第2关：层次模型

任务描述

本关任务：将层次模型转化为关系模型。

相关知识

层次型数据模型

层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型，层次数据库系统采用层次模型作为数据的组织方式。它采用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。

其实层次数据模型就是的图形表示就是一个倒立生长的树，由基本数据结构中的树（或者二叉树）的定义可知，每棵树都有且仅有一个根节点，其余的节点都是非根节点。每个节点表示一个记录类型对应与实体的概念，记录类型的各个字段对应实体的各个属性。各个记录类型及其字段都必须记录。

上图中，R1、R2 等表示实体类型，也叫做结点，每个实体类型可包含若干个属性，也叫做字段。R1 结点和 R2 结点之间的关系叫做实体间联系。R1 结点叫做根结点，R2 结点和 R3 结点叫做 R1 结点的子节点。R1 结点叫做 R2 结点的双亲结点。没有子结点的结点也叫做叶结点，如 R3 、R4和 R5。

以学校某个系的组织结构为例：

• 实体系是根结点，由系编号和系名2个属性（字段）组成。它有两个子结点，分别是教研室实体和学生实体。

• 实体教研室是系的子结点，它由教研室编号和教研室名2个属性（字段）组成。

• 实体学生是系的子结点，它由学号、姓名和成绩这3个属性（字段）组成，由于它没有子结点，所以也叫叶结点。

• 实体教师是教研室的子结点，它由教师编号、教师姓名和研究方向组成，由于它没有子结点，所以也叫叶结点。

层次模型的数据操纵与完整性约束

• 数据操纵

层次模型的数据操纵主要有查询、插入、删除和更新，进行插入、删除、更新操作时要满足其完整性约束条件。

1. 无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值

2. 如果删除双亲结点值，则相应的子女结点值也被同时删除

3. 更新操作时，应更新所有相应记录，以保证数据的一致性

• 完整性约束

1. 数据及其联系所具有的制约和依赖规则

2. 保证数据库中数据的正确性、有效性和相容性

3. 通过指针维护父子关系

层次模型优缺点

• 优点

1. 层次模型的数据结构比较简单清晰

2. 查询效率高，性能优于关系模型，不低于网状模型

3. 层次数据模型提供了良好的完整性支持

• 缺点

1. 结点之间的多对多联系表示不自然

2. 对插入和删除操作的限制多，应用程序的编写比较复杂

3. 查询子女结点必须通过双亲结点

4. 层次命令趋于程序化

层次模型转化为关系模型

关系模型是现在数据库的主流模型，要想把层次模型转化为关系模型，只需把层次模型中的各个实体通过外键关联即可。

现有一个层次模型如下：

该层次模型有三个实体，分别是系、教研室和学生。我们可以把它转化为如下图的关系模型：

可以看出转化为关系模型后，依旧有3个实体，各实体之间通过系编号这一属性形成关联，这一属性体现在建表语句中就是添加外键。

编程要求

在右侧编辑器中的Begin-End之间编写 SQL 语句，将指定的层次模型转换为相应的关系模型后创建表并插入数据。具体要求如下：

• 层次模型图

将学生表命名为 student，教研室表命名为 edu，院系表命名为 dept，职工表命名为 emp。其中表中字段解释如下：

字段名	建表用字段名
系号	dept_id
系名	dept_name
地址	addr
教研室号	edu_id
教研室名	edu_name
学号	student_id
姓名	student_name
年级	level_class
职工号	emp_id
姓名	emp_name
职称	title

注意：创表时外键字段名和主键字段名一致

插入数据如下图：

测试说明

补充完代码后，点击测评，平台会对你编写的代码进行测试，当你的结果与预期输出一致时，即为通过。

#请在此添加实现代码
########## Begin ##########
#在mydb库中创建表并插入数据
CREATE TABLE dept (dept_id CHAR (3) PRIMARY KEY,dept_name VARCHAR (20) NOT NULL,addr VARCHAR (100)
);
CREATE TABLE edu (edu_id CHAR (3) PRIMARY KEY,edu_name VARCHAR (20),dept_id CHAR (3),FOREIGN KEY (dept_id) REFERENCES dept (dept_id)
);
CREATE TABLE student (student_id CHAR (10) PRIMARY KEY,student_name VARCHAR (10),level_class CHAR (3),dept_id CHAR (3),FOREIGN KEY (dept_id) REFERENCES dept (dept_id)
);
CREATE TABLE emp (emp_id CHAR (10) PRIMARY KEY,emp_name VARCHAR (10),title VARCHAR (10),edu_id CHAR (3),dept_id CHAR (3),FOREIGN KEY (edu_id) REFERENCES edu (edu_id),FOREIGN KEY (dept_id) REFERENCES dept (dept_id)
);
INSERT INTO dept VALUES ('D02', '计算机', 'R1101');
INSERT INTO edu VALUES ('R01', '数据库', 'D02'),('R02', '网络', 'D02'),('R03', '人工智能', 'D02');
INSERT INTO student VALUES ('S0012', '王明','G1','D02'),('S0020', '郑直','G2', 'D02'),('S0199', '周密','G3', 'D02');
INSERT INTO emp VALUES ('E1101', '何璧','教授','R01', 'D02'),('E3721', '刘新','讲师','R01', 'D02'),('E1234', '王思','教授','R03', 'D02'),('E3722', '付弈','助教','R03', 'D02');



########## End ##########