1.4 客观世界的数据表示

数据从现实世界到计算机数据库的抽象表示经历了三个阶段，即现实世界、概念世界、数据世界，如图1.7所示。

1.4.1 现实世界

现实世界里的客观事物是我们进行管理的对象，这些对象之间既有区别，也有联系。这种区别和联系取决于事物本身的特性。

1.4.2 概念世界

概念世界是现实世界在人脑中的反映，是对客观事物及其联系的抽象，概念世界也称为信息世界。

1.概念世界的基本概念

（1）实体、实体集和实体型

客观存在并可相互区别的事物称为实体。实体可以是具体的人、事、物，也可以是抽象的概念或联系。例如，一个学生、一门课、一个供应商、一个部门、一本书、一位读者等都是实体。

同型实体的集合称为实体集。例如，全体学生就是一个实体集。图书馆的图书也是一个实体集。

具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。用实体名及其属性名集合来抽象和描述同类实体，称为实体型。例如，学生（学号、姓名、性别、出生年月、系别、入学时间）就是一个实体型。图书（编号、书名、出版社、出版日期、定价）也是一个实体型。

（2）属性、域和主码

实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干属性来描述。例如，图书实体可以由编号、书名、出版社、出版日期、定价等属性组成。又如，学生实体可以由学号、姓名、性别、出生年月、系别、入学时间等属性组成。如（2010119120、王丽、女、1992-12-28、计算机系、2010），这些属性组合起来体现了一个学生的特征。

属性的取值范围称为该属性的域。例如，职工性别域为（男、女），姓名域为字母字符串集合，年龄域为小于150的整数，职工号域为5位数字组成的字符串等。

唯一标识实体的属性集称为主码。例如，学生学号是学生实体的主码，职工号是职工实体的主码。

（3）联系

在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。实体内部的联系通常是组成实体的各属性之间的联系，两个实体型之间的联系可以分为3类。

① 一对一联系（1：1）

如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B至多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，记为1：1。

例如，某宾馆只有单人间，每个客房都对应着一个房间号，一个房间号也唯一地对应着一间客房。所以，客房和房间号之间具有一对一联系。再例如，乘客和座位之间存在一对一联系，意味着一个乘客只能坐一个座位，而一个座位只能被一个乘客占有，如图1.8所示。

② 一对多联系（1：n）

如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体与之联系（n≥0），反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有一对多联系，记为1：n。

例如，一个部门中有若干名职工，而每个职工只能在一个部门工作，则部门与职工之间具有一对多联系，如图1.9所示。

③ 多对多联系（m：n）

如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体与之联系（n≥0），反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体与之联系（m≥0），则称实体集A与实体集B具有多对多联系，记为m：n。

在选课系统中，一门课程同时有若干个学生选修，而一个学生可以同时选修多门课程，则课程与学生之间具有多对多联系，如图1.10所示。

实际上，一对一联系是一对多联系的特例，而一对多联系又是多对多联系的特例。实体集之间的这种一对一、一对多、多对多联系不仅存在于两个实体集之间，也存在于两个以上的实体集之间。

在授课系统中，对于课程、教师与参考书三个实体型，如果一门课程可以有若干个教师讲授，使用若干本参考书，而每一个教师只讲授一门课程，每一本参考书只供一门课程使用，则课程与教师、课程与参考书之间的联系是一对多的。

同一个实体集内的各实体之间也可以存在一对一、一对多、多对多的联系。职工实体集内部有领导与被领导的联系。即某职工为部门领导，领导若干职工，而一名职工仅被另外一个职工（领导）直接领导，因此这是一对多联系。

2.概念世界的表示

概念模型用于信息世界的建模，与具体的DBMS无关。为了把现实世界中的具体事物抽象、组织为某一DBMS支持的数据模型，人们常常首先将现实世界抽象为概念世界，然后再将概念世界转换为机器世界。实际上，概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。概念模型从用户的观点出发，将管理对象的客观事物及他们之间的联系，用容易为人所理解的语言或形式表述出来。概念模型应该能够准确、方便地表示概念世界，E-R图（实体联系图）是描述概念模型的主要工具。如图1.11所示描述了学生实体集和课程实体集的E-R图。

1.4.3 数据世界

数据世界是信息世界进一步数据化的结果，数据世界主要有以下基本术语。

① 数据项。数据项又称字段，是数据库数据中的最小逻辑单位，用来描述实体的属性。

② 记录。记录是数据项的集合，一个记录由若干个数据项组成，用来描述实体。

③ 文件。文件是一个具有文件名的一组同类记录的集合，用来描述实体集。

三种世界的概念对应关系如图1.12所示。