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1. 数据模型概述
– 数据模型：描述现实世界数据特征的抽象工具，需满足：
– 真实模拟现实世界
– 易于理解
– 便于计算机实现
– 数据抽象过程：
– 现实世界 → 信息世界（概念模型，如E-R模型） → 数据世界（逻辑模型，如关系模型） → 计算机世界（物理模型）。
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2. 概念模型（E-R模型）
核心要素
– 实体（Entity）：客观存在的事物（如学生、课程）。
– 属性（Attribute）：实体的特征（如学号、姓名）。
– 码（Key）：唯一标识实体的属性或属性组。
– 域（Domain）：属性的取值范围。
– 联系（Relationship）：实体间的关联，分为：
– 1:1（一对一）
– 1:N（一对多）
– M:N（多对多）
E-R图表示法（Chen方法）
– 实体：矩形框（如 `学生`）。
– 属性：椭圆框（如 `学号`）。
– 联系：菱形框（如 `选修`）。
– 弱实体：双矩形框，依赖强实体存在。
设计步骤
1. 确定实体及属性。
2. 确定实体间的联系类型。
3. 绘制E-R图，标明主码和联系多样性。
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3. 数据模型分类
– 概念模型：用户视角的抽象（如E-R模型）。
– 逻辑模型：计算机视角的抽象，包括：
– 层次模型（树形结构）
– 网状模型（图结构）
– 关系模型（二维表，主流模型）
– 面向对象模型（对象与行为结合）
– 物理模型：数据在存储介质上的组织方式（如索引、聚簇）。
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4. 关系模型
基本概念
– 关系（表）：由行（元组）和列（属性）组成。
– 关系模式：表的结构定义（如 `学生(学号, 姓名, 性别)`）。
– 主码（Primary Key）：唯一标识元组的属性。
– 外码（Foreign Key）：引用其他表的主码。
完整性约束
1. 实体完整性：主码属性不能为空。
2. 参照完整性：外码值必须引用存在的主码值或为空。
3. 用户定义完整性：业务规则约束（如年龄≥15）。
关系模型优点
– 结构简单（二维表）。
– 严格的数学理论基础（集合论、关系代数）。
– 支持高效查询优化。
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5. E-R模型向关系模型的转换规则
1. 实体转换：每个实体转为一个关系模式，主码为实体主码。
– 例：`学生(学号, 姓名, 性别)`。
2. 联系转换：
– 1:1联系：可合并到任一实体的关系模式中。
– 1:N联系：将1端主码加入N端关系模式。
– 例：`班级(班级号, 班主任)` → 合并到 `学生(学号, …, 班级号)`。
– M:N联系：独立为新关系模式，主码为两端主码组合。
– 例：`选修(学号, 课程号, 成绩)`。
3. 多元联系：独立为新关系模式，主码为所有参与实体主码组合。
4. 弱实体：主码包含强实体主码及自身部分属性。
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6. 关键总结
– E-R模型是数据库设计的核心工具，需清晰表达实体、属性及联系。
– 关系模型通过二维表实现数据存储，依赖三类完整性约束保证数据一致性。
– 转换规则是E-R图到关系表映射的关键，直接影响数据库结构合理性。
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