數(shù)據(jù)庫基本概念ppt課件

1、LOGO1.1 數(shù)據(jù)庫根本概念數(shù)據(jù)庫根本概念v信息信息v信息是現(xiàn)實事物的存在方式或運動形狀的反映，即信息是經(jīng)過信息是現(xiàn)實事物的存在方式或運動形狀的反映，即信息是經(jīng)過加工后的數(shù)據(jù)，它會對接納者的行為和決策產(chǎn)生影響，具有現(xiàn)實加工后的數(shù)據(jù)，它會對接納者的行為和決策產(chǎn)生影響，具有現(xiàn)實的或潛在的價值。的或潛在的價值。v信息的主要特征：信息的主要特征：v信息傳送需求物質(zhì)載體，信息的獲取和傳送要耗費能量。信息傳送需求物質(zhì)載體，信息的獲取和傳送要耗費能量。v信息可以感知。信息可以感知。v信息可以存儲、緊縮、加工、傳送、共享、分散、再生和增值。信息可以存儲、緊縮、加工、傳送、共享、分散、再生和增值。v1.1.1

2、 信息、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處置及信息、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處置及 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫LOGOv數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)v 數(shù)據(jù)是描畫現(xiàn)實世界事物的符號記錄，是用物理符號記錄的可數(shù)據(jù)是描畫現(xiàn)實世界事物的符號記錄，是用物理符號記錄的可以鑒別的信息。包括文字、圖形、聲音等，他們都是用來描畫事物特以鑒別的信息。包括文字、圖形、聲音等，他們都是用來描畫事物特性的。性的。 v數(shù)據(jù)與信息的聯(lián)絡與區(qū)別如下。數(shù)據(jù)與信息的聯(lián)絡與區(qū)別如下。v數(shù)據(jù)客觀實體的屬性值，是信息的載體；但不是一切的數(shù)據(jù)都能表數(shù)據(jù)客觀實體的屬性值，是信息的載體；但不是一切的數(shù)據(jù)都能表示信息，信息是人們消化了的數(shù)據(jù)。示信息，信息是人們消化了的數(shù)據(jù)。v信息是籠統(tǒng)的，不隨數(shù)據(jù)

3、設(shè)備所決議的數(shù)據(jù)方式而改動；而數(shù)據(jù)的信息是籠統(tǒng)的，不隨數(shù)據(jù)設(shè)備所決議的數(shù)據(jù)方式而改動；而數(shù)據(jù)的表示方式卻具有可選擇性。表示方式卻具有可選擇性。v信息與數(shù)據(jù)嚴密相關(guān)，信息提供現(xiàn)實世界中有關(guān)事物的知識，數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù)嚴密相關(guān)，信息提供現(xiàn)實世界中有關(guān)事物的知識，數(shù)據(jù)是載荷信息的物理符號。是載荷信息的物理符號。1.1 數(shù)據(jù)庫根本概念數(shù)據(jù)庫根本概念LOGO1.1 數(shù)據(jù)庫根本概念數(shù)據(jù)庫根本概念 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)存儲 處理過程 信息 圖1-1 數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系LOGO1.1 數(shù)據(jù)庫根本概念數(shù)據(jù)庫根本概念v 數(shù)據(jù)處置數(shù)據(jù)處置v 數(shù)據(jù)處置是對各種類型的數(shù)據(jù)進展搜集、存儲、分類、計數(shù)據(jù)處置是對各種類型的數(shù)據(jù)進展搜集、存

4、儲、分類、計算、加工、檢索與傳輸?shù)倪^程。包括：搜集原始數(shù)據(jù)、編碼轉(zhuǎn)算、加工、檢索與傳輸?shù)倪^程。包括：搜集原始數(shù)據(jù)、編碼轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處置、數(shù)據(jù)輸出等。換、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處置、數(shù)據(jù)輸出等。v 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫(DataBase，簡記為，簡記為DB)v 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)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。它不僅包括數(shù)據(jù)本身，而且包括相關(guān)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)絡。集合。它不僅包括數(shù)據(jù)本身，而且包括相關(guān)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)絡。數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要研討如何存儲、運用和管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要研討如何存儲、運用和管理數(shù)據(jù)。v這種集合具有如下特點：這種集合具有如下特點：v 最

5、小的冗余度最小的冗余度v 運用程序?qū)?shù)據(jù)資源共享運用程序?qū)?shù)據(jù)資源共享v 數(shù)據(jù)獨立性高數(shù)據(jù)獨立性高v 一致管理和控制一致管理和控制LOGO1.1 數(shù)據(jù)庫根本概念數(shù)據(jù)庫根本概念v1.1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)v數(shù)據(jù)庫運用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫運用系統(tǒng)v 數(shù)據(jù)庫運用系統(tǒng)是指系統(tǒng)開發(fā)人員利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)資源開發(fā)出來的，面向某數(shù)據(jù)庫運用系統(tǒng)是指系統(tǒng)開發(fā)人員利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)資源開發(fā)出來的，面向某一類實踐運用的運用軟件系統(tǒng)。例如：財務管理系統(tǒng)，人事管理系統(tǒng)等等。一類實踐運用的運用軟件系統(tǒng)。例如：財務管理系統(tǒng)，人事管理系統(tǒng)等等。 v數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS)v 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是維護和管理數(shù)據(jù)庫的軟件，是位于用

6、戶與操作系統(tǒng)之間的一數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是維護和管理數(shù)據(jù)庫的軟件，是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一個數(shù)據(jù)管理軟件。它的根本功能包括以下幾個方面：個數(shù)據(jù)管理軟件。它的根本功能包括以下幾個方面：v數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)定義功能v 用戶經(jīng)過數(shù)據(jù)定義言語對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象進展定義。用戶經(jīng)過數(shù)據(jù)定義言語對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象進展定義。v數(shù)據(jù)支配功能數(shù)據(jù)支配功能v 用戶可以運用數(shù)據(jù)支配言語支配數(shù)據(jù)，如查詢、插入、刪除和修正。用戶可以運用數(shù)據(jù)支配言語支配數(shù)據(jù)，如查詢、插入、刪除和修正。v數(shù)據(jù)庫的運轉(zhuǎn)管理功能數(shù)據(jù)庫的運轉(zhuǎn)管理功能v 數(shù)據(jù)庫在建立、運轉(zhuǎn)和維護時由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)一致管理和控制。數(shù)據(jù)庫在建立、運轉(zhuǎn)和維護時由數(shù)據(jù)庫管

7、理系統(tǒng)一致管理和控制。v數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能v 它包括數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的輸入、轉(zhuǎn)換功能，數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲、恢復功能等。它包括數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的輸入、轉(zhuǎn)換功能，數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲、恢復功能等。LOGO1.1 數(shù)據(jù)庫根本概念數(shù)據(jù)庫根本概念 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由5部分組成：硬件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫集合、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、運用系統(tǒng)和人員。其中，人員包括：數(shù)據(jù)庫管理員、系統(tǒng)分析員、數(shù)據(jù)庫設(shè)計員、運用程序員和最終用戶等。其中，數(shù)據(jù)庫管理員是對數(shù)據(jù)庫進展規(guī)劃、設(shè)計、維護、監(jiān)視等的專業(yè)人員。 計算機硬件:包括CPU、內(nèi)存、顯示器、磁盤、及其外部設(shè)備。要求要有足夠大的內(nèi)存、足夠大的磁盤、系統(tǒng)有較高的通

8、道才干。軟件：DBMS、支持DBMS運轉(zhuǎn)的操作系統(tǒng)、運用開發(fā)工具等。LOGO 應 用 程 序 應 用 開 發(fā) 工 具 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) (D B M S ) 操 作 系 統(tǒng) (O S ) 數(shù) 據(jù) 庫 D B A 用 戶 用 戶 圖2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成 1.1 數(shù)據(jù)庫根本概念數(shù)據(jù)庫根本概念LOGO1.1 數(shù)據(jù)庫根本概念數(shù)據(jù)庫根本概念1.1.3 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的開展數(shù)據(jù)庫技術(shù)的開展 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的開展閱歷了人工管理、文件系統(tǒng)和數(shù)數(shù)據(jù)管理技術(shù)的開展閱歷了人工管理、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)據(jù)庫系統(tǒng)3個階段。個階段。人工管理階段人工管理階段 這一階段是指這一階段是指20世紀世紀50年代中期以前，計算機主

9、要年代中期以前，計算機主要用于科學計算，當時的計算機硬件情況是：外存只需用于科學計算，當時的計算機硬件情況是：外存只需磁帶、卡片、紙帶，沒有磁盤等直接存取的存儲設(shè)備；磁帶、卡片、紙帶，沒有磁盤等直接存取的存儲設(shè)備；軟件情況是：沒有操作系統(tǒng)，沒有管理數(shù)據(jù)的軟件，軟件情況是：沒有操作系統(tǒng)，沒有管理數(shù)據(jù)的軟件，數(shù)據(jù)處置方式是批處置。人工管理階段的特點是：數(shù)數(shù)據(jù)處置方式是批處置。人工管理階段的特點是：數(shù)據(jù)不保管、數(shù)據(jù)無專門軟件進展管理、數(shù)據(jù)不共享、據(jù)不保管、數(shù)據(jù)無專門軟件進展管理、數(shù)據(jù)不共享、數(shù)據(jù)不具有獨立性、數(shù)據(jù)無構(gòu)造。數(shù)據(jù)不具有獨立性、數(shù)據(jù)無構(gòu)造。文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段 這一階段從這一階段從20

10、世紀世紀50年代后期到年代后期到60年代中期，計算年代中期，計算機硬件和軟件都有了一定的開展。計算機不僅用于科機硬件和軟件都有了一定的開展。計算機不僅用于科學計算，還大量用于管理。這時硬件方面曾經(jīng)有了磁學計算，還大量用于管理。這時硬件方面曾經(jīng)有了磁盤、磁鼓等直接存取的存儲設(shè)備。在軟件方面，操作盤、磁鼓等直接存取的存儲設(shè)備。在軟件方面，操作系統(tǒng)中曾經(jīng)有了數(shù)據(jù)管理軟件，普通稱為文件系統(tǒng)。系統(tǒng)中曾經(jīng)有了數(shù)據(jù)管理軟件，普通稱為文件系統(tǒng)。處置方式上不僅有了文件批處置，而且可以聯(lián)機實時處置方式上不僅有了文件批處置，而且可以聯(lián)機實時處置處置LOGO1.1 數(shù)據(jù)庫根本概念數(shù)據(jù)庫根本概念v數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系

11、統(tǒng)階段v 20世紀世紀60年代末數(shù)據(jù)管理進入新時代年代末數(shù)據(jù)管理進入新時代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段出現(xiàn)了一致管理數(shù)據(jù)的專門軟件系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一種較完善的高級數(shù)據(jù)管一致管理數(shù)據(jù)的專門軟件系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一種較完善的高級數(shù)據(jù)管理方式，也是當今數(shù)據(jù)管理的主要方式，獲得了廣泛的運用。理方式，也是當今數(shù)據(jù)管理的主要方式，獲得了廣泛的運用。 v 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段v 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由假設(shè)干個站集合而成。這些站又稱為節(jié)點，它們在通訊網(wǎng)絡分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由假設(shè)干個站集合而成。這些站又稱為節(jié)點，它們在

12、通訊網(wǎng)絡中聯(lián)接在一同，每個節(jié)點都是一個獨立的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它們都擁有各自的數(shù)據(jù)庫、中央處置中聯(lián)接在一同，每個節(jié)點都是一個獨立的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它們都擁有各自的數(shù)據(jù)庫、中央處置機、終端，以及各自的部分數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。因此分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以看作是一系列集中機、終端，以及各自的部分數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。因此分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以看作是一系列集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)合。它們在邏輯上屬于同一系統(tǒng)，但在物理構(gòu)造上是分布式的。式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)合。它們在邏輯上屬于同一系統(tǒng)，但在物理構(gòu)造上是分布式的。 v 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng) v 面向?qū)ο缶幊堂嫦驅(qū)ο缶幊蘋bject Oriented Programming，

13、OOP，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是一，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是一種計算機編程架構(gòu)。種計算機編程架構(gòu)。OOP 的一條根本原那么是計算機程序是由單個可以起到子程序作用的單的一條根本原那么是計算機程序是由單個可以起到子程序作用的單元或?qū)ο蠼M合而成。元或?qū)ο蠼M合而成。OOP 到達了軟件工程的三個主要目的：重用性、靈敏性和擴展性。面向到達了軟件工程的三個主要目的：重用性、靈敏性和擴展性。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫吸收了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法的中心概念和根本思想，采用面向?qū)ο蟮挠^念來描對象數(shù)據(jù)庫吸收了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法的中心概念和根本思想，采用面向?qū)ο蟮挠^念來描畫現(xiàn)實世界實體對象的邏輯組織、對象之間的限制和聯(lián)絡等畫現(xiàn)實世界實體對象

14、的邏輯組織、對象之間的限制和聯(lián)絡等 。LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)1.2.1 1.2.1 三個世界的轉(zhuǎn)化三個世界的轉(zhuǎn)化現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界 數(shù)據(jù)庫管理的對象存在于現(xiàn)實世界中，現(xiàn)實世界中的事物存在著各種各樣的聯(lián)絡。這種數(shù)據(jù)庫管理的對象存在于現(xiàn)實世界中，現(xiàn)實世界中的事物存在著各種各樣的聯(lián)絡。這種聯(lián)絡是客觀存在的，是由事物本身的性質(zhì)決議的。例如，學?？紕展芾硐到y(tǒng)中有教師、學生、聯(lián)絡是客觀存在的，是由事物本身的性質(zhì)決議的。例如，學?？紕展芾硐到y(tǒng)中有教師、學生、課程、教室等構(gòu)成元素。課程、教室等構(gòu)成元素。概念世界概念世界 概念世界也叫做信息世界，是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映，是對客觀事物及其聯(lián)絡的概念世

15、界也叫做信息世界，是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映，是對客觀事物及其聯(lián)絡的一種籠統(tǒng)描畫。從現(xiàn)實世界到概念世界是經(jīng)過概念模型來表達的。如對學生的描畫可分為：一種籠統(tǒng)描畫。從現(xiàn)實世界到概念世界是經(jīng)過概念模型來表達的。如對學生的描畫可分為：學號、姓名、班級、籍貫、性別等概念。學號、姓名、班級、籍貫、性別等概念。數(shù)據(jù)世界數(shù)據(jù)世界 存入計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是將概念世界中的事物數(shù)據(jù)化的結(jié)果。為準確地反映事物本身及存入計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是將概念世界中的事物數(shù)據(jù)化的結(jié)果。為準確地反映事物本身及事物之間的各種聯(lián)絡，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一定存在一個構(gòu)造，數(shù)據(jù)模型可用來準確描畫這種構(gòu)事物之間的各種聯(lián)絡，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一定存在一個構(gòu)

16、造，數(shù)據(jù)模型可用來準確描畫這種構(gòu)造。造。 在實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理，也就是三個世界的轉(zhuǎn)化過程中，概念模型和數(shù)據(jù)模型是實現(xiàn)現(xiàn)實世在實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理，也就是三個世界的轉(zhuǎn)化過程中，概念模型和數(shù)據(jù)模型是實現(xiàn)現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)化的橋梁，是對現(xiàn)實世界中的事物進展籠統(tǒng)的工具。界數(shù)據(jù)化的橋梁，是對現(xiàn)實世界中的事物進展籠統(tǒng)的工具。 LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn) 三個世界的轉(zhuǎn)化過程表示圖 LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)1.2.2 1.2.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 模型概念模型概念 模型模型modelmodel：普通而言，模型是現(xiàn)實世界某些特征的模擬和籠統(tǒng)，：普通而言，模型是現(xiàn)實世界某些特征的模擬和籠統(tǒng)，分為實物模型與籠統(tǒng)模型。

17、建筑模型，汽車模型，飛機模型等都是實物模型，它分為實物模型與籠統(tǒng)模型。建筑模型，汽車模型，飛機模型等都是實物模型，它們通常是客觀事物的某些外觀特征或者功能的模擬與描寫；數(shù)學模型們通常是客觀事物的某些外觀特征或者功能的模擬與描寫；數(shù)學模型s=r2s=r2是一是一種籠統(tǒng)模型，它籠統(tǒng)描畫了園的面積和園的半徑之間的數(shù)量關(guān)系，提示客觀事物種籠統(tǒng)模型，它籠統(tǒng)描畫了園的面積和園的半徑之間的數(shù)量關(guān)系，提示客觀事物的某些本質(zhì)的、內(nèi)部的特征。的某些本質(zhì)的、內(nèi)部的特征。數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 在實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理的過程中，數(shù)據(jù)模型起著關(guān)鍵作用。整個數(shù)據(jù)庫在實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理的過程中，數(shù)據(jù)模型起著關(guān)鍵作用。整個數(shù)據(jù)庫技術(shù)的開展就是

18、沿著數(shù)據(jù)模型的主線展開的?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫均是基于某種數(shù)據(jù)模技術(shù)的開展就是沿著數(shù)據(jù)模型的主線展開的。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫均是基于某種數(shù)據(jù)模型，了解數(shù)據(jù)模型的根本概念是學習數(shù)據(jù)庫的根底。根據(jù)模型運用的不同目的，型，了解數(shù)據(jù)模型的根本概念是學習數(shù)據(jù)庫的根底。根據(jù)模型運用的不同目的，可以將這些模型劃分為兩類，他們分屬于兩個不同的層次?？梢詫⑦@些模型劃分為兩類，他們分屬于兩個不同的層次。 第一類模型是概念模型，也稱信息模型。它是按用戶的觀念來對數(shù)據(jù)和信息第一類模型是概念模型，也稱信息模型。它是按用戶的觀念來對數(shù)據(jù)和信息建模，主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計。建模，主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計。 另一類模型是數(shù)據(jù)模型，主要包括網(wǎng)狀模型、層

19、次模型、關(guān)系模型等，它是另一類模型是數(shù)據(jù)模型，主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型等，它是按計算機系統(tǒng)的觀念對數(shù)據(jù)建模，主要用于按計算機系統(tǒng)的觀念對數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMSDBMS的實現(xiàn)，這種數(shù)據(jù)模型也叫構(gòu)造的實現(xiàn)，這種數(shù)據(jù)模型也叫構(gòu)造數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型。LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)v數(shù)據(jù)模型的要素：數(shù)據(jù)模型的要素：v數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)構(gòu)造v 數(shù)據(jù)構(gòu)造是所研討的對象類型的集合，這些對象是數(shù)據(jù)庫的組成成分，它們包括兩類，數(shù)據(jù)構(gòu)造是所研討的對象類型的集合，這些對象是數(shù)據(jù)庫的組成成分，它們包括兩類，一類是與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對象；一類是與數(shù)據(jù)之間聯(lián)絡有關(guān)的對象。一類是與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有

20、關(guān)的對象；一類是與數(shù)據(jù)之間聯(lián)絡有關(guān)的對象。v數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作v 數(shù)據(jù)操作是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象的型的實例值允許執(zhí)行的操作的集合，包數(shù)據(jù)操作是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象的型的實例值允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及有關(guān)的操作規(guī)那么。數(shù)據(jù)庫主要有檢索和更新包括插入、刪除、修正兩大類括操作及有關(guān)的操作規(guī)那么。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，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)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。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。v數(shù)據(jù)的約束

21、條件數(shù)據(jù)的約束條件v 數(shù)據(jù)約束條件是一組完好性規(guī)那么的集合。完好性規(guī)那么是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)約束條件是一組完好性規(guī)那么的集合。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)庫形狀以及形狀的變化，其聯(lián)絡所具有的制約和依存規(guī)那么，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫形狀以及形狀的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。如：入學年齡不超越以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。如：入學年齡不超越30歲，成果不得有三門以上不及格歲，成果不得有三門以上不及格等。等。LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)v1.2.3 1.2.3 概念模型概念模型v概念模型的相關(guān)概念概念模型的相

22、關(guān)概念v1 1實體實體EntityEntity：客觀存在并相互區(qū)別的事物及其事物之間的聯(lián)絡。例：客觀存在并相互區(qū)別的事物及其事物之間的聯(lián)絡。例如，一個學生、一門課程、學生的一次選課、一次考試等都是實體。如，一個學生、一門課程、學生的一次選課、一次考試等都是實體。v2 2屬性屬性(Attribute)(Attribute)：實體所具有的某一特性。例如，學生的學號、姓名、：實體所具有的某一特性。例如，學生的學號、姓名、性別、出生年份、系、入學時間等。性別、出生年份、系、入學時間等。v3 3碼碼(Key)(Key)：獨一標示實體的屬性集。例如，學號是學生實體的碼。：獨一標示實體的屬性集。例如，學號是

23、學生實體的碼。v4 4域域(Domain)(Domain)：屬性的取值范圍。例如，年齡的域為：屬性的取值范圍。例如，年齡的域為1515至至3535之間。之間。v5 5實體型實體型(Entity Type)(Entity Type)：用實體名及其屬性名集合來籠統(tǒng)和描寫同類實體，：用實體名及其屬性名集合來籠統(tǒng)和描寫同類實體，稱為實體型。例如，學生稱為實體型。例如，學生( (學號，姓名，性別，出生年份，系，入學時間學號，姓名，性別，出生年份，系，入學時間) )就是就是一個實體型。一個實體型。v6 6實體集實體集(Entity Set)(Entity Set)：同型實體的集合稱為實體集。如，全體學生就

24、是：同型實體的集合稱為實體集。如，全體學生就是一個實體集。一個實體集。v7 7聯(lián)絡聯(lián)絡(Relationship)(Relationship)：實體與實體之間以及實體與組成它的各屬性間的：實體與實體之間以及實體與組成它的各屬性間的關(guān)系。關(guān)系。LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)v實體間聯(lián)絡的三種情況實體間聯(lián)絡的三種情況v 1一對一聯(lián)絡一對一聯(lián)絡1 : 1v 假設(shè)對于實體集假設(shè)對于實體集A中的每一個實體，實體集中的每一個實體，實體集B中至少有一個也可以沒有中至少有一個也可以沒有實體與之聯(lián)絡，反之亦然，那么稱實體集實體與之聯(lián)絡，反之亦然，那么稱實體集A與實體集與實體集B具有一對一聯(lián)絡，記為具有一對一聯(lián)

25、絡，記為1：1。例如，一個學生只能有一個學號，而一個學號只能指向一個學生，那么學。例如，一個學生只能有一個學號，而一個學號只能指向一個學生，那么學生與學號之間具有一對一聯(lián)絡。生與學號之間具有一對一聯(lián)絡。v 2一對多聯(lián)絡一對多聯(lián)絡1 : n v 假設(shè)對于實體集假設(shè)對于實體集A中的每一個實體，實體集中的每一個實體，實體集B中有個中有個n實體實體n0之聯(lián)絡，之聯(lián)絡，反之，對于實體集反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集中的每一個實體，實體集A中至多只需一個實體與之聯(lián)絡，中至多只需一個實體與之聯(lián)絡，那么稱實體集那么稱實體集A與實體集與實體集B有一對多聯(lián)絡，記為有一對多聯(lián)絡，記為1 : n 。例如，一

26、個班級中有假。例如，一個班級中有假設(shè)干名學生，而每個學生只在一個班級中學習，那么班級與學生之間具有一對設(shè)干名學生，而每個學生只在一個班級中學習，那么班級與學生之間具有一對多聯(lián)絡。多聯(lián)絡。v 3多對多聯(lián)絡多對多聯(lián)絡m : nv 假設(shè)對于實體集假設(shè)對于實體集A中的每一個實體，實體集中的每一個實體，實體集B中有中有n 個實體個實體n0與之聯(lián)與之聯(lián)絡，反之，對于實體集絡，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集中的每一個實體，實體集A中也有中也有m 個實體個實體m0與之聯(lián)絡，那么稱實體集與之聯(lián)絡，那么稱實體集A與實體集與實體集B具有多對多聯(lián)絡，記為具有多對多聯(lián)絡，記為m : n 。例如，一。例如，一門

27、課程同時有假設(shè)干個學生選修，而一個學生可以同時選修多門課程，那么課門課程同時有假設(shè)干個學生選修，而一個學生可以同時選修多門課程，那么課程與學生之間具有多對多聯(lián)絡。程與學生之間具有多對多聯(lián)絡。v 留意：實踐上，一對一聯(lián)絡是一對多聯(lián)絡的特例，而一對多聯(lián)絡又是多對多留意：實踐上，一對一聯(lián)絡是一對多聯(lián)絡的特例，而一對多聯(lián)絡又是多對多聯(lián)絡的特例。聯(lián)絡的特例。 LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)v概念模型的表示方法概念模型的表示方法v概念模型的表示方法很多，最常用的是實體概念模型的表示方法很多，最常用的是實體聯(lián)絡方法。該方法用聯(lián)絡方法。該方法用E-R(EntityRelationship Approch)

28、圖來描畫現(xiàn)實世界的概念模型。圖來描畫現(xiàn)實世界的概念模型。vE-R圖提供了表示實體型、屬性和聯(lián)絡的方法。圖提供了表示實體型、屬性和聯(lián)絡的方法。E-R圖有三個要素：圖有三個要素：v1實體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名。實體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名。v2屬屬 性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應的實體銜接起來。性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應的實體銜接起來。v3聯(lián)聯(lián) 系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)絡名，并用無向邊分別與系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)絡名，并用無向邊分別與有關(guān)實體銜接起來，同時在無向邊旁標上聯(lián)絡的類型有關(guān)實體銜接起來，同時在無向邊旁標上聯(lián)絡的類型(1：1，1：n或

29、或m：n)。 LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)v1.2.4 1.2.4 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型v 這里講的數(shù)據(jù)模型是在概念級的模型概念模型的這里講的數(shù)據(jù)模型是在概念級的模型概念模型的根底上構(gòu)成的，為計算機上某一根底上構(gòu)成的，為計算機上某一DBMSDBMS支持的數(shù)據(jù)模型。本書主支持的數(shù)據(jù)模型。本書主要引見前三種模型。要引見前三種模型。v層次模型層次模型v假設(shè)用圖來表示，層次模型是一棵倒立的樹。在數(shù)據(jù)庫中，滿假設(shè)用圖來表示，層次模型是一棵倒立的樹。在數(shù)據(jù)庫中，滿足以下條件的數(shù)據(jù)模型稱為層次模型：足以下條件的數(shù)據(jù)模型稱為層次模型： 有且僅有一個結(jié)點有且僅有一個結(jié)點無父結(jié)點，

30、這個結(jié)點稱為根結(jié)點；無父結(jié)點，這個結(jié)點稱為根結(jié)點； 其他結(jié)點有且僅有一個其他結(jié)點有且僅有一個父結(jié)點。父結(jié)點。LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)v網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型v 在現(xiàn)實世界中，事物之間的聯(lián)絡更多的是非層次關(guān)系的，用層次模型表示非樹在現(xiàn)實世界中，事物之間的聯(lián)絡更多的是非層次關(guān)系的，用層次模型表示非樹型構(gòu)造是很不直接的，網(wǎng)狀模型那么可以抑制這一弊病。網(wǎng)狀模型是一個網(wǎng)絡。在數(shù)據(jù)庫型構(gòu)造是很不直接的，網(wǎng)狀模型那么可以抑制這一弊病。網(wǎng)狀模型是一個網(wǎng)絡。在數(shù)據(jù)庫中，滿足以下兩個條件的數(shù)據(jù)模型稱為網(wǎng)狀模型。中，滿足以下兩個條件的數(shù)據(jù)模型稱為網(wǎng)狀模型。 允許一個以上的結(jié)點無父結(jié)點；允許一個以上的結(jié)點無父結(jié)點；

31、 一個結(jié)點可以有多于一個的父結(jié)點。一個結(jié)點可以有多于一個的父結(jié)點。v 從以上定義看出，網(wǎng)狀模型構(gòu)成了比層次構(gòu)造復雜的網(wǎng)狀構(gòu)造，適宜表示多對多的從以上定義看出，網(wǎng)狀模型構(gòu)成了比層次構(gòu)造復雜的網(wǎng)狀構(gòu)造，適宜表示多對多的聯(lián)絡。網(wǎng)狀模型和網(wǎng)頁上的聯(lián)絡。網(wǎng)狀模型和網(wǎng)頁上的“超鏈接數(shù)據(jù)方式有類似之處。超鏈接數(shù)據(jù)方式有類似之處。LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)v關(guān)系模型關(guān)系模型 v以二維表的方式表示實體和實體之間聯(lián)絡的數(shù)據(jù)模型稱為關(guān)系數(shù)據(jù)模型。從模以二維表的方式表示實體和實體之間聯(lián)絡的數(shù)據(jù)模型稱為關(guān)系數(shù)據(jù)模型。從模型的三要素角度看，關(guān)系模型的內(nèi)容為：型的三要素角度看，關(guān)系模型的內(nèi)容為：v數(shù)據(jù)構(gòu)造：一張二維表

32、格。數(shù)據(jù)構(gòu)造：一張二維表格。v數(shù)據(jù)操作：數(shù)據(jù)表的定義，檢索、維護、計算等。數(shù)據(jù)操作：數(shù)據(jù)表的定義，檢索、維護、計算等。v數(shù)據(jù)約束條件：表中列的取值范圍即域值的限制條件。數(shù)據(jù)約束條件：表中列的取值范圍即域值的限制條件。v關(guān)系模型的幾個常見概念：關(guān)系模型的幾個常見概念：v 1關(guān)系：一個關(guān)系就是一張二維表，每個關(guān)系都有一個關(guān)系名，即數(shù)據(jù)關(guān)系：一個關(guān)系就是一張二維表，每個關(guān)系都有一個關(guān)系名，即數(shù)據(jù)表名。表名。v 2元組：表中的行稱為元組，一行就是一個元組，對應表中一條記錄。元組：表中的行稱為元組，一行就是一個元組，對應表中一條記錄。v 3屬性：表中的列稱為屬性，即字段。字段稱號為屬性名，字段值稱為屬性

33、：表中的列稱為屬性，即字段。字段稱號為屬性名，字段值稱為屬性值。屬性值。v 4域：域： 屬性的取值范圍，如，分數(shù)在屬性的取值范圍，如，分數(shù)在0100之間。之間。v 5關(guān)鍵字：表中的一個屬性組，它的值可以獨一地標志一個元組。關(guān)鍵字：表中的一個屬性組，它的值可以獨一地標志一個元組。如：學號。如：學號。v 6候選碼：表中的某一個屬性，它的值可以獨一地標志一個元組。一個候選碼：表中的某一個屬性，它的值可以獨一地標志一個元組。一個表中能夠有多個候選碼，選擇一個作為主鍵，主鍵的屬性稱為主屬性。表中能夠有多個候選碼，選擇一個作為主鍵，主鍵的屬性稱為主屬性。v (7) 外關(guān)鍵字：假設(shè)一個關(guān)系中的屬性或?qū)傩越M并

34、非該關(guān)系的關(guān)鍵字，但外關(guān)鍵字：假設(shè)一個關(guān)系中的屬性或?qū)傩越M并非該關(guān)系的關(guān)鍵字，但它們是另外一個關(guān)系的關(guān)鍵字，那么稱其為該關(guān)系的外關(guān)鍵字。它們是另外一個關(guān)系的關(guān)鍵字，那么稱其為該關(guān)系的外關(guān)鍵字。LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)關(guān)系模型：LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)v關(guān)系模型的完好性關(guān)系模型的完好性v 關(guān)系模型對數(shù)據(jù)普通都具有一定的限制，這種限制稱為完好性或完好性約束。關(guān)系模型對數(shù)據(jù)普通都具有一定的限制，這種限制稱為完好性或完好性約束。關(guān)系模型的完好性是保證關(guān)系數(shù)據(jù)表正確的關(guān)鍵。關(guān)系模型支持實體完好性約束、參照完關(guān)系模型的完好性是保證關(guān)系數(shù)據(jù)表正確的關(guān)鍵。關(guān)系模型支持實體完好性約束、參照完好性

35、約束和域約束好性約束和域約束3種完好性約束。種完好性約束。v1實體完好性約束實體完好性約束v 假設(shè)假設(shè)A是一個表是一個表R的主鍵，那么的主鍵，那么A不能接納空值，即單列主鍵的值不能為空，復合主不能接納空值，即單列主鍵的值不能為空，復合主鍵的任何列也不能接納空值。例如，在學生信息表中，鍵的任何列也不能接納空值。例如，在學生信息表中，“學號為該表的主鍵，那么在數(shù)學號為該表的主鍵，那么在數(shù)據(jù)庫的任何記錄中，據(jù)庫的任何記錄中，“學號列的值都不能為空。這樣的約束稱為實體完好性約束。學號列的值都不能為空。這樣的約束稱為實體完好性約束。v2參照完好性約束參照完好性約束v 參照完好性約束關(guān)懷的是邏輯相關(guān)的表中

36、值與值之間的關(guān)系。假設(shè)參照完好性約束關(guān)懷的是邏輯相關(guān)的表中值與值之間的關(guān)系。假設(shè)X是一個表是一個表A的的主鍵，在表主鍵，在表B中是外鍵，那么假設(shè)中是外鍵，那么假設(shè)K是表是表B中一個外部鍵值，那么表中一個外部鍵值，那么表A中必然存在在中必然存在在X上的上的值為值為K的記錄。例如，的記錄。例如，“系編碼是院系信息表的主鍵，而在學生信息表中是相對于院系信系編碼是院系信息表的主鍵，而在學生信息表中是相對于院系信息表的外鍵學生信息表中的主關(guān)鍵字是由息表的外鍵學生信息表中的主關(guān)鍵字是由“學號和學號和“系編碼組合而成，對于學生信系編碼組合而成，對于學生信息表的任何記錄，其所包含的息表的任何記錄，其所包含的“

37、系編碼的值，在院系信息表的系編碼的值，在院系信息表的“系編碼列中必然存在一系編碼列中必然存在一個一樣的值。這樣的約束稱為參照完好性約束。個一樣的值。這樣的約束稱為參照完好性約束。v LOGO 1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)v3域約束v 域是邏輯相關(guān)的值的集合，從域中可以得出特定列的值。v 例如，在學生信息表中：v“出生日期域的值必需按照特定的一致格式存放，而不能有時用：1986.12.23格式，有時用：12/23/1986格式，呵斥數(shù)據(jù)混亂；v“學生名字、“院系稱號等域的值必需屬于字符集合；v對于“性別，該域中的值必需局限于男、女等。 前 往 首 頁前 往 首 頁LO

38、GO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)v1.2.5 1.2.5 關(guān)系運算關(guān)系運算v關(guān)系的根本運算有兩類：傳統(tǒng)的集合運算和專門的關(guān)系運算。關(guān)系的根本運算有兩類：傳統(tǒng)的集合運算和專門的關(guān)系運算。v 傳統(tǒng)的集合運算傳統(tǒng)的集合運算v1 1并并UnionUnion：設(shè)有兩個關(guān)系：設(shè)有兩個關(guān)系R R和和S S，它們具有一樣的構(gòu)造。，它們具有一樣的構(gòu)造。R R和和S S的并是由屬于的并是由屬于R R或?qū)倩驅(qū)儆谟赟 S的元組組成的集合，運算符為的元組組成的集合，運算符為。v例如：設(shè)每個班有一個學生關(guān)系例如：設(shè)每個班有一個學生關(guān)系R1R1，R2R2，R3R3，那么全校學生關(guān)系那么全校學生關(guān)系T T是是: T= R1 R2

39、 : T= R1 R2 R3 R3 v2 2差差 (Difference) (Difference) ：設(shè)有兩個關(guān)系：設(shè)有兩個關(guān)系R R和和S S，它們具有一樣的構(gòu)造。，它們具有一樣的構(gòu)造。R R和和S S的差是由屬于的差是由屬于R R但不屬于但不屬于S S的元組組成的集合。運算符為。的元組組成的集合。運算符為。v例如：設(shè)有參與計算機小組的學生關(guān)系，參與橋牌小組的學生關(guān)系。求參與了計算例如：設(shè)有參與計算機小組的學生關(guān)系，參與橋牌小組的學生關(guān)系。求參與了計算機機 小組但沒有參與橋牌小組的學生。結(jié)果放在關(guān)系小組但沒有參與橋牌小組的學生。結(jié)果放在關(guān)系1 1中，那么中，那么 T1=R-S T1=R-S

40、。v3 3交交IntersectionIntersection：設(shè)有兩個關(guān)系：設(shè)有兩個關(guān)系R R和和S S，它們具有一樣的構(gòu)造。，它們具有一樣的構(gòu)造。R R和和S S的交是由既的交是由既屬于屬于R R又屬于又屬于S S的元組組成的集合，運算符為的元組組成的集合，運算符為。交運算的結(jié)果是。交運算的結(jié)果是R R和和S S的共同元組。的共同元組。v例如：設(shè)有參與計算機小組的學生關(guān)系，參與橋牌小組的學生關(guān)系。求既參與了計例如：設(shè)有參與計算機小組的學生關(guān)系，參與橋牌小組的學生關(guān)系。求既參與了計算機小組又參與橋牌小組的學生。結(jié)果放在關(guān)系算機小組又參與橋牌小組的學生。結(jié)果放在關(guān)系2 2中，那么中，那么2 =

41、R S2 =R S。關(guān)系的交可以。關(guān)系的交可以用關(guān)系的差來表示。即用關(guān)系的差來表示。即RS= R-RS= R-R SR S，所以，上式也可以寫成：，所以，上式也可以寫成：2 =R-2 =R-R SR S。前 往 首 頁前 往 首 頁LOGO1.2 數(shù)據(jù)庫管理的實現(xiàn)v專門的關(guān)系運算專門的關(guān)系運算v1選擇選擇 Selection ：按照給定條件從指定的關(guān)系中挑選出滿足條件的元組構(gòu)成新：按照給定條件從指定的關(guān)系中挑選出滿足條件的元組構(gòu)成新的關(guān)系，其關(guān)系方式不變，但其中元組的數(shù)目小于等于原來的關(guān)系中元組的個數(shù)，它是原的關(guān)系，其關(guān)系方式不變，但其中元組的數(shù)目小于等于原來的關(guān)系中元組的個數(shù)，它是原關(guān)系的一個子集。這是從行的角度進展的運算，即程度方向抽取元組。關(guān)系的一個子集。這是從行的角度進展的運算，即程度方向抽取元組。2投影投影projection：從指定的關(guān)系中挑選出某些屬性構(gòu)成新的關(guān)系，其關(guān)系方式所：從指定的關(guān)系中挑選出某些屬性構(gòu)成新的關(guān)系，其關(guān)系方式所包含的屬性個數(shù)往往比原關(guān)系少，或者屬性的陳列順序不同。投影的結(jié)果將取消由于取消包含的屬性個數(shù)往往比原關(guān)系少，或者屬性的陳列順序不同。投影的結(jié)果將取消由于取消了某些列而產(chǎn)生的反復元組。了某些列而產(chǎn)生的反復元組。v例如：設(shè)有讀者關(guān)系，讀者借書證