主存储器 共作区 缓冲区 磁盘存储器 磁带存储器
3.5 计算机世界与物理模型
2 文件系统
文件系统的组成



项 记录 文件
文件的操作


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3.5 计算机世界与物理模型
3 数据库的物理结构
数据库的数据分类
数据主体
数据字典 数据间联系的信息 数据存取路径信息 与数据主体有关的其他信息

实体集间多种联系
teacher e f student
manage
3.3 概念世界与概念模型
例：在一个工厂物资管理系统中，有职工、
仓库、项目、零件、供应商五个实体集以及 供应、库存、领导、工作四个关系组成，试 画出E-R图。
3.3 概念世界与概念模型
供应商号 姓名 供应商 地址
仓库号
面积 1
用二维表来表示实体集之间的联系
分量
学号 S01 S02 S01
课程号 01 01 02
成绩 80 75 90
3.4 信息世界与逻辑模型
关系的一列称为属性
关系的一行称为元组； 属性的取值范围称为域； 属性的个数称为关系的元； 关系框架
关系名及关系中的属性构成了关系框架。 设关系名为R，其属性为a1,a2,…,an,则该关系 的框架是R(a1,a2,…an)
3.4 信息世界与逻辑模型
（2）关系操纵
数据查询 数据删除 数据插入 数据修改
空值处理
3.4 信息世界与逻辑模型
（3）关系中的数据约束
实体完整性约束 关键字必须唯一，其属性值不能为NULL 参照完整性约束 外关键字必须取自参照关系的参照属性值，但可以 为NULL 用户自定义完整性约束 学生的年龄在15-30之间
都可以标识一个学生，学号和姓名都是候选健
3.4 信息世界与逻辑模型
键(Key)
从所有候选键中选定一个用来区别同一关系
中的不同元组，称作主键；


关系一定有主键 一个实体集中任意两个实体在主键上的取值不能相 同 如学号是学生实体的主键
外键：若关系A中的某属性集是关系B的键，
则称该属性集是A的外键。

数据结构:基础数据的类型、性质以及关系； 数据操纵：数据结构上的操作类型与操作方式； 数据约束：数据间的语法、语义联系，它们间的 制约与依存关系，数据动态变化的规则。
3.1 数据模型的基本概念
数据模型按不同的应用层次分成三种类型：



概念数据模型（概念模型）：面向客观世界、面 向用户，与DBMS及具体的计算机平台无关； 逻辑数据模型（逻辑模型）：面向数据库系统， 着重于在数据库系统一级实现。 物理数据模型（物理模型）：面向数据库物理表 示，给出数据模型在计算机物理结构的表示。
学号 S01 S02 S01
课程号 01 01 02
成绩 80 75 90
外键
工号 A001 A002 A003 姓名 张亮 李红 王丽 年龄 46 35 25 职称 教授 讲师 助教 系号 D01 D01 D02
系号
系名
地址
D01 D02
船海 电信
D041 B042
空值处理
在关系元组的分量中允许出现空值，空值的
3.4 信息世界与逻辑模型
关系的性质
关系是一个二维表，每行对应一个元组，每列是一 个属性，有一个属性名，对应一个域； 列是同质的，即列值来自同一个域，不同列可以出 自同一个域，但列名不同； 关系中每一个属性是不可分解的，即所有域都是原 子数据的集合；



3.4 信息世界与逻辑模型
关系的性质
第 三章 数据管理中的数据模型
3.1 数据模型的基本概念 3.2 数据模型的四个世界 3.3 概念世界与概念模型 3.4 信息世界与逻辑模型 3.5 计算机世界与物理模型 本章小结
3.1 数据模型的基本概念
数据模型是数据管理特征的抽象，是数据管
理的核心;真实、易于理解、方便实现
数据模型包括三部分内容
用户 现实世界 概念化 概念世界 形式化 信息世界 物理化 计算机世 界
图3.1 四个世界的转化示意图
计算机
3.3 概念世界与概念模型
1 E-R模型
又称实体-联 系模型，它 于1976年由 Peter Chen 提出。
3.3 概念世界与概念模型
（1）E-R模型的基本要素
实体 客观存在并可相互区分的事物叫实体 如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论 属性 实体所具有的某一特性。由属性名、属性型、属性值组成 一个实体可以由若干个属性来刻画 例如，学生可由学号、姓名、年龄、系等组成 联系 实体之间的相互关联 联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联系，每个 选课联系都有一个成绩作为其属性
含义如下：
未知的值 不可能出现的值
注意
关系的主键中不允许出现空值
需要定义有关空值的运算
练习题
1、某商业集团数据库中有3个实体集。一是“商店”实体集， 属性有商店编号、商店名、地址等；二是“商品”实体集， 属性有商品号、商品名、规格、单价等；三是“职工”实体 集，三是有职工编号、姓名、性别、业绩等。 商店与商品间存在“销售”关系，每个商店可销售多种商品， 每种商品也可放在多个商店销售，每个商店每销售一种商品， 有月销售量；商店与职工间存在着“聘用”联系，每个商店 有许多职工，每个职工只能在一个商店工作，商店聘用职工 有聘期和月薪。试画出E-R图 。
学生 课程
学号
姓名
年龄
选修
姓名
学号
年龄
课程名
课程号
学分
用无向边 把实体与 其属性连 接起来
学生
m
选修
成绩
n
课程
将参与联系的实 体用线段连接
联系的 数量
图3.2 学生学修课程E-R图
3.3 概念世界与概念模型
多个实体集之间的联系
F
P
FPU
U3.Biblioteka 概念世界与概念模型自反联系
employee
数据库存储空间组织
3.5 计算机世界与物理模型
图3.7 数据存储空间逻辑结构图
本章小结
现实世界
概念化
概念世界 形式化 信息世界 物理化 计算机世 界
概念模型｛E-R模型、面向对象模型｝
逻辑模型｛关系模型、对象-关系模型｝
物理模型
对象的特点
对象的封装性
对象的属性与方法是封装在一起的
外界不能直接访问对象的属性，须通过方法
关系中任两个元组不能完全相同； 每个关系都有关键字唯一标识各个元组； 关系中行的排列顺序、列的排列顺序是无关紧要的



3.4 信息世界与逻辑模型
键(Key)：标识元组，建立元组间联系
关系中凡能惟一标识元组的属性集称为该关
系的键； 关系中可能有若干个键，它们称为候选键；
假设学生的姓名不能重复，这时学生的学号和姓名
3.2 数据模型的四个世界
概念世界：是对现实世界 现实世界：用户所关注的 信息世界：将概念世界中 的抽象，从纷繁的现实世 世界，是客观世界中划定 的概念和关系，以一定的 界中抽取出能反映现实本 边界的一个部分环境； 形式映射到计算机世界中 质的概念和基本关系，它 计算机世界：将信息世 去； 与具体的数据库和计算机 界中的模型在计算机物 平台无关； 理结构上实现。
练习题
4、设有一图书出版销售系统，其中的数据有：图书 的书号、书名及作者姓名；出版社名称、地址及电 话；书店名称、地址及其经销图书的销售数量。其 中图书、出版社及书店间满足如下关系： 每种图书只能由一家出版社出版 每种图书可能由多家书店销售 每家书店可以经销多种图书 试画出该数据库的E-R图，要求在图上注明属性及 联系间的函数关系。
3.3 概念世界与概念模型
（2）E-R模型中联系的分类
两个实体集间的联系 多个实体集间的联系 一个实体集内部的联系
两个实体集之间的联系又可分为：


一对一的联系（1：1） 一对多或多对一的联系（1：m或m：1） 多对多的联系（m：n）
3.3 概念世界与概念模型
（3）E-R图的表示方法
实体集表示法 属性表示法 联系表示法
对象的动态特性
对对象实施的操作 称为方法或操作
3.3 概念世界与概念模型
（2）对象的特点
对象的封装性 对象标识符的独立性 对象属性值的多值性
3.3概念世界与概念模型
（3）类与类的特性 类
将一组具有相同属性、方法的对象集合称为类； 类中的对象称为实例。

子类与超类 子类 超类 普化 特化（is-a）
类的聚合与分解
图3.5 类的聚合与分解表示
关系的性质
学号 S01 S02 S03 姓名 张军 李红 王伟 年龄 21 22 19 性别 男 女 男 系号 D01 D01 D02
学号 S01 S02 S01
课程号 01 01 02
成绩 80 75 90
键
学号 S01 S02 S03 姓名 张军 李红 王伟 年龄 21 22 19 性别 男 女 男 系号 D01 D01 D02
来访问
对象的特点
对象标识符的独立性
对象标识符独立于属性值 如两个品牌规格相同的茶杯，它们的属性值
是相同的，但它们是不同的对象，具有不同 的OID。
对象的特点
对象属性值的多值性
对象属性的取值可以是单值也可以是多值 如学生选修多门课程，其成绩取值可以为多
值
子类与超类
图3.4 子类和超类间的is-a示意图
1 概述
层次模型 网状模型 关系模型 面向对象模型