大學計算機基礎教學ppt課件

1、第四章 計算機網(wǎng)絡大學計算機根底大學計算機根底太原理工大學理學院計算機根底教學部太原理工大學理學院計算機根底教學部大學計算機基礎1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運用1.2 數(shù)據(jù)庫管理技術的產(chǎn)生和開展數(shù)據(jù)庫管理技術的產(chǎn)生和開展1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成第第1節(jié)節(jié) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述大學計算機基礎超市信息管理系統(tǒng)超市信息管理系統(tǒng)在超市的數(shù)據(jù)庫中存儲一切關于進、銷、存的信息，其中包括供應在超市的數(shù)據(jù)庫中存儲一切關于進、銷、存的信息，其中包括供應商、商品、庫存、銷售、現(xiàn)金賬和人員等超市運營管理的信息。商、商品、庫存、銷售、現(xiàn)金賬和人員等超市運營管理的信息。這些信息以表的方式

2、存儲，表與表之間存在一定的聯(lián)絡。這些信息以表的方式存儲，表與表之間存在一定的聯(lián)絡。 銀行信息管理系統(tǒng)銀行信息管理系統(tǒng) 電子商務網(wǎng)站電子商務網(wǎng)站1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運用大學計算機基礎 數(shù)據(jù)處置的中心問題是數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)處置的中心問題是數(shù)據(jù)管理。 數(shù)據(jù)管理是指對數(shù)據(jù)的組織、分類、編碼、存儲、檢索和數(shù)據(jù)管理是指對數(shù)據(jù)的組織、分類、編碼、存儲、檢索和維護。維護。 隨著計算機硬件和軟件的開展，數(shù)據(jù)管理閱歷了人工管理、隨著計算機硬件和軟件的開展，數(shù)據(jù)管理閱歷了人工管理、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個開展階段。文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個開展階段。1.2 數(shù)據(jù)庫管理技術的產(chǎn)生和開展數(shù)據(jù)庫管理技術的產(chǎn)生

3、和開展大學計算機基礎產(chǎn)生的背景產(chǎn)生的背景20世紀世紀50年代中以前年代中以前運用需求運用需求科學計算科學計算硬件程度硬件程度無直接存取存儲設備無直接存取存儲設備軟件程度軟件程度沒有操作系統(tǒng)沒有操作系統(tǒng)處置方式處置方式批處置批處置1011010111010111011100011001001101、人工管理階段程序管理、人工管理階段程序管理大學計算機基礎特點特點數(shù)據(jù)的管理者：運用程序，數(shù)據(jù)不保管。數(shù)據(jù)的管理者：運用程序，數(shù)據(jù)不保管。數(shù)據(jù)面向的對象：某一運用程序，程序和數(shù)據(jù)不可分數(shù)據(jù)面向的對象：某一運用程序，程序和數(shù)據(jù)不可分 數(shù)據(jù)的共享程度：無共享、冗余度極大數(shù)據(jù)的共享程度：無共享、冗余度極大數(shù)據(jù)

4、的獨立性：不獨立，完全依賴于程序，無構(gòu)造。數(shù)據(jù)的獨立性：不獨立，完全依賴于程序，無構(gòu)造。.運用程序n數(shù)據(jù)集n數(shù)據(jù)集2數(shù)據(jù)集運用程序2運用程序1運用程序與數(shù)據(jù)集合的關系運用程序與數(shù)據(jù)集合的關系1、人工管理階段、人工管理階段大學計算機基礎產(chǎn)生的背景產(chǎn)生的背景20世紀世紀50年代后年代后60年代中年代中運用需求運用需求科學計算、管理科學計算、管理硬件程度硬件程度磁盤、磁鼓磁盤、磁鼓軟件程度軟件程度有文件系統(tǒng)有文件系統(tǒng)處置方式處置方式聯(lián)機實時處置、批處置聯(lián)機實時處置、批處置在文件系統(tǒng)中，運用程序從數(shù)據(jù)文件中存取數(shù)據(jù)，產(chǎn)生各種報在文件系統(tǒng)中，運用程序從數(shù)據(jù)文件中存取數(shù)據(jù)，產(chǎn)生各種報表和實現(xiàn)各種事務處置。

5、表和實現(xiàn)各種事務處置。文件管理是指將有關數(shù)據(jù)組織成一個獨立的文件，叫做數(shù)據(jù)文文件管理是指將有關數(shù)據(jù)組織成一個獨立的文件，叫做數(shù)據(jù)文件。件。 2、文件管理階段、文件管理階段大學計算機基礎特點特點數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長期保管據(jù)可長期保管數(shù)據(jù)面向的對象：某一運用程數(shù)據(jù)面向的對象：某一運用程序序 數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、冗余度大冗余度大數(shù)據(jù)的構(gòu)造化：記錄內(nèi)有構(gòu)造數(shù)據(jù)的構(gòu)造化：記錄內(nèi)有構(gòu)造,整體無構(gòu)造整體無構(gòu)造數(shù)據(jù)的獨立性：獨立性差，數(shù)數(shù)據(jù)的獨立性：獨立性差，數(shù)據(jù)的邏輯構(gòu)造改動必需修正應據(jù)的邏輯構(gòu)造改動必需修正應用程序用程序數(shù)據(jù)控制才干：運

6、用程序本人數(shù)據(jù)控制才干：運用程序本人控制控制運用程運用程序序文件文件運用程運用程序序文件文件2運用程運用程序序文件文件n存存取取方方法法.運用程序與數(shù)據(jù)集合的關系運用程序與數(shù)據(jù)集合的關系2、文件管理階段、文件管理階段大學計算機基礎產(chǎn)生的背景產(chǎn)生的背景20世紀世紀60年代年代運用背景運用背景大規(guī)模管理大規(guī)模管理硬件背景硬件背景大容量磁盤大容量磁盤軟件背景軟件背景有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)處置方式處置方式聯(lián)機實時處置聯(lián)機實時處置,分布處置分布處置,批處置批處置指點思想是將一切的數(shù)據(jù)實行一致的、集中的、獨立的管指點思想是將一切的數(shù)據(jù)實行一致的、集中的、獨立的管理，構(gòu)成一個所謂的數(shù)據(jù)倉庫，使數(shù)據(jù)

7、的存儲完全獨立于應理，構(gòu)成一個所謂的數(shù)據(jù)倉庫，使數(shù)據(jù)的存儲完全獨立于應用程序，由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)用程序，由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS來對數(shù)據(jù)庫進展管來對數(shù)據(jù)庫進展管理。理。 3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段大學計算機基礎 用戶用戶1 1用戶用戶2 2用戶用戶m m運用程序運用程序1 1運用程序運用程序2 2運用程序運用程序3 3運用程序運用程序n n數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫管管理理系系統(tǒng)統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典記錄記錄DBS階段數(shù)據(jù)與程序的關系階段數(shù)據(jù)與程序的關系大學計算機基礎在數(shù)據(jù)字典中存儲數(shù)據(jù)構(gòu)造元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)絡。在數(shù)據(jù)字典中存儲數(shù)據(jù)構(gòu)造元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)絡。數(shù)據(jù)字典：是數(shù)據(jù)字典：是

8、DBMS自動建立和管理的一個文件，用于自動建立和管理的一個文件，用于存放數(shù)據(jù)構(gòu)造元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)絡。存放數(shù)據(jù)構(gòu)造元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)絡。一切運用程序都經(jīng)過一切運用程序都經(jīng)過DBMS訪問數(shù)據(jù)庫。訪問數(shù)據(jù)庫。BMS可以根據(jù)可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫的任何變動自動地修正數(shù)據(jù)字典。數(shù)據(jù)庫的任何變動自動地修正數(shù)據(jù)字典。防止了文件系統(tǒng)編寫、修正存取程序的費事，防止了文件系統(tǒng)編寫、修正存取程序的費事，DBMS可可以消除文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)依賴于程序的弱點，提供較好的以消除文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)依賴于程序的弱點，提供較好的數(shù)據(jù)獨立性。數(shù)據(jù)獨立性。3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段特點、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段特點大學計算機基礎在建立數(shù)據(jù)庫時，只需求

9、簡單地定義數(shù)據(jù)的邏輯構(gòu)造，不用在建立數(shù)據(jù)庫時，只需求簡單地定義數(shù)據(jù)的邏輯構(gòu)造，不用破費大量的精神定義數(shù)據(jù)的物理構(gòu)造和編寫程序。破費大量的精神定義數(shù)據(jù)的物理構(gòu)造和編寫程序。例如，定義一個學生表。只需用以下命令就可以建立數(shù)據(jù)庫例如，定義一個學生表。只需用以下命令就可以建立數(shù)據(jù)庫的表構(gòu)造。的表構(gòu)造。 CREATE TABLE學生學號學生學號 SMALLINT， 學號學號是短整型數(shù)是短整型數(shù) 姓名姓名 CHAR8； 姓名是字符型、長姓名是字符型、長度是度是8個字符個字符3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段特點、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段特點大學計算機基礎可以自動地將用戶輸入的邏輯數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成物理數(shù)據(jù)。邏輯數(shù)可以自動地將用戶輸

10、入的邏輯數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成物理數(shù)據(jù)。邏輯數(shù)據(jù)與物理數(shù)據(jù)之間的變換由據(jù)與物理數(shù)據(jù)之間的變換由DBMS來完成。來完成。“邏輯數(shù)據(jù)是指存在于人們頭腦中有詳細含義的數(shù)據(jù)，邏輯數(shù)據(jù)是指存在于人們頭腦中有詳細含義的數(shù)據(jù)， 例如年齡、性別等；例如年齡、性別等；“物理數(shù)據(jù)是指實踐存儲在計算機中的二進制數(shù)據(jù)。物理數(shù)據(jù)是指實踐存儲在計算機中的二進制數(shù)據(jù)。 DBMS可以把用戶的邏輯懇求轉(zhuǎn)換成內(nèi)部命令，由可以把用戶的邏輯懇求轉(zhuǎn)換成內(nèi)部命令，由DBMS確確定數(shù)據(jù)的物理地址。定數(shù)據(jù)的物理地址。DBMS將查詢的結(jié)果按照用戶要求的格式輸出。將查詢的結(jié)果按照用戶要求的格式輸出。3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段特點、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段特點大學計算

11、機基礎DBMS中經(jīng)過封鎖和授權(quán)機制，確保數(shù)據(jù)庫的平安性和嚴密中經(jīng)過封鎖和授權(quán)機制，確保數(shù)據(jù)庫的平安性和嚴密性。性?？梢詫崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享，支持多個用戶的數(shù)據(jù)存取?？梢詫崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享，支持多個用戶的數(shù)據(jù)存取。具有數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復的才干，保證數(shù)據(jù)的可靠性。具有數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復的才干，保證數(shù)據(jù)的可靠性。提供完好性約束功能，可以控制數(shù)據(jù)冗余和消除潛在的數(shù)據(jù)提供完好性約束功能，可以控制數(shù)據(jù)冗余和消除潛在的數(shù)據(jù)不一致問題。不一致問題。提供功能強大的構(gòu)造化查詢言語提供功能強大的構(gòu)造化查詢言語SQL。SQL屬于一種非屬于一種非過程性言語，只需用戶指出做什么，不用闡明怎樣做。同過程性言語，只需用戶指出做什么，不用闡

12、明怎樣做。同時，時，DBMS還提供了第三代言語存取數(shù)據(jù)的接口，如還提供了第三代言語存取數(shù)據(jù)的接口，如COBOL、C、Pascal等言語。等言語。 3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段特點、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段特點大學計算機基礎 數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)有組織的大量的共享的數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)有組織的大量的共享的數(shù)據(jù)集合。它可以供各種用戶共享，具有最小冗余度和較數(shù)據(jù)集合。它可以供各種用戶共享，具有最小冗余度和較高的數(shù)據(jù)獨立性。高的數(shù)據(jù)獨立性。 DBMS在數(shù)據(jù)庫建立、運用和維護時對數(shù)據(jù)庫進展一在數(shù)據(jù)庫建立、運用和維護時對數(shù)據(jù)庫進展一致控制，以保證數(shù)據(jù)的完好性、平安性，并在多用戶同時致控制，以保證數(shù)據(jù)的完好

13、性、平安性，并在多用戶同時運用數(shù)據(jù)庫時進展并發(fā)控制，在發(fā)生缺點后對系統(tǒng)進展恢運用數(shù)據(jù)庫時進展并發(fā)控制，在發(fā)生缺點后對系統(tǒng)進展恢復。復。 3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段大學計算機基礎文件文件桌面數(shù)據(jù)庫桌面數(shù)據(jù)庫大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫開源數(shù)據(jù)庫開源數(shù)據(jù)庫新型新型Java數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)平臺簡介大學計算機基礎文本文件文本文件 文件保管在操作系統(tǒng)中的目錄中。有不同類文件保管在操作系統(tǒng)中的目錄中。有不同類型的文件，例如型的文件，例如,可執(zhí)行文件可執(zhí)行文件.EXE、數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)文件.DAT和文本文件和文本文件.TXT等。數(shù)據(jù)庫也是以文件等。數(shù)據(jù)庫也是以文件方式

14、由操作系統(tǒng)管理并存放在磁盤上的。方式由操作系統(tǒng)管理并存放在磁盤上的。Excel文件文件 微軟公司提供的處置電子表格的軟件，適微軟公司提供的處置電子表格的軟件，適合日常任務中的表格管理、財務報表處置或報表打合日常任務中的表格管理、財務報表處置或報表打印。印。1、文件、文件大學計算機基礎Access 是微軟提供的一種小型桌面關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它具有關是微軟提供的一種小型桌面關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它具有關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的根本功能。另外，還可以編寫用戶運用界面和可系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的根本功能。另外，還可以編寫用戶運用界面和可供打印的報表，很容易制造一個小型的供打印的報表，很容易制造一個小型的MIS系統(tǒng)

15、。系統(tǒng)。XBase 作為個人計算機系統(tǒng)中運用最廣泛的小型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，作為個人計算機系統(tǒng)中運用最廣泛的小型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有方便、廉價、簡單易用等優(yōu)勢，并向下兼容具有方便、廉價、簡單易用等優(yōu)勢，并向下兼容Dbase、Foxbase等等早期的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它有良好的普及性，在小型企業(yè)數(shù)據(jù)庫管理早期的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它有良好的普及性，在小型企業(yè)數(shù)據(jù)庫管理與與WWW結(jié)合等方面具有一定優(yōu)勢，但它難于管理大型數(shù)據(jù)庫。結(jié)合等方面具有一定優(yōu)勢，但它難于管理大型數(shù)據(jù)庫。2、桌面數(shù)據(jù)庫、桌面數(shù)據(jù)庫大學計算機基礎Oracle是目前世界上最流行的大型關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是目前世界上最流行的大型關系數(shù)據(jù)庫管理系

16、統(tǒng)，具有移植性具有移植性好、運用方便、功能強大、性能強大等特點，適用于各類大、好、運用方便、功能強大、性能強大等特點，適用于各類大、中、小、中、小、微機和公用效力器環(huán)境。微機和公用效力器環(huán)境。Oracle適宜大中型企業(yè)運用，在電子政務，電信、證券和適宜大中型企業(yè)運用，在電子政務，電信、證券和銀行企業(yè)中使銀行企業(yè)中使用比較廣泛。用比較廣泛。Oracle 1.0于于1979年推出，目前最新版本為年推出，目前最新版本為Oracle 10i。SQL Server 、IBM的的DB2，Sybase和和Informix等。等。 3、大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫、大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫大學計算機基礎開源數(shù)據(jù)庫是指開放源代碼的數(shù)據(jù)

17、庫，開源數(shù)據(jù)庫是指開放源代碼的數(shù)據(jù)庫，Linux系統(tǒng)下最受系統(tǒng)下最受程序員喜歡的三種程序員喜歡的三種DB是是MySQL、PostgreSQL和和Oracle。其中。其中MySQL、PostgreSQL是開源數(shù)據(jù)庫的優(yōu)是開源數(shù)據(jù)庫的優(yōu)秀代表。秀代表。開源數(shù)據(jù)庫具有速度快、易用性好、支持開源數(shù)據(jù)庫具有速度快、易用性好、支持SQL言語、支言語、支持各種網(wǎng)絡環(huán)境、可移植性、開放和價錢低廉甚至免持各種網(wǎng)絡環(huán)境、可移植性、開放和價錢低廉甚至免費等特點。費等特點。4、開源數(shù)據(jù)庫、開源數(shù)據(jù)庫大學計算機基礎伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的開展，運用伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的開展，運用Java言語編寫的面向言語編寫的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)也應

18、運而生。對象數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)也應運而生。JDataStore是是Borland公司推出的純公司推出的純Java數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫，主要用于庫，主要用于J2EE平臺，具有跨平臺的移植性，平臺，具有跨平臺的移植性，與與Borland新一代新一代Java開發(fā)工具開發(fā)工具Jbuilder配合使配合使用。用。 5、新型、新型Java數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫大學計算機基礎據(jù)中國軟件評測中心對國內(nèi)、外數(shù)據(jù)庫的調(diào)查結(jié)果顯示，以東軟據(jù)中國軟件評測中心對國內(nèi)、外數(shù)據(jù)庫的調(diào)查結(jié)果顯示，以東軟OpenBASE等為代表的國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫除了具有自主版權(quán)外，在技術方面曾經(jīng)等為代表的國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫除了具有自主版權(quán)外，在技術方面曾經(jīng)接近國外先進程度。接近國

19、外先進程度。國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫有價錢低和實施周期短等優(yōu)勢。目前，曾經(jīng)獲得實踐運用的國產(chǎn)國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫有價錢低和實施周期短等優(yōu)勢。目前，曾經(jīng)獲得實踐運用的國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫主要包括：數(shù)據(jù)庫主要包括：1東軟公司開發(fā)的東軟東軟公司開發(fā)的東軟OpenBASE；2九江華易軟件開發(fā)的華易數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)九江華易軟件開發(fā)的華易數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)HYSQL；3人大金倉公司開發(fā)的人大金倉公司開發(fā)的Kingbase ES金鼎金鼎DBMS；4武漢華工達夢數(shù)據(jù)庫研制的武漢華工達夢數(shù)據(jù)庫研制的DM3；5北京國信貝斯軟件推出的北京國信貝斯軟件推出的iBASE數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫。6、國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫、國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫大學計算機基礎近年來，在計算機領域出現(xiàn)了許多新技

20、術，例如分布式處置技術、并行近年來，在計算機領域出現(xiàn)了許多新技術，例如分布式處置技術、并行處置技術、人工智能、多媒體處置技術、模糊技術和面向?qū)ο蠹夹g等。處置技術、人工智能、多媒體處置技術、模糊技術和面向?qū)ο蠹夹g等。隨著與其他學科內(nèi)容的結(jié)合，數(shù)據(jù)庫技術的運用范圍越來越廣，出現(xiàn)了隨著與其他學科內(nèi)容的結(jié)合，數(shù)據(jù)庫技術的運用范圍越來越廣，出現(xiàn)了一些更適宜特定領域的新型數(shù)據(jù)庫技術，例如工程數(shù)據(jù)庫、模糊數(shù)據(jù)一些更適宜特定領域的新型數(shù)據(jù)庫技術，例如工程數(shù)據(jù)庫、模糊數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、時態(tài)數(shù)據(jù)庫和演繹數(shù)據(jù)庫等。庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、時態(tài)數(shù)據(jù)庫和演繹數(shù)據(jù)庫等。從開展上也出現(xiàn)了一些引人矚目的趨勢，其主要趨勢包括分布式數(shù)

21、據(jù)從開展上也出現(xiàn)了一些引人矚目的趨勢，其主要趨勢包括分布式數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫和并行數(shù)據(jù)庫等。庫、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫和并行數(shù)據(jù)庫等。數(shù)據(jù)庫運用及開展趨勢數(shù)據(jù)庫運用及開展趨勢大學計算機基礎數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫運用數(shù)據(jù)庫運用數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員用戶用戶用戶運用系統(tǒng)運用開發(fā)工具 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理員 數(shù)據(jù)庫用戶用戶1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成大學計算機基礎從用戶運用數(shù)據(jù)庫的觀念，定義數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機從用戶運用數(shù)據(jù)庫的觀念，定義數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集

22、合。數(shù)據(jù)庫不僅需求存儲用戶的數(shù)據(jù)，還存儲有關數(shù)據(jù)的構(gòu)造描數(shù)據(jù)庫不僅需求存儲用戶的數(shù)據(jù)，還存儲有關數(shù)據(jù)的構(gòu)造描述信息元數(shù)據(jù)。述信息元數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)庫技術是數(shù)據(jù)處置最有效的手段。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一數(shù)據(jù)庫技術是數(shù)據(jù)處置最有效的手段。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描畫和存儲，具有較小的冗余度、較高定的數(shù)據(jù)模型組織、描畫和存儲，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，可為各種用戶共享。的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，可為各種用戶共享。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫(DB, DataBase)大學計算機基礎DB大學計算機基礎DBMS是一個系統(tǒng)軟件，是用戶與數(shù)據(jù)庫間的接口。是一個系統(tǒng)軟件，是用戶與數(shù)據(jù)庫間的接口。 對內(nèi)，數(shù)

23、據(jù)庫復雜的構(gòu)造描畫信息由對內(nèi)，數(shù)據(jù)庫復雜的構(gòu)造描畫信息由DBMS直接納理，直接納理，終端用戶不用了解數(shù)據(jù)庫內(nèi)部復雜的構(gòu)造。終端用戶不用了解數(shù)據(jù)庫內(nèi)部復雜的構(gòu)造。對外，它向用戶提供一整套命令，用于合法用戶對數(shù)據(jù)對外，它向用戶提供一整套命令，用于合法用戶對數(shù)據(jù)庫的各種操作；包括創(chuàng)建庫的各種操作；包括創(chuàng)建DB、定義數(shù)據(jù)、增、刪、改、定義數(shù)據(jù)、增、刪、改DB記錄、統(tǒng)計計算等。當用戶讀取數(shù)據(jù)時，記錄、統(tǒng)計計算等。當用戶讀取數(shù)據(jù)時，DBMS自動地自動地將用戶的懇求轉(zhuǎn)換成復雜的機器代碼，實現(xiàn)用戶對數(shù)據(jù)將用戶的懇求轉(zhuǎn)換成復雜的機器代碼，實現(xiàn)用戶對數(shù)據(jù)庫的操作。庫的操作。 DBMS是在是在OS支持下任務的數(shù)據(jù)庫

24、管理軟件。支持下任務的數(shù)據(jù)庫管理軟件。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)大學計算機基礎DBMS是商品化的數(shù)據(jù)庫軟件，用戶不能對是商品化的數(shù)據(jù)庫軟件，用戶不能對DBMS進展修進展修改。改。所謂數(shù)據(jù)庫設計不是對所謂數(shù)據(jù)庫設計不是對DBMS的設計，而是對數(shù)據(jù)庫的構(gòu)造的設計，而是對數(shù)據(jù)庫的構(gòu)造進展設計。一旦完成數(shù)據(jù)庫設計，就可以利用進展設計。一旦完成數(shù)據(jù)庫設計，就可以利用DBMS提供的提供的數(shù)據(jù)定義功能，把所設計的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換成計算機可以接受數(shù)據(jù)定義功能，把所設計的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換成計算機可以接受的內(nèi)部構(gòu)造。的內(nèi)部構(gòu)造。 DBMS大學計算機基礎用戶對數(shù)據(jù)庫的操作就是數(shù)據(jù)庫運用。用戶對數(shù)據(jù)庫的操作就是

25、數(shù)據(jù)庫運用。 也可以了解為實現(xiàn)業(yè)也可以了解為實現(xiàn)業(yè)務邏輯的運用程序。務邏輯的運用程序。數(shù)據(jù)庫運用的方式有：屏幕格式、查詢窗口、報表、菜單、數(shù)據(jù)庫運用的方式有：屏幕格式、查詢窗口、報表、菜單、運用程序和交互式操作運用程序和交互式操作 ，其中除運用程序外都可以由，其中除運用程序外都可以由DBMS實現(xiàn)。實現(xiàn)。目前，有許多數(shù)據(jù)庫運用開發(fā)工具，例如，目前，有許多數(shù)據(jù)庫運用開發(fā)工具，例如，Oracle公司的公司的Developer2000，Sybase公司的公司的PowerBuilder等。運用這等。運用這些工具可以快速地開發(fā)運用組件。些工具可以快速地開發(fā)運用組件。 數(shù)據(jù)庫運用數(shù)據(jù)庫運用大學計算機基礎專門

26、從事數(shù)據(jù)庫管理的機構(gòu)和人員，稱為數(shù)據(jù)庫管理員專門從事數(shù)據(jù)庫管理的機構(gòu)和人員，稱為數(shù)據(jù)庫管理員DBA。DBA全面擔任對數(shù)據(jù)庫管理的方案、組織、測試、監(jiān)控和服全面擔任對數(shù)據(jù)庫管理的方案、組織、測試、監(jiān)控和服務務 。向終端用戶提供數(shù)據(jù)和信息向終端用戶提供數(shù)據(jù)和信息制定數(shù)據(jù)庫管理的政策、規(guī)范和規(guī)程制定數(shù)據(jù)庫管理的政策、規(guī)范和規(guī)程確保數(shù)據(jù)庫的平安性，防止非法操作確保數(shù)據(jù)庫的平安性，防止非法操作數(shù)據(jù)庫的備份和恢復數(shù)據(jù)庫的備份和恢復培訓終端用戶培訓終端用戶數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員DBA大學計算機基礎用戶運用數(shù)據(jù)庫運用跟蹤事務過程。他們運用表單來讀取、用戶運用數(shù)據(jù)庫運用跟蹤事務過程。他們運用表單來讀取、輸入和

27、查詢數(shù)據(jù)，并且生成報表。輸入和查詢數(shù)據(jù)，并且生成報表。用用 戶戶大學計算機基礎DBSDBS是指在計算機系統(tǒng)中引入是指在計算機系統(tǒng)中引入DBDB后的系統(tǒng)構(gòu)成。后的系統(tǒng)構(gòu)成。DBS = DBS = 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 + + 用戶用戶 + + 軟件軟件 + + 硬件硬件硬件：指運轉(zhuǎn)硬件：指運轉(zhuǎn)DBSDBS的硬件資源，例如，的硬件資源，例如，SQL ServerSQL Server要求至要求至少少16MB16MB內(nèi)存、內(nèi)存、3232位位CPUCPU、至少、至少80MB80MB硬盤空間；硬盤空間；軟件：指軟件：指DBSDBS操作平臺，例如操作平臺，例如WINDOWS NTWINDOWS NT、DBMSDBM

28、S、漢字處、漢字處理系統(tǒng)等；理系統(tǒng)等；用戶：指終端用戶、運用程序員和數(shù)據(jù)庫管理員。用戶：指終端用戶、運用程序員和數(shù)據(jù)庫管理員。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBS大學計算機基礎數(shù)據(jù)處置的三個世界數(shù)據(jù)處置的三個世界數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型第第2節(jié)節(jié) 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型大學計算機基礎從現(xiàn)實生活中的客觀事物到存放于計算機中的數(shù)據(jù)，這樣一個加工從現(xiàn)實生活中的客觀事物到存放于計算機中的數(shù)據(jù)，這樣一個加工過程可劃分為三個階段：過程可劃分為三個階段：現(xiàn)實世界、信息世界和計算機世界現(xiàn)實世界、信息世界和計算機世界在現(xiàn)實世界中，分析客觀事物，找出要求解的對象集合，研討這些在現(xiàn)實世界中，分析客觀事物，找出要求解的對象集合，研討這些對象

29、、認識它們的本質(zhì)及其規(guī)律。對象、認識它們的本質(zhì)及其規(guī)律。在概念世界中，將求解的事物映射為實體，找出實體之間的各種聯(lián)在概念世界中，將求解的事物映射為實體，找出實體之間的各種聯(lián)系，用實體系，用實體- -聯(lián)絡圖來描畫聯(lián)絡圖來描畫Entity-RelationshipEntity-Relationship，簡稱，簡稱E-RE-R圖。圖。在計算機世界中，將實體模型轉(zhuǎn)換為可以在計算機中處置的數(shù)據(jù)模在計算機世界中，將實體模型轉(zhuǎn)換為可以在計算機中處置的數(shù)據(jù)模型。型?？陀^存在的世客觀存在的世界中的現(xiàn)實及界中的現(xiàn)實及其聯(lián)絡。其聯(lián)絡。現(xiàn)實世界在人們頭現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映，是對腦中的反映，是對客觀事物及其聯(lián)絡客

30、觀事物及其聯(lián)絡的一種籠統(tǒng)描畫的一種籠統(tǒng)描畫可稱作數(shù)據(jù)世可稱作數(shù)據(jù)世界，是在信息界，是在信息世界根底上的世界根底上的進一步籠統(tǒng)進一步籠統(tǒng)7.2.1、數(shù)據(jù)處置的三個世界、數(shù)據(jù)處置的三個世界大學計算機基礎在現(xiàn)實世界中，某類實體集中各個屬性之間的聯(lián)絡、各實體之在現(xiàn)實世界中，某類實體集中各個屬性之間的聯(lián)絡、各實體之間的聯(lián)絡可運用間的聯(lián)絡可運用E-RE-R圖來描畫，圖來描畫，E-RE-R圖是由美籍華人圖是由美籍華人Peter ChenPeter Chen在在19761976年提出的。在年提出的。在E-RE-R圖中，用矩形表示實體，用圓角矩形圖中，用矩形表示實體，用圓角矩形表示屬性，用菱形表示實體間的聯(lián)絡。

31、表示屬性，用菱形表示實體間的聯(lián)絡。 實體與關系實體與關系大學計算機基礎數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分級數(shù)據(jù)分級記錄記錄項項項項值值數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)模模型型實實體體模模型型事物事物及及聯(lián)絡聯(lián)絡實體分級實體分級實體實體對象對象屬性屬性總體總體個體個體事物事物事物分級事物分級對象對象性質(zhì)性質(zhì)共同共同特殊特殊抽抽象象過過程程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)世界世界信息信息世界世界現(xiàn)實現(xiàn)實世界世界客觀世界是信息之源，客觀世界是信息之源，是設計是設計DBDB的出發(fā)點。的出發(fā)點。實體模型和數(shù)據(jù)模型實體模型和數(shù)據(jù)模型是對客觀事物的兩級是對客觀事物的兩級籠統(tǒng)描畫?；\統(tǒng)描畫。數(shù)據(jù)庫的中心問題是數(shù)據(jù)庫的中心問題是數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型。結(jié)論：結(jié)論： 要得到正確的數(shù)據(jù)

32、模要得到正確的數(shù)據(jù)模型，必需首先充分了解型，必需首先充分了解客觀事物?？陀^事物。由此可見：由此可見：數(shù)據(jù)加工三個階段的關系數(shù)據(jù)加工三個階段的關系大學計算機基礎以教學管理為例：以教學管理為例：教學由學生、課程、教師、學習、任課等實體組成。教學由學生、課程、教師、學習、任課等實體組成。學生屬性：學號、姓名、性別、年齡、班級學生屬性：學號、姓名、性別、年齡、班級課程屬性：課程號、課程稱號課程屬性：課程號、課程稱號教師屬性：姓名、課程號、課時教師屬性：姓名、課程號、課時學習屬性：學號、課程號、分數(shù)學習屬性：學號、課程號、分數(shù)任課屬性：教師名、課程號、教室任課屬性：教師名、課程號、教室實體模型舉例實體模

33、型舉例大學計算機基礎 課程課程成果成果授課授課教師教師學生學生教師編號、姓名、職稱教師編號、姓名、職稱教師編號、課程號教師編號、課程號學號、姓名、性別、班級學號、姓名、性別、班級課程號、課程名課程號、課程名學號、課程號、分數(shù)學號、課程號、分數(shù)聽課聽課學習學習講授講授教學實體模型表示圖教學實體模型表示圖大學計算機基礎建立了實體模型后，就可以建立數(shù)據(jù)模型了。建立了實體模型后，就可以建立數(shù)據(jù)模型了。 數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實世界的模擬和籠統(tǒng)。數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實世界的模擬和籠統(tǒng)?；蚧?在在DBS中表示實體數(shù)據(jù)記錄之間聯(lián)絡的方式稱為數(shù)據(jù)模型。數(shù)中表示實體數(shù)據(jù)記錄之間聯(lián)絡的方式稱為數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型實踐上是數(shù)據(jù)間的

34、一個整體邏輯構(gòu)造圖。據(jù)模型實踐上是數(shù)據(jù)間的一個整體邏輯構(gòu)造圖。為了使模型能明晰、準確地反映客觀事物，要進展數(shù)據(jù)模型的設計，也為了使模型能明晰、準確地反映客觀事物，要進展數(shù)據(jù)模型的設計，也即數(shù)據(jù)庫的設計。即數(shù)據(jù)庫的設計。 數(shù)據(jù)模型的組成數(shù)據(jù)模型的組成 數(shù)據(jù)模型的分類數(shù)據(jù)模型的分類7.2.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型大學計算機基礎數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)構(gòu)造是所研討的對象類型的集合。數(shù)據(jù)構(gòu)造是所研討的對象類型的集合。數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象型的實例值數(shù)據(jù)操作是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象型的實例值允許執(zhí)行的操作集合，包括操作及有關的操作規(guī)那么。允許執(zhí)行的操作集合，包括操作及有關的操作規(guī)那么。完好

35、性約束完好性約束數(shù)據(jù)的約束條件是一組完好性規(guī)那么的集合。數(shù)據(jù)的約束條件是一組完好性規(guī)那么的集合。數(shù)據(jù)模型的組成數(shù)據(jù)模型的組成大學計算機基礎所研討的對象：所研討的對象：與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關的對象，例如網(wǎng)狀模型中的數(shù)與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關的對象，例如網(wǎng)狀模型中的數(shù)據(jù)項、記錄，關系模型中的域、屬性、關系等；據(jù)項、記錄，關系模型中的域、屬性、關系等；與數(shù)據(jù)之間聯(lián)絡有關的對象，例如網(wǎng)狀模型中的系型與數(shù)據(jù)之間聯(lián)絡有關的對象，例如網(wǎng)狀模型中的系型SetType。數(shù)據(jù)構(gòu)造是描寫一個數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面。數(shù)據(jù)構(gòu)造是描寫一個數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面。數(shù)據(jù)構(gòu)造的類型，例如層次構(gòu)造、網(wǎng)狀構(gòu)造和關系構(gòu)造。

36、數(shù)據(jù)構(gòu)造的類型，例如層次構(gòu)造、網(wǎng)狀構(gòu)造和關系構(gòu)造。數(shù)據(jù)構(gòu)造是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描畫。數(shù)據(jù)構(gòu)造是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描畫。數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)構(gòu)造大學計算機基礎數(shù)據(jù)庫主要有檢索和更新包括插入、刪除、修正兩大類數(shù)據(jù)庫主要有檢索和更新包括插入、刪除、修正兩大類操作。操作。數(shù)據(jù)模型必需定義這些操作確實切含義、操作符號、操作規(guī)數(shù)據(jù)模型必需定義這些操作確實切含義、操作符號、操作規(guī)那么如優(yōu)先級以及實現(xiàn)操作的言語。那么如優(yōu)先級以及實現(xiàn)操作的言語。數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描畫。數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描畫。 數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作大學計算機基礎完好性規(guī)那么是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)絡所具有的制完好性規(guī)那么是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)

37、據(jù)及其聯(lián)絡所具有的制約約和依存規(guī)那么，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫形狀以及形和依存規(guī)那么，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫形狀以及形狀狀的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。數(shù)據(jù)模型應該反映和規(guī)定本數(shù)據(jù)模型必需遵守的根本的通用數(shù)據(jù)模型應該反映和規(guī)定本數(shù)據(jù)模型必需遵守的根本的通用的完好性約束條件。的完好性約束條件。完好性約束完好性約束大學計算機基礎概念模型概念模型面向計算機用戶、面向現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)模型，它與面向計算機用戶、面向現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)模型，它與DBMS無關，不無關，不依賴于詳細的計算機系統(tǒng)，它主要用于運用系統(tǒng)開發(fā)的有關需求分依賴于詳細的計算機系統(tǒng)，它主要用

38、于運用系統(tǒng)開發(fā)的有關需求分析，描畫一個單位的概念化構(gòu)造，將現(xiàn)實世界籠統(tǒng)為信息世界。析，描畫一個單位的概念化構(gòu)造，將現(xiàn)實世界籠統(tǒng)為信息世界。邏輯模型邏輯模型數(shù)據(jù)庫的組織方式稱為邏輯數(shù)據(jù)模型，它決議了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)之間數(shù)據(jù)庫的組織方式稱為邏輯數(shù)據(jù)模型，它決議了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)之間聯(lián)絡的表達方式。聯(lián)絡的表達方式。在建立了概念數(shù)據(jù)模型后，即根據(jù)一定的規(guī)那么將其轉(zhuǎn)化為邏輯數(shù)據(jù)在建立了概念數(shù)據(jù)模型后，即根據(jù)一定的規(guī)那么將其轉(zhuǎn)化為邏輯數(shù)據(jù)模型。模型。物理模型物理模型數(shù)據(jù)模型的分類數(shù)據(jù)模型的分類大學計算機基礎這類模型主要用于信息世界的建模，強調(diào)語義表達才干，能這類模型主要用于信息世界的建模，強調(diào)語義表達才干，能方便

39、、直接地表達運用中各種語義知識，其概念簡單、清方便、直接地表達運用中各種語義知識，其概念簡單、清晰用戶容易了解。晰用戶容易了解。概念數(shù)據(jù)模型主要有：實體概念數(shù)據(jù)模型主要有：實體-聯(lián)絡模型聯(lián)絡模型E-R模型、擴展實模型、擴展實體聯(lián)絡模型體聯(lián)絡模型EER模型、面向?qū)ο竽Ｐ湍Ｐ汀⒚嫦驅(qū)ο竽Ｐ蚈O模型、模型、IDEF1X模型等，概念數(shù)據(jù)模型用于數(shù)據(jù)庫的設計。其中以模型等，概念數(shù)據(jù)模型用于數(shù)據(jù)庫的設計。其中以E-R模型最為著名。模型最為著名。概念模型概念模型大學計算機基礎目前，常用的邏輯數(shù)據(jù)模型有三種：層次模型、網(wǎng)狀模型、目前，常用的邏輯數(shù)據(jù)模型有三種：層次模型、網(wǎng)狀模型、關系模型。關系模型。層次模型層

40、次模型Hierachical Model： 數(shù)據(jù)之間的聯(lián)絡像一棵倒放的樹，樹根、樹的分枝點和樹數(shù)據(jù)之間的聯(lián)絡像一棵倒放的樹，樹根、樹的分枝點和樹葉都稱為節(jié)點，節(jié)點是分層次的，樹根是最高層。葉都稱為節(jié)點，節(jié)點是分層次的，樹根是最高層。 軍隊中的建制、機關編制、家譜等都屬于層次模型。軍隊中的建制、機關編制、家譜等都屬于層次模型。邏輯模型邏輯模型大學計算機基礎 校長校長校長辦公室校長辦公室 各學院各學院 各職能處各職能處 電信學院電信學院計算機系計算機系 電子系電子系 信控系信控系 計算機教學實驗中心計算機教學實驗中心網(wǎng)絡所網(wǎng)絡所 . . 軟件教研室軟件教研室層次模型表示圖層次模型表示圖大學計算機基

41、礎網(wǎng)絡模型網(wǎng)絡模型Network Model： 數(shù)據(jù)之間的聯(lián)絡象一張網(wǎng)，網(wǎng)上的聯(lián)接點稱為節(jié)點，節(jié)點數(shù)據(jù)之間的聯(lián)絡象一張網(wǎng)，網(wǎng)上的聯(lián)接點稱為節(jié)點，節(jié)點 與節(jié)點之間是平等的，不分層次。與節(jié)點之間是平等的，不分層次。學生學生教學課程表教學課程表教室教室課程課程教師教師網(wǎng)絡模型網(wǎng)絡模型大學計算機基礎關系模型關系模型Relational Model： 關系模型是當前關系模型是當前DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型的主流，關系模所支持的數(shù)據(jù)模型的主流，關系模 型建立在集合論的根底上，工資表、成果表、檔案表等都型建立在集合論的根底上，工資表、成果表、檔案表等都 屬于關系模型。屬于關系模型。 其組織方式是一張二維表，一

42、個表即一個關系；其特點：其組織方式是一張二維表，一個表即一個關系；其特點：一個關系一張表一個關系一張表數(shù)據(jù)獨立性高數(shù)據(jù)獨立性高操作簡單操作簡單一行是一個記錄一行是一個記錄一列是一個數(shù)據(jù)項字段一列是一個數(shù)據(jù)項字段關系模型關系模型大學計算機基礎物理數(shù)據(jù)模型反映數(shù)據(jù)的存儲構(gòu)造，例如存儲介質(zhì)的物理物理數(shù)據(jù)模型反映數(shù)據(jù)的存儲構(gòu)造，例如存儲介質(zhì)的物理塊、指針和索引等。塊、指針和索引等。每個邏輯數(shù)據(jù)模型在實現(xiàn)時，都有其對應的物理數(shù)據(jù)模型。每個邏輯數(shù)據(jù)模型在實現(xiàn)時，都有其對應的物理數(shù)據(jù)模型。物理數(shù)據(jù)模型不但與物理數(shù)據(jù)模型不但與DBMS有關，而且還與計算機系統(tǒng)的硬有關，而且還與計算機系統(tǒng)的硬件和操作系統(tǒng)有關。件

43、和操作系統(tǒng)有關。物理數(shù)據(jù)模型和邏輯數(shù)據(jù)模型用于物理數(shù)據(jù)模型和邏輯數(shù)據(jù)模型用于DBMS的實現(xiàn)。的實現(xiàn)。物理模型物理模型大學計算機基礎數(shù)據(jù)庫運用系統(tǒng)設計步驟DB運用系統(tǒng)的設計步驟符合軟件工程設計思想。運用系統(tǒng)的設計步驟符合軟件工程設計思想。用戶需求分析用戶需求分析 了解用戶對該工程所提出的各種要求，并進了解用戶對該工程所提出的各種要求，并進一步對各個環(huán)節(jié)進展籠統(tǒng)。一步對各個環(huán)節(jié)進展籠統(tǒng)。概念設計將需求分析的結(jié)果籠統(tǒng)為信息構(gòu)造，得到系統(tǒng)概念設計將需求分析的結(jié)果籠統(tǒng)為信息構(gòu)造，得到系統(tǒng)的全局的全局E-R圖。圖。邏輯設計將得到的籠統(tǒng)的邏輯設計將得到的籠統(tǒng)的E-R圖轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)模型。圖轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)模型。 物理

44、設計確定得到的數(shù)據(jù)模型最后反映在物理設備上是物理設計確定得到的數(shù)據(jù)模型最后反映在物理設備上是個什么物理構(gòu)造。個什么物理構(gòu)造。數(shù)據(jù)庫實施在選定的數(shù)據(jù)庫實施在選定的RDBMS中，建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫構(gòu)中，建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫構(gòu)造，對原始數(shù)據(jù)進展采集、整理、轉(zhuǎn)換并錄入。造，對原始數(shù)據(jù)進展采集、整理、轉(zhuǎn)換并錄入。數(shù)據(jù)庫的維護包括缺點排除、數(shù)據(jù)備份和恢復、平安性數(shù)據(jù)庫的維護包括缺點排除、數(shù)據(jù)備份和恢復、平安性和完好性機制的定期改善，以及對數(shù)據(jù)庫性能進展改良。和完好性機制的定期改善，以及對數(shù)據(jù)庫性能進展改良。數(shù)據(jù)庫運用系統(tǒng)設計步驟數(shù)據(jù)庫運用系統(tǒng)設計步驟大學計算機基礎從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常采用三級方

45、式從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常采用三級方式構(gòu)造構(gòu)造 數(shù)據(jù)庫方式的概念數(shù)據(jù)庫方式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級方式構(gòu)造數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級方式構(gòu)造數(shù)據(jù)庫的兩級映射功能與數(shù)據(jù)獨立性數(shù)據(jù)庫的兩級映射功能與數(shù)據(jù)獨立性 第3節(jié) 數(shù)據(jù)庫體系構(gòu)造大學計算機基礎在數(shù)據(jù)模型中有型與值的概念在數(shù)據(jù)模型中有型與值的概念方式方式Schema是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯構(gòu)造和特征的是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯構(gòu)造和特征的描畫，它僅僅涉及到型的描畫，不涉及到詳細的值。方式的描畫，它僅僅涉及到型的描畫，不涉及到詳細的值。方式的主體就是數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型。主體就是數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型。 方式反映的是數(shù)據(jù)的構(gòu)造及其聯(lián)絡，而實例反映的是數(shù)據(jù)庫方

46、式反映的是數(shù)據(jù)的構(gòu)造及其聯(lián)絡，而實例反映的是數(shù)據(jù)庫某一時辰的形狀。某一時辰的形狀。 數(shù)據(jù)方式的概念數(shù)據(jù)方式的概念大學計算機基礎外方式外方式也稱子方式也稱子方式Subschema或用戶方式，它是數(shù)據(jù)庫用戶或用戶方式，它是數(shù)據(jù)庫用戶包括運用程序員和最終用戶可以看見和運用的部分數(shù)據(jù)包括運用程序員和最終用戶可以看見和運用的部分數(shù)據(jù)的邏輯構(gòu)造和特征的描畫，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與的邏輯構(gòu)造和特征的描畫，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一運用有關的數(shù)據(jù)的邏輯表示。某一運用有關的數(shù)據(jù)的邏輯表示。 外方式通常是方式的子集。一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外方式。外方式通常是方式的子集。一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外方式。一個運

47、用程序只能運用一個外方式。一個運用程序只能運用一個外方式。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級方式構(gòu)造數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級方式構(gòu)造大學計算機基礎方式方式也稱為邏輯方式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯構(gòu)造和特征的也稱為邏輯方式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯構(gòu)造和特征的描畫，是一切用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。描畫，是一切用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。 方式實踐上是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)在邏輯級上的視圖。一個數(shù)據(jù)庫只方式實踐上是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)在邏輯級上的視圖。一個數(shù)據(jù)庫只有一個方式。有一個方式。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級方式構(gòu)造數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級方式構(gòu)造大學計算機基礎內(nèi)方式內(nèi)方式也稱存儲方式也稱存儲方式Storage Schema，它是數(shù)據(jù)物理構(gòu)造和，它是數(shù)據(jù)物理構(gòu)造和存儲

48、方式的描畫，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。存儲方式的描畫，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。一個數(shù)據(jù)庫只需一個內(nèi)方式。一個數(shù)據(jù)庫只需一個內(nèi)方式。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級方式構(gòu)造數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級方式構(gòu)造大學計算機基礎用戶圖表1用戶圖表2用戶圖表3子方式1子方式2子方式3概念方式內(nèi)方式最終用戶I/O視圖程序管理員外部視圖概念視圖系統(tǒng)程序員DBA物理視圖內(nèi)部視圖物理組織數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分層視圖數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分層視圖大學計算機基礎數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在三級方式之間提供了兩層映射：外方式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在三級方式之間提供了兩層映射：外方式/模模式映射；方式式映射；方式/內(nèi)方式映射。內(nèi)方式映射。 正是這兩層映射保證了數(shù)據(jù)庫系

49、統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以具有較高正是這兩層映射保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。的邏輯獨立性和物理獨立性。外方式外方式/方式映射方式映射方式方式/內(nèi)方式映射內(nèi)方式映射 數(shù)據(jù)庫的兩級映射功能與數(shù)據(jù)獨立性數(shù)據(jù)庫的兩級映射功能與數(shù)據(jù)獨立性大學計算機基礎方式描畫的是數(shù)據(jù)的全局邏輯構(gòu)造，外方式描畫的是數(shù)據(jù)的方式描畫的是數(shù)據(jù)的全局邏輯構(gòu)造，外方式描畫的是數(shù)據(jù)的部分邏輯構(gòu)造。對應于同一個方式可以有恣意多個外方式。部分邏輯構(gòu)造。對應于同一個方式可以有恣意多個外方式。對于每一個外方式，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都有一個外方式對于每一個外方式，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都有一個外方式/方式映射，方式映射，它定義了該外方式與方式

50、之間的對應關系。這些映射定義通它定義了該外方式與方式之間的對應關系。這些映射定義通常包含在各自外方式的描畫中。常包含在各自外方式的描畫中。當方式改動時例如添加新的關系、新的屬性、改動屬性的當方式改動時例如添加新的關系、新的屬性、改動屬性的數(shù)據(jù)類型等，由數(shù)據(jù)庫管理員對各個外方式數(shù)據(jù)類型等，由數(shù)據(jù)庫管理員對各個外方式/方式的映射作方式的映射作相應改動，可以使外方式堅持不變。運用程序是根據(jù)數(shù)據(jù)的相應改動，可以使外方式堅持不變。運用程序是根據(jù)數(shù)據(jù)的外方式編寫的，從而運用程序不用修正，保證了數(shù)據(jù)與程外方式編寫的，從而運用程序不用修正，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。序的邏輯獨立性，簡

51、稱數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。外方式外方式/方式映射方式映射大學計算機基礎數(shù)據(jù)庫中只需一個方式，也只需一個內(nèi)方式，所以方式數(shù)據(jù)庫中只需一個方式，也只需一個內(nèi)方式，所以方式/內(nèi)模內(nèi)模式映射是獨一的，它定義了數(shù)據(jù)庫全局邏輯構(gòu)造與存儲構(gòu)造式映射是獨一的，它定義了數(shù)據(jù)庫全局邏輯構(gòu)造與存儲構(gòu)造之間的對應關系。之間的對應關系。 當數(shù)據(jù)庫的存儲構(gòu)造改動了例如選用了另一種存儲結(jié)當數(shù)據(jù)庫的存儲構(gòu)造改動了例如選用了另一種存儲結(jié)構(gòu)，由數(shù)據(jù)庫管理員對方式構(gòu)，由數(shù)據(jù)庫管理員對方式/內(nèi)方式映射作相應改動，可以內(nèi)方式映射作相應改動，可以使方式堅持不變，從而運用程序也不用改動。保證了數(shù)據(jù)與使方式堅持不變，從而運用程序也不用改動。保證了

52、數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨立性。程序的物理獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨立性。方式方式/內(nèi)方式映射內(nèi)方式映射大學計算機基礎關系模型的根本概念關系模型的根本概念關系的方式化定義關系的方式化定義關系代數(shù)根底關系代數(shù)根底構(gòu)造化查詢言語構(gòu)造化查詢言語(SQL)根底根底第第4節(jié)節(jié) 關系數(shù)據(jù)庫根底關系數(shù)據(jù)庫根底大學計算機基礎關系模型關系模型 是數(shù)學化的模型，它把數(shù)據(jù)看作二維表中是數(shù)學化的模型，它把數(shù)據(jù)看作二維表中的元素，表就是其關系。的元素，表就是其關系。其特點是：其特點是：表中每一列屬性都是不能再細分的基表中每一列屬性都是不能再細分的基本單元本單元不允許有反復的列不允許有反復的列不允許有一樣的記

53、錄不允許有一樣的記錄行、列次序均無關行、列次序均無關1.關系模型的根本概念關系模型的根本概念大學計算機基礎 關系庫名關系庫名SHOP 店 名 地 址 經(jīng)辦人 解放路食品店解放路食品店 解放路解放路262號號 李國基李國基 2278101桃園商場桃園商場 桃園路桃園路6號號 張山張山 3268231香甜瓜果店香甜瓜果店 北大街北大街26號號 王宏王宏 3262021白塔干鮮果店白塔干鮮果店 西大街西大街56號號 宋良忠宋良忠 2667337北大街果品店北大街果品店 北大街北大街231號號 林青林青 3101169關系框架關系框架或或庫構(gòu)造庫構(gòu)造元組元組或或記錄記錄屬性字段屬性字段屬性屬性“的值的

54、值關系概念的圖解關系概念的圖解大學計算機基礎關系模型的數(shù)據(jù)構(gòu)造非常單一。在關系模型中，現(xiàn)實世界的關系模型的數(shù)據(jù)構(gòu)造非常單一。在關系模型中，現(xiàn)實世界的實體以及實體間的各種聯(lián)絡均用關系來表示。在用戶看來，實體以及實體間的各種聯(lián)絡均用關系來表示。在用戶看來，關系模型中數(shù)據(jù)的邏輯構(gòu)造是一張二維表。關系模型中數(shù)據(jù)的邏輯構(gòu)造是一張二維表。每一個交叉點都必需是單值的不能有反復組；每一列每一個交叉點都必需是單值的不能有反復組；每一列屬性的一切數(shù)據(jù)都是同一類型的，每一列都有獨一的列屬性的一切數(shù)據(jù)都是同一類型的，每一列都有獨一的列名，列在表中的順序無關緊要；表中恣意兩行元組不能名，列在表中的順序無關緊要；表中恣意

55、兩行元組不能一樣，行在表中的順序也無關緊要。一樣，行在表中的順序也無關緊要。 關系的數(shù)據(jù)構(gòu)造關系的數(shù)據(jù)構(gòu)造大學計算機基礎查詢查詢Query操作：選擇操作：選擇Select、投影、投影Project、銜接銜接Join、除、除Divide、并、并Union、交、交Intersection、差、差Difference等。等。其它操作：插入其它操作：插入Insert刪除刪除Delete更新更新Update等。等。 關系的根本操作關系的根本操作大學計算機基礎關系模型允許定義三類完好性約束：實體完好性、參照完好關系模型允許定義三類完好性約束：實體完好性、參照完好性和用戶定義的完好性。其中，實體完好性和參照

56、完好性是性和用戶定義的完好性。其中，實體完好性和參照完好性是關系模型必需滿足的完好性約束條件，應該由關系系統(tǒng)自動關系模型必需滿足的完好性約束條件，應該由關系系統(tǒng)自動支持。用戶定義的完好性是運用領域需求遵照的約束條件，支持。用戶定義的完好性是運用領域需求遵照的約束條件，表達了詳細領域中的語義約束。表達了詳細領域中的語義約束。關系的根本約束關系的根本約束大學計算機基礎域域Domain笛卡爾積笛卡爾積Cartesian Product關系關系Relation關系的方式化定義關系的方式化定義大學計算機基礎域是一組具有一樣數(shù)據(jù)類型的值的集合。例域是一組具有一樣數(shù)據(jù)類型的值的集合。例: :整數(shù)整數(shù)實數(shù)實數(shù)

57、介于某個取值范圍的整數(shù)介于某個取值范圍的整數(shù)長度指定長度的字符串集合長度指定長度的字符串集合 男男，女女 介于某個取值范圍的日期介于某個取值范圍的日期域域(domain)大學計算機基礎給定一組域給定一組域D1，D2，Dn，這些域中可以有一樣的。，這些域中可以有一樣的。D1，D2，Dn的笛卡爾積為：的笛卡爾積為：D1D2Dnd1，d2，dndiDi，i1，2，n 一切域的一切取值的一個組合一切域的一切取值的一個組合 不能反復不能反復笛卡爾積笛卡爾積Cartesian Product大學計算機基礎元組元組Tuple笛卡爾積中每一個元素笛卡爾積中每一個元素d1，d2，dn叫作一個叫作一個n元元組組n

58、-tuple或簡稱元組。或簡稱元組。 分量分量Component笛卡爾積元素笛卡爾積元素d1，d2，dn中的每一個值中的每一個值di叫作一叫作一個分量。個分量。笛卡爾積笛卡爾積大學計算機基礎關系關系D1D2Dn的子集叫作在域的子集叫作在域D1，D2，Dn上的關上的關系，表示為系，表示為 RD1，D2，Dn R：關系名：關系名 n：關系的目或度：關系的目或度Degree關系關系relation大學計算機基礎元組元組 關系中的每個元素是關系中的元組，通常用關系中的每個元素是關系中的元組，通常用t表示。表示。單元關系與二元關系單元關系與二元關系 當當n=1時，稱該關系為單元關系時，稱該關系為單元關系

59、Unary relation。 當當n=2時，稱該關系為二元關系時，稱該關系為二元關系Binary relation。關關 系系大學計算機基礎屬性屬性 關系中不同列可以對應一樣的域，為了加以區(qū)分，必需對關系中不同列可以對應一樣的域，為了加以區(qū)分，必需對 每列起一個名字，稱為屬性每列起一個名字，稱為屬性Attribute。 n目關系必有目關系必有n個屬性個屬性關關 系系大學計算機基礎假設關系中的某一最小屬性組的值能獨一地標識一個元組，假設關系中的某一最小屬性組的值能獨一地標識一個元組，那么那么稱該屬性組為候選鍵稱該屬性組為候選鍵Candidate Key。假設一個關系有多個候選鍵，那么選定其中一

60、個為主鍵假設一個關系有多個候選鍵，那么選定其中一個為主鍵Primary Key。主鍵的諸屬性稱為主屬性。主鍵的諸屬性稱為主屬性Primary Attribute。不包含在任何候選鍵中的屬性稱為非鍵屬性不包含在任何候選鍵中的屬性稱為非鍵屬性Non-key Attribute。關關 系系大學計算機基礎關系數(shù)據(jù)模型中的關系必需是有限集。關系數(shù)據(jù)模型中的關系必需是有限集。恣意兩個元組不能完全一樣。恣意兩個元組不能完全一樣。每一列的一切數(shù)據(jù)都屬于同一種類型；每一列的一切數(shù)據(jù)都屬于同一種類型；關系中的每一列都是不可再分的；關系中的每一列都是不可再分的；不同的列可出自同一個域，稱其中的每列為一個屬性，不同不