文档介绍：第3章计算学科中的3个学科形态
李陶深
******@gxu.
一个关于“学生选课”的例
子
对“学生选课”例子的感性认识
现给出“学生”和“课程”两个实体,它们的联系为:
一个学生可以选修若干门课程
每门课程可以被任一学生所选修
请建立一个信息管理系统,以实现对“学生选课”这一信息的管理。
概念模型
用于信息世界的建模,是客观世界到信息世界的抽象。
概念模型中的主要概念有:实体、属性、码、域、联系等。
实体:客观存在并可相互区别的事物。
属性:实体所具有的某一种特性。
码:能惟一标识实体的属性集。
域:属性的取值范围。
联系:指不同实体集之间的联系。两个实体之间的联系分为:一对一(1:1)、一对多(1:N)、多对多(N:M)3类。
E-R模型(Entity-Relationship)
1976年,美籍华人陈平山(Peter Pingshan Chen)提出的
用E-R模型来描述客观世界并建立概念模型的抽象方法。
实体用矩形表示,属性用椭圆形表示,联系用菱形表示,实体间的联系有一对一(1:1)、一对多(1:N)和多对多(N:M)3种情况。
要实现对客观事物的感性认识,必须将客观世界(在例中客观世界就是“学生选课”)抽象为信息世界。
学生选课E-R图
关系模型
概念模型不是机器世界所支持的数据模型,而是客观世界到机器世界的一个中间层次
概念模型还需要转换成机器世界能支持的数据模型。
在数据库领域中,数据库管理系统(DBMS)能支持的数据模型有:层次、网状、关系以及面向对象等数据模型。
关系模型支持的是一种二维表结构的数据模型,它由关系数据结构、关系数据操作和关系数据的完整性约束条件三部分组成。
其中关系就是一张二维表。
概念模型(E-R图)——》关系模型
转换:
学生(学号,姓名,年龄,性别);
课程(课程号,课程名);
学生选课(学号,课程号,成绩)
概念模型是对现实原形的理想化,因此,将概念模型直接转换成关系模型,还不能说完全达到了对“学生选课”这一客观世界的理性认识,换言之,就是所转换的关系模型有可能还存在问题。
感性认识中存在的问题
在学生(学号,姓名,年龄,性别)关系中增加系名、系主任等属性时,即学生关系变为(学号,姓名,年龄,性别,系名,系主任)时,便开始出现以下问题。
插入异常——一个系刚成立,系主任已确定,但还未招学生时,则无法将系名和系主任的名字插入到数据库中(学生实体中学号为码,码不能缺)
删除异常——当一个系的学生全部毕业,删除所有毕业生时,系名和系主任的名字也就删除了
冗余太大——由于一个学生对应一个系名和系主任的名字,则该系系名和系主任的名字要重复。
关系模式的形式化定义
关系模式(R)是一个四元组,即
R=<U,D,dom,F>
其中:
(1)U表示关系中所有属性的集合;
(2)D表示属性集合U中属性所来自的域;
(3)dom是属性到域的映射;
(4)F是属性集合U上的一组数据依赖。