數(shù)據(jù)庫管理課件1.

1、1華東理工大學商學院華東理工大學商學院李宏輝李宏輝 Tel: 64253882 E_mail:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理2課程資料課程資料 教材教材: 王珊王珊,陳紅陳紅: 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理, 清華清華大學出版社。大學出版社。3第一章第一章 緒論緒論本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 四個重要概念四個重要概念 數(shù)據(jù)庫技術的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)據(jù)庫技術的產(chǎn)生與發(fā)展 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)41.1 四個重要概念四個重要概念 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 定義定義 : 數(shù)據(jù)實際上是描述事務的符號記錄。數(shù)據(jù)實際上是描述事務的符號記錄。 分類分類 : 數(shù)據(jù)根據(jù)其在變化過程中

2、取離散值還數(shù)據(jù)根據(jù)其在變化過程中取離散值還 是連續(xù)是連續(xù)變化變化 分為數(shù)字數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)兩類。分為數(shù)字數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)兩類。 數(shù)字數(shù)據(jù)數(shù)字數(shù)據(jù)：變化過程中取離散值的數(shù)據(jù)。如：變化過程中取離散值的數(shù)據(jù)。如：1、2、3，a、b、c等。等。 模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)：連續(xù)變化的數(shù)據(jù)稱模擬數(shù)據(jù)。如：聲：連續(xù)變化的數(shù)據(jù)稱模擬數(shù)據(jù)。如：聲音、圖像、水位的變化、壓力的變化等。音、圖像、水位的變化、壓力的變化等。 計算機處理的數(shù)據(jù)只能是數(shù)字數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)必須計算機處理的數(shù)據(jù)只能是數(shù)字數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)必須先轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)才能交給計算機處理。先轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)才能交給計算機處理。51.1 四個重要概念四個重要概念 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫

3、 定義定義：數(shù)據(jù)庫就是長期儲存在計算機內(nèi)、有組織、：數(shù)據(jù)庫就是長期儲存在計算機內(nèi)、有組織、可共享的數(shù)據(jù)集合。可共享的數(shù)據(jù)集合。 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存。存。 數(shù)據(jù)庫具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨立性和易數(shù)據(jù)庫具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性擴展性 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可為多用戶共享數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可為多用戶共享61.1 四個重要概念四個重要概念 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS） 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是位于用戶與操作系統(tǒng)間的一層數(shù)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是位于用戶與操作系統(tǒng)間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，屬系統(tǒng)軟件的范疇。據(jù)管理軟件，屬系統(tǒng)

4、軟件的范疇。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負責定義數(shù)據(jù)和操縱數(shù)據(jù)，并能夠數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負責定義數(shù)據(jù)和操縱數(shù)據(jù)，并能夠保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶對數(shù)保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶對數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復。據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復。 Oracle 、Sybase 、Foxpro 是典型的數(shù)據(jù)庫管理系是典型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)71.1 四個重要概念四個重要概念 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶等構成的系統(tǒng)。系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶等構成的系統(tǒng)。 廣義的講，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由

5、下面幾部分構成廣義的講，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由下面幾部分構成 硬件及數(shù)據(jù)庫硬件及數(shù)據(jù)庫 軟件：包括操作系統(tǒng)、軟件：包括操作系統(tǒng)、DBMS、編譯系統(tǒng)及應用、編譯系統(tǒng)及應用開發(fā)工具軟件等開發(fā)工具軟件等 人員：包括數(shù)據(jù)庫管理員、用戶等。人員：包括數(shù)據(jù)庫管理員、用戶等。8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構成用戶用戶用戶.應用系統(tǒng)應用系統(tǒng)應用開發(fā)工具應用開發(fā)工具數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理員長期儲存在計算機長期儲存在計算機內(nèi)、有組織、可共內(nèi)、有組織、可共享的數(shù)據(jù)集合。享的數(shù)據(jù)集合。負責定義數(shù)據(jù)和操縱數(shù)負責定義數(shù)據(jù)和操縱數(shù)據(jù)，并能夠保證數(shù)據(jù)庫據(jù)，并能夠保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全性、完整中數(shù)

6、據(jù)的安全性、完整性、并發(fā)控制及恢復性、并發(fā)控制及恢復91.2 數(shù)據(jù)庫技術的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)據(jù)庫技術的產(chǎn)生與發(fā)展 數(shù)據(jù)庫技術數(shù)據(jù)庫技術是應數(shù)據(jù)管理任務的需要而產(chǎn)生的。是應數(shù)據(jù)管理任務的需要而產(chǎn)生的。 數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理是指如何對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編是指如何對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編碼、儲存、檢索和維護。碼、儲存、檢索和維護。 隨著計算機硬件和軟件的發(fā)展，數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷隨著計算機硬件和軟件的發(fā)展，數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個發(fā)展了人工管理、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個發(fā)展階段階段。101.2.1 人工管理階段人工管理階段 背景背景: 20 世紀世紀50 年代中期以前年代中期以前,計算機主要

7、用于科學計算計算機主要用于科學計算 硬件方面外存只有紙帶、卡片、磁帶，無磁盤硬件方面外存只有紙帶、卡片、磁帶，無磁盤 軟件方面無軟件方面無os、無管理數(shù)據(jù)的軟件，數(shù)據(jù)處理方式、無管理數(shù)據(jù)的軟件，數(shù)據(jù)處理方式是批處理。是批處理。111.2.1 人工管理階段人工管理階段 應用程序與數(shù)據(jù)間的對應關系：應用程序與數(shù)應用程序與數(shù)據(jù)間的對應關系：應用程序與數(shù)據(jù)一一對應，數(shù)據(jù)不能共享。據(jù)一一對應，數(shù)據(jù)不能共享。應用程序1數(shù)據(jù)組1應用程序2數(shù)據(jù)組2應用程序n數(shù)據(jù)組n.（圖（圖1-3）121.2.1 人工管理階段人工管理階段 特點：特點： （1）數(shù)據(jù)不保存）數(shù)據(jù)不保存 （2）數(shù)據(jù)需要由應用程序自己管理）數(shù)據(jù)需要

8、由應用程序自己管理 （3）數(shù)據(jù)不共享）數(shù)據(jù)不共享 （4）數(shù)據(jù)不具有獨立性）數(shù)據(jù)不具有獨立性 。131.2.2 文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段 背景背景: 20 世紀世紀50 年代后期到年代后期到60年代中期年代中期 , 計算機不僅用于科計算機不僅用于科學計算學計算, 而且應用于管理。而且應用于管理。 硬件方面已有了磁盤等直接存取設備。硬件方面已有了磁盤等直接存取設備。 軟件方面有軟件方面有os、且、且os中有了管理數(shù)據(jù)的軟件文件系統(tǒng)。中有了管理數(shù)據(jù)的軟件文件系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)處理方式已能夠聯(lián)機實時處理。數(shù)據(jù)處理方式已能夠聯(lián)機實時處理。141.2.2 文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段 應用程序與數(shù)據(jù)間的對應關系：應

9、用程序與數(shù)應用程序與數(shù)據(jù)間的對應關系：應用程序與數(shù)據(jù)（文件）一一對應，數(shù)據(jù)共享性差。據(jù)（文件）一一對應，數(shù)據(jù)共享性差。存取方法應用程序1應用程序2應用程序n文件1文件2文件n。151.2.2 文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段 特點特點： （1）數(shù)據(jù)以文件的形式長期保存）數(shù)據(jù)以文件的形式長期保存 （2）由專門的軟件即文件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行管理）由專門的軟件即文件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行管理 （3）數(shù)據(jù)共享性差）數(shù)據(jù)共享性差 （4）數(shù)據(jù)獨立性低）數(shù)據(jù)獨立性低 。161.2.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 背景背景: 20 世紀世紀60 年代后期以來年代后期以來 , 計算機用于管理的規(guī)模計算機用于管理的規(guī)模更為龐大，多

10、應用對數(shù)據(jù)共享的要求越來越強烈。更為龐大，多應用對數(shù)據(jù)共享的要求越來越強烈。 硬件方面已有了大容量磁盤，硬件價格下降，軟件硬件方面已有了大容量磁盤，硬件價格下降，軟件價格上升。價格上升。 出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 聯(lián)機實時處理的要求更多了。聯(lián)機實時處理的要求更多了。171.2.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 應用程序與數(shù)據(jù)間的對應關系：數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫應用程序與數(shù)據(jù)間的對應關系：數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中集中存放、統(tǒng)一管理，面向所有應用。中集中存放、統(tǒng)一管理，面向所有應用。應用程序1應用程序2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫181.2.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 特點：特點：（1）查詢迅速、

11、準確）查詢迅速、準確（2）數(shù)據(jù)結構化且統(tǒng)一管理）數(shù)據(jù)結構化且統(tǒng)一管理學生基本記錄學號性別姓名系別 年齡政治面貌 籍貫 家庭出身日期 地點 學歷名課程名 學號 學分日期獎懲條目姓名 與本人關系 詳細情況課程號 課程號學生人事記錄學生學籍記錄學生選課記錄獎懲情況記錄家庭成員記錄191.2.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 特點：特點：（3）數(shù)據(jù)冗余度小，易擴充）數(shù)據(jù)冗余度小，易擴充 （4）具有較高的數(shù)據(jù)和程序的獨立性）具有較高的數(shù)據(jù)和程序的獨立性 “物理獨立性物理獨立性” “邏輯獨立性邏輯獨立性”（5）數(shù)據(jù)由）數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制統(tǒng)一管理和控制 。 安全性、完整性、并發(fā)控制、恢復安全性、完

12、整性、并發(fā)控制、恢復201.3 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 在數(shù)據(jù)庫中是用數(shù)據(jù)模型這個工具來對現(xiàn)實世在數(shù)據(jù)庫中是用數(shù)據(jù)模型這個工具來對現(xiàn)實世界進行抽象的。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中用于界進行抽象的。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中用于提供信息表示和操作手段的形式構架。提供信息表示和操作手段的形式構架。 根據(jù)模型應用的目的不同，可將數(shù)據(jù)模型分為根據(jù)模型應用的目的不同，可將數(shù)據(jù)模型分為兩類。兩類。 概念模型概念模型（信息模型）：按照用戶的觀點對數(shù)據(jù)和（信息模型）：按照用戶的觀點對數(shù)據(jù)和信息建模信息建模 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型（層次、網(wǎng)狀、關系）：按照計算機系統(tǒng)（層次、網(wǎng)狀、關系）：按照計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模。的觀點對數(shù)據(jù)建

13、模。211.3.1 數(shù)據(jù)模型的三要素數(shù)據(jù)模型的三要素 數(shù)據(jù)結構：數(shù)據(jù)結構： 數(shù)據(jù)結構用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性數(shù)據(jù)結構用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性 數(shù)據(jù)結構是所研究的對象類型的集合這些對象是數(shù)數(shù)據(jù)結構是所研究的對象類型的集合這些對象是數(shù)據(jù)庫的組成成分。他們包括兩類：據(jù)庫的組成成分。他們包括兩類： 一類是與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關的對象。如學生、課一類是與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關的對象。如學生、課程、客戶等程、客戶等 一類是與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關的對象。如：學生的一次選課，一類是與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關的對象。如：學生的一次選課，客戶的一次訂貨等?？蛻舻囊淮斡嗀浀?。221.3.1 數(shù)據(jù)模型的三要素數(shù)據(jù)模型的三要素

14、數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作 數(shù)據(jù)操作用于描述系統(tǒng)的動態(tài)特性數(shù)據(jù)操作用于描述系統(tǒng)的動態(tài)特性 數(shù)據(jù)操作是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的數(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)行的操作的集合，包括操實例（值）允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及有關的操作集合。作及有關的操作集合。 數(shù)據(jù)庫主要有檢索和更新（包括插入、刪除、數(shù)據(jù)庫主要有檢索和更新（包括插入、刪除、修改）兩大類操作。修改）兩大類操作。231.3.1 數(shù)據(jù)模型的三要素數(shù)據(jù)模型的三要素 數(shù)據(jù)的約束條件數(shù)據(jù)的約束條件 數(shù)據(jù)的約束條件是一組完整性規(guī)則的集合。數(shù)據(jù)的約束條件是一組完整性規(guī)則的集合。 完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)完整性規(guī)則是給

15、定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和儲存規(guī)則，用于限定符合系所具有的制約和儲存規(guī)則，用于限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效和相容。保證數(shù)據(jù)的正確、有效和相容。241.3.2 概念模型概念模型三個世界三個世界認識抽象現(xiàn)實世界信息世界 概念模型 機器世界 DBMS支持的數(shù)據(jù)模型251.3.2 概念模型概念模型 概念模型概念模型用于信息世界建模，是現(xiàn)實世界到信用于信息世界建模，是現(xiàn)實世界到信息世界的第一層抽象，是用戶與數(shù)據(jù)庫設計人息世界的第一層抽象，是用戶與數(shù)據(jù)庫設計人員之間進行交流的語言，因此概念模型應強調(diào)員之間進行交流的語

16、言，因此概念模型應強調(diào)語義表達能力。要易于用戶理解語義表達能力。要易于用戶理解261.3.2 概念模型概念模型 信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念 實體實體：客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體，如：客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體，如：一個學生、一個部門、一門課、學生的一次選課、一個學生、一個部門、一門課、學生的一次選課、部門的一次訂貨等。部門的一次訂貨等。 屬性：屬性：實體所具有的某一特性稱為屬性。一個實體實體所具有的某一特性稱為屬性。一個實體可以由若干個屬性來刻畫。例如學生實體可以用學可以由若干個屬性來刻畫。例如學生實體可以用學號、姓名、性別、出生年月等屬性組成號、姓名、性別、出生

17、年月等屬性組成 碼：碼：唯一標識實體的屬性集稱為碼。如：學號是學唯一標識實體的屬性集稱為碼。如：學號是學生實體的碼。生實體的碼。271.3.2 概念模型概念模型 信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念 域域：屬性的取值范圍成為該屬性的域。如學號的域：屬性的取值范圍成為該屬性的域。如學號的域為為8 位字符，年齡的域為小于位字符，年齡的域為小于35 的整數(shù)。的整數(shù)。 實體型：實體型：用實體名及其屬性名的集合來抽象和刻畫用實體名及其屬性名的集合來抽象和刻畫同類實體，同類實體， 稱為實體型。例如：學生（學號，姓名，稱為實體型。例如：學生（學號，姓名，性別，出生年月）性別，出生年月） 實體集：實體集：

18、同型實體的集合稱為實體集。如：全體學同型實體的集合稱為實體集。如：全體學生就是一個實體集。生就是一個實體集。281.3.2 概念模型概念模型 聯(lián)系聯(lián)系：事物之間的聯(lián)系可以分為三類：事物之間的聯(lián)系可以分為三類 一對一聯(lián)系（一對一聯(lián)系（1 ：1）如果對于實體集如果對于實體集A中的每一個中的每一個實體，實體集實體，實體集B中至多有一個實體與之聯(lián)系，反之中至多有一個實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集亦然，則稱實體集A與實體集與實體集B具有一對一聯(lián)系。具有一對一聯(lián)系。如班級和班長之間的聯(lián)系如班級和班長之間的聯(lián)系 一對多聯(lián)系（一對多聯(lián)系（1 : n）：如果對于實體集：如果對于實體集A中的每一中的每一個實體

19、，實體集個實體，實體集B中有中有n個實體與之聯(lián)系（個實體與之聯(lián)系（n=0），），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中中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體與實體集集B具有一對多聯(lián)系。如班導師和學生之間的聯(lián)系。具有一對多聯(lián)系。如班導師和學生之間的聯(lián)系。291.3.2 概念模型概念模型 聯(lián)系聯(lián)系： 多對多聯(lián)系（多對多聯(lián)系（m ：n）：如果對于實體集：如果對于實體集A中的每一個實中的每一個實體，實體集體，實體集B中有中有n個實體與之聯(lián)系（個實體與之聯(lián)系（n=0），反之，），反之，對于實體集對于實體集B中的每一個

20、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（m=0）與之聯(lián)系，則稱實體集）與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體集與實體集B具有多對具有多對多聯(lián)系。如：學生和課程之間的關系。多聯(lián)系。如：學生和課程之間的關系。 多個實體之間也可以存在一對一、一對多、多對多的聯(lián)多個實體之間也可以存在一對一、一對多、多對多的聯(lián)系，如學生、課程和教科書之間的聯(lián)系。系，如學生、課程和教科書之間的聯(lián)系。 同一個實體集內(nèi)的各實體之間也可以存在一對一、一對同一個實體集內(nèi)的各實體之間也可以存在一對一、一對多、多對多的聯(lián)系，如職工實體集內(nèi)有領導和被領導的多、多對多的聯(lián)系，如職工實體集內(nèi)有領導和被領導的聯(lián)系。聯(lián)系。301

21、.3.2 概念模型概念模型 概念模型的表示方法：實體聯(lián)系方法概念模型的表示方法：實體聯(lián)系方法 實體型：用矩形框表示，矩形框內(nèi)寫上實體實體型：用矩形框表示，矩形框內(nèi)寫上實體名名 。如：如： 屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應的實體聯(lián)系起來。如：應的實體聯(lián)系起來。如：課程學生學生學號學號學號姓名性別年齡3111.3.2 概念模型概念模型 概念模型的表示方法：實體聯(lián)系方法概念模型的表示方法：實體聯(lián)系方法 聯(lián)系聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關實體連接起來，同時在無向邊旁標向邊分別與有關實體連接

22、起來，同時在無向邊旁標上聯(lián)系的類型（上聯(lián)系的類型（1：1，1：n，m：n）。如：）。如：班級班長管理11班級班長管理n1班級學生組成m班級課程管理n學生選修321.3.2 概念模型概念模型實體聯(lián)系實體聯(lián)系參考書教師課程講授1nm職工領導1n331.3.2 概念模型概念模型E-R圖實例圖實例學生班級課程學號姓名性別年齡班級編號所屬專業(yè)系課程號課程名學分教師參考書工號姓名性別年齡職稱書號書名內(nèi)容提要價格341.3.2 概念模型概念模型E-R圖實例圖實例班級成績組成領導學生學生人數(shù)選修課程講授教師參考書1nn1nm領導領導1nm351.3.3 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 不同的數(shù)據(jù)模型具有不同的數(shù)據(jù)結構形式，

23、目不同的數(shù)據(jù)模型具有不同的數(shù)據(jù)結構形式，目前最常用的數(shù)據(jù)模型有層次模型、網(wǎng)狀模型和前最常用的數(shù)據(jù)模型有層次模型、網(wǎng)狀模型和關系模型。關系模型。 層次模型和網(wǎng)狀模型統(tǒng)稱為非關系模型，在非層次模型和網(wǎng)狀模型統(tǒng)稱為非關系模型，在非關系模型中，實體用記錄表示，實體之間的聯(lián)關系模型中，實體用記錄表示，實體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換成記錄之間的兩兩聯(lián)系。系轉(zhuǎn)換成記錄之間的兩兩聯(lián)系。361.3.3.1 層次模型層次模型 基本層次聯(lián)系基本層次聯(lián)系: 兩個記錄型及他們之間的一對兩個記錄型及他們之間的一對多（包括一對一）的聯(lián)系稱為基本層次聯(lián)系多（包括一對一）的聯(lián)系稱為基本層次聯(lián)系R iR jL ij雙親記錄一對多（包括一對一

24、）聯(lián)系名子女記錄371.3.3.1 層次模型層次模型 層次模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最早出現(xiàn)的數(shù)據(jù)模型，層次模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最早出現(xiàn)的數(shù)據(jù)模型，它用它用樹型結構樹型結構表示各類實體及實體之間的兩兩表示各類實體及實體之間的兩兩聯(lián)系。層次模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的典型代表是聯(lián)系。層次模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的典型代表是IBM公司的公司的IMS（information management system）。）。 層次模型的數(shù)據(jù)結構：層次模型的數(shù)據(jù)結構是層次模型的數(shù)據(jù)結構：層次模型的數(shù)據(jù)結構是樹，按照樹的定義，層次模型有以下兩個限制樹，按照樹的定義，層次模型有以下兩個限制 只有一個結點沒有雙親結點，稱之為根結點。只有一個結點沒

25、有雙親結點，稱之為根結點。 根以外的其他結點有且只有一個雙親。根以外的其他結點有且只有一個雙親。381.3.3.1 層次模型層次模型 在層次模型中在層次模型中 每個結點表示一個記錄類型，結點之間的連線表示每個結點表示一個記錄類型，結點之間的連線表示記錄類型間的聯(lián)系。記錄類型間的聯(lián)系。 每個記錄類型可包含若干字段，這里，記錄類型描每個記錄類型可包含若干字段，這里，記錄類型描述的是實體，字段描述實體的屬性述的是實體，字段描述實體的屬性。391.3.3.1 層次模型層次模型D#DNDLR#RNS#SNSST#TNTDTS系D教研室R學生S教師T401.3.3.1 層次模型層次模型D02CS0BS63

26、871LJAS63874CYCS63876WBAE1101CPHRE3102ZPESE2101 WSDBTE1709LBDBSE3501 LJJDBSR01DBR02IMSR03AITSDRTE411.3.3.1 層次模型層次模型 層次模型的操縱與完整性約束：層次模型的操層次模型的操縱與完整性約束：層次模型的操縱主要有查詢、插入、刪除和更新。在進行插縱主要有查詢、插入、刪除和更新。在進行插入、刪除、更新操作時要滿足層次模型的完整入、刪除、更新操作時要滿足層次模型的完整性約束條件。性約束條件。 在進行插入操作時，如果沒有相應的雙親結點值就在進行插入操作時，如果沒有相應的雙親結點值就不能插入子女結

27、點值。不能插入子女結點值。 在進行刪除操作時，如果刪除雙親結點值，則相應在進行刪除操作時，如果刪除雙親結點值，則相應的子女結點值也被同時刪除。的子女結點值也被同時刪除。 進行更新操作時，應更新所有相應記錄，以保證數(shù)進行更新操作時，應更新所有相應記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性。據(jù)的一致性。421.3.3.2 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型 網(wǎng)狀模型的典型代表是網(wǎng)狀模型的典型代表是DBTG系統(tǒng)。系統(tǒng)。 網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結構是圖。它去掉了層網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結構是圖。它去掉了層次模型的兩個限制，允許多個結點沒有次模型的兩個限制，允許多個結點沒有雙親結點，允許結點有多個雙親結點，雙親結點，允許結點有多個雙親結點，此外它還允許兩

28、個結點之間有多種聯(lián)系此外它還允許兩個結點之間有多種聯(lián)系（稱之為復合聯(lián)系）。（稱之為復合聯(lián)系）。431.3.3.2 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型學生宿舍專業(yè)系學生教研室教師學生課程父親父親關系子女子女關系人樹種植砍伐父親子女養(yǎng)育瞻養(yǎng)441.3.3.2 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型 網(wǎng)狀模型的操縱與完整性約束網(wǎng)狀模型的操縱與完整性約束 網(wǎng)狀模型的操縱主要包括查詢、插入、刪除網(wǎng)狀模型的操縱主要包括查詢、插入、刪除和更新數(shù)據(jù)。和更新數(shù)據(jù)。 插入操作允許插入尚未確定雙親結點值的子插入操作允許插入尚未確定雙親結點值的子女結點值。女結點值。 刪除操作允許只刪除雙親結點值。刪除操作允許只刪除雙親結點值。 更新操作只需更新指定記錄即可

29、。更新操作只需更新指定記錄即可。451.3.3.3 關系模型關系模型關系模型的數(shù)據(jù)結構：二維表關系模型的數(shù)據(jù)結構：二維表學號95001950029500395004。95700姓名性別系別年齡籍貫李勇劉晨王名張立楊曉冬男女女男。男計算機科學信息數(shù)學計算機科學。物理20191819。21江蘇山東北京北京。山西整數(shù)字符串男女信息數(shù)學，.14 15 16 17 18 19 20 21 22.北京上海山東.學生登記表關系名主碼關系域?qū)傩悦M行屬性（列）461.3.3.3 關系模型關系模型關系模型中的重要概念關系模型中的重要概念 關系關系：一個二維表是一個關系：一個二維表是一個關系 元組元組：表中的一

30、行即為一個元組：表中的一行即為一個元組 屬性屬性：表中的一列即為一個屬性：表中的一列即為一個屬性 主碼主碼：表中的某個屬性組，它可以唯一確定一個元：表中的某個屬性組，它可以唯一確定一個元組。組。 域域：屬性的取值范圍：屬性的取值范圍 分量分量：元組中的一個屬性值。：元組中的一個屬性值。 關系模式關系模式：對關系的描述。一般表示為：關系名：對關系的描述。一般表示為：關系名（屬性（屬性1，屬性，屬性2，. . . , 屬性屬性n) 471.3.3.3 關系模型關系模型 在關系模型中在關系模型中,實體以及實體間的聯(lián)系都是用關實體以及實體間的聯(lián)系都是用關系來表示的系來表示的, 例如例如,學生、課程、學

31、生與課程之學生、課程、學生與課程之間的多對多聯(lián)系在關系模型中可以表示如下間的多對多聯(lián)系在關系模型中可以表示如下： 學生學生 （學號，（學號， 姓名，姓名， 性別，性別， 系別，系別， 年齡年齡 ，籍貫），籍貫） 課程（課程號，課程名，學分）課程（課程號，課程名，學分） 選修（學號，課程號，成績）選修（學號，課程號，成績） 關系模型要求關系必須是規(guī)范化的，關系的每關系模型要求關系必須是規(guī)范化的，關系的每一分量必須是一個不可分的數(shù)據(jù)項。一分量必須是一個不可分的數(shù)據(jù)項。 481.3.3.3 關系模型關系模型 關系模型的操縱與完整性約束關系模型的操縱與完整性約束 關系模型的操縱主要包括查詢、插入、刪除

32、和更新關系模型的操縱主要包括查詢、插入、刪除和更新數(shù)據(jù)。這些操作必須滿足關系的完整性約束條件。數(shù)據(jù)。這些操作必須滿足關系的完整性約束條件。關系的完整性約束條件包括三大類：實體完整性、關系的完整性約束條件包括三大類：實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。參照完整性和用戶定義的完整性。 關系模型中的數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對象和操關系模型中的數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對象和操作結果都是關系，即若干元組的集合。作結果都是關系，即若干元組的集合。491.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構 模式模式是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)

33、據(jù)的邏輯結構和特征的描述，它僅僅涉及到型的描述，不涉及到具體的值。它僅僅涉及到型的描述，不涉及到具體的值。 模式的一個具體值稱為模式的一個實例。同一個模模式的一個具體值稱為模式的一個實例。同一個模式可以有很多實例。模式是相對穩(wěn)定的，而實例是式可以有很多實例。模式是相對穩(wěn)定的，而實例是相對變動的。相對變動的。 模式反映的是數(shù)據(jù)的結構及其關系，而實例反映的模式反映的是數(shù)據(jù)的結構及其關系，而實例反映的是數(shù)據(jù)庫某一時刻的狀態(tài)。是數(shù)據(jù)庫某一時刻的狀態(tài)。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由外數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由外模式、模式和內(nèi)模式三級構成模式、模式和內(nèi)模式三級構成。501.4

34、 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構三級模式結構三級模式結構應用A應用B應用C應用D外模式1外模式1外模式111 23模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫外模式/模式映象模式/內(nèi)模式映象511.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構 模式：模式： 模式也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結模式也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。構和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。 它是數(shù)據(jù)庫模式結構的中間層，不涉及數(shù)據(jù)的物理它是數(shù)據(jù)庫模式結構的中間層，不涉及數(shù)據(jù)的物理存儲細節(jié)和硬件環(huán)境，與具體的應用程序及所使用存儲細節(jié)和硬件環(huán)境，與具體的應用程序及所使用的應用開發(fā)工具無關。的應用開發(fā)工具

35、無關。 一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式。521.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構 外模式外模式 外模式也稱子模式或用戶模式，它時數(shù)據(jù)庫用戶看外模式也稱子模式或用戶模式，它時數(shù)據(jù)庫用戶看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應用有關的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應用有關的數(shù)據(jù)的邏輯表示。的邏輯表示。 外模式是模式的子集，一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模外模式是模式的子集，一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式。式。 外模式是保證數(shù)據(jù)庫安全性的一個有力措施。每個外模式是保證數(shù)據(jù)庫安全性的一個有力措施。每個用戶只能看見和訪問所對應的外模式中的數(shù)據(jù)，數(shù)用戶只能看見和訪問所對應的外模式中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫中的其余數(shù)據(jù)對他們來說是不可見的據(jù)庫中的其余數(shù)據(jù)對他們來說是不可見的。531.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構 內(nèi)模式內(nèi)模式 內(nèi)模式也稱存儲模式，它是數(shù)據(jù)物理結構和內(nèi)模式也稱存儲模式，它是數(shù)據(jù)物理結構和存儲結構的描述，是