lián)系方法(Entity-Relationship Approach)，簡稱E-R方法。該方法是由P.P.S.Chen在1976年提出的。E-R方法用E-R圖來描述某一組織的概念模型。在這里僅介紹E-R圖的要點。在E-R圖中:

　　(1)長方形框表示實體集，框內(nèi)寫上實體型的名稱。

　　(2)用橢圓框表示實體的屬性，并用有向邊把實體框及其屬性框連接起來。

　　(3)用菱形框表示實體間的聯(lián)系，框內(nèi)寫上聯(lián)系名，用無向邊把菱形框及其有關(guān)的實體框連接起來，在旁邊標明聯(lián)系的種類。如果聯(lián)系也具有屬性，則把屬性框和菱形框也用無向邊連接上。

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