數(shù)據(jù)庫管理課件1.

1、1華東理工大學(xué)商學(xué)院華東理工大學(xué)商學(xué)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(xué)出版社。大學(xué)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(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)據(jù)庫技術(shù)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(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 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(shí)際上是描述事務(wù)的符號記錄。數(shù)據(jù)實(shí)際上是描述事務(wù)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?jǐn)?shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)兩類。分為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)兩類。 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?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(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)只能是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)必須計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)只能是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)必須先轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)才能交給計(jì)算機(jī)處理。先轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)才能交給計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織、：數(shù)據(jù)庫就是長期儲存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織、可共享的數(shù)據(jù)集合?？晒蚕淼臄?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(dú)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(dú)立性和易擴(kuò)展性擴(kuò)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(fù)責(zé)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(fù)責(zé)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(fù)。據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)。 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(yīng)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(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶等構(gòu)成的系統(tǒng)。系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶等構(gòu)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(gòu)成廣義的講，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由下面幾部分構(gòu)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(yīng)用、編譯系統(tǒng)及應(yīng)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(gòu)成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)成用戶用戶用戶.應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具應(yīng)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(jì)算機(jī)長期儲存在計(jì)算機(jī)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(fù)責(zé)定義數(shù)據(jù)和操縱數(shù)負(fù)責(zé)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(fù)性、并發(fā)控制及恢復(fù)91.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展 數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)是應(yīng)數(shù)據(jù)管理任務(wù)的需要而產(chǎn)生的。是應(yīng)數(shù)據(jù)管理任務(wù)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(jìn)行分類、組織、編是指如何對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、儲存、檢索和維護(hù)。碼、儲存、檢索和維護(hù)。 隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展，數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷隨著計(jì)算機(jī)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(jì)世紀(jì)50 年代中期以前年代中期以前,計(jì)算機(jī)主要

7、用于科學(xué)計(jì)算計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)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(yīng)用程序與數(shù)據(jù)間的對應(yīng)關(guān)系：應(yīng)用程序與數(shù)應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)間的對應(yīng)關(guān)系：應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，數(shù)據(jù)不能共享。據(jù)一一對應(yīng)，數(shù)據(jù)不能共享。應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)組1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)組2應(yīng)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(diǎn)：特點(diǎn)： （1）數(shù)據(jù)不保存）數(shù)據(jù)不保存 （2）數(shù)據(jù)需要由應(yīng)用程序自己管理）數(shù)據(jù)需要

8、由應(yīng)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(dú)立性）數(shù)據(jù)不具有獨(dú)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(jì)世紀(jì)50 年代后期到年代后期到60年代中期年代中期 , 計(jì)算機(jī)不僅用于科計(jì)算機(jī)不僅用于科學(xué)計(jì)算學(xué)計(jì)算, 而且應(yīng)用于管理。而且應(yīng)用于管理。 硬件方面已有了磁盤等直接存取設(shè)備。硬件方面已有了磁盤等直接存取設(shè)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(jī)實(shí)時處理。數(shù)據(jù)處理方式已能夠聯(lián)機(jī)實(shí)時處理。141.2.2 文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段 應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)間的對應(yīng)關(guān)系：應(yīng)

9、用程序與數(shù)應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)間的對應(yīng)關(guān)系：應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)（文件）一一對應(yīng)，數(shù)據(jù)共享性差。據(jù)（文件）一一對應(yīng)，數(shù)據(jù)共享性差。存取方法應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)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(diǎn)特點(diǎn)： （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(jìn)行管理）由專門的軟件即文件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)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(dú)立性低）數(shù)據(jù)獨(dú)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(jì)世紀(jì)60 年代后期以來年代后期以來 , 計(jì)算機(jī)用于管理的規(guī)模計(jì)算機(jī)用于管理的規(guī)模更為龐大，多

10、應(yīng)用對數(shù)據(jù)共享的要求越來越強(qiáng)烈。更為龐大，多應(yīng)用對數(shù)據(jù)共享的要求越來越強(qiáng)烈。 硬件方面已有了大容量磁盤，硬件價(jià)格下降，軟件硬件方面已有了大容量磁盤，硬件價(jià)格下降，軟件價(jià)格上升。價(jià)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(jī)實(shí)時處理的要求更多了。聯(lián)機(jī)實(shí)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(yīng)用程序與數(shù)據(jù)間的對應(yīng)關(guān)系：數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)間的對應(yīng)關(guān)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(yīng)用。中集中存放、統(tǒng)一管理，面向所有應(yīng)用。應(yīng)用程序1應(yīng)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(diǎn)：特點(diǎn)：（1）查詢迅速、

11、準(zhǔn)確）查詢迅速、準(zhǔn)確（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化且統(tǒng)一管理）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化且統(tǒng)一管理學(xué)生基本記錄學(xué)號性別姓名系別 年齡政治面貌 籍貫 家庭出身日期 地點(diǎn) 學(xué)歷名課程名 學(xué)號 學(xué)分日期獎懲條目姓名 與本人關(guān)系 詳細(xì)情況課程號 課程號學(xué)生人事記錄學(xué)生學(xué)籍記錄學(xué)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(diǎn)：特點(diǎn)：（3）數(shù)據(jù)冗余度小，易擴(kuò)充）數(shù)據(jù)冗余度小，易擴(kuò)充 （4）具有較高的數(shù)據(jù)和程序的獨(dú)立性）具有較高的數(shù)據(jù)和程序的獨(dú)立性 “物理獨(dú)立性物理獨(dú)立性” “邏輯獨(dú)立性邏輯獨(dú)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(fù)安全性、完

12、整性、并發(fā)控制、恢復(fù)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(shí)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(shí)世界進(jìn)行抽象的。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中用于界進(jìn)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(gòu)架。提供信息表示和操作手段的形式構(gòu)架。 根據(jù)模型應(yīng)用的目的不同，可將數(shù)據(jù)模型分為根據(jù)模型應(yīng)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(diǎn)對數(shù)據(jù)和（信息模型）：按照用戶的觀點(diǎn)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(guān)系）：按照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（層次、網(wǎng)狀、關(guān)系）：按照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對數(shù)據(jù)建模。的觀點(diǎn)對數(shù)據(jù)建

13、模。211.3.1 數(shù)據(jù)模型的三要素?cái)?shù)據(jù)模型的三要素 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是所研究的對象類型的集合這些對象是數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(guān)的對象。如學(xué)生、課一類是與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對象。如學(xué)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(guān)的對象。如：學(xué)生的一次選課，一類是與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對象。如：學(xué)生的一次選課，客戶的一次訂貨等?？蛻舻囊淮斡嗀浀取?21.3.1 數(shù)據(jù)模型的三要素?cái)?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(shí)例（值）允許執(zhí)行的操作的集合，包括操實(shí)例（值）允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及有關(guān)的操作集合。作及有關(guān)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?cái)?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(rèn)識抽象現(xiàn)實(shí)世界信息世界 概念模型 機(jī)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(shí)世界到信用于信息世界建模，是現(xiàn)實(shí)世界到信息世界的第一層抽象，是用戶與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人息世界的第一層抽象，是用戶與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員之間進(jìn)行交流的語言，因此概念模型應(yīng)強(qiáng)調(diào)員之間進(jìn)行交流的語

16、言，因此概念模型應(yīng)強(qiáng)調(diào)語義表達(dá)能力。要易于用戶理解語義表達(dá)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(shí)體實(shí)體：客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體，如：客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體，如：一個學(xué)生、一個部門、一門課、學(xué)生的一次選課、一個學(xué)生、一個部門、一門課、學(xué)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(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。一個實(shí)體實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。一個實(shí)體可以由若干個屬性來刻畫。例如學(xué)生實(shí)體可以用學(xué)可以由若干個屬性來刻畫。例如學(xué)生實(shí)體可以用學(xué)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(biāo)識實(shí)體的屬性集稱為碼。如：學(xué)號是學(xué)唯一標(biāo)識實(shí)體的屬性集稱為碼。如：學(xué)號是學(xué)生實(shí)體的碼。生實(shí)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(xué)號的域：屬性的取值范圍成為該屬性的域。如學(xué)號的域?yàn)闉? 位字符，年齡的域?yàn)樾∮谖蛔址挲g的域?yàn)樾∮?5 的整數(shù)。的整數(shù)。 實(shí)體型：實(shí)體型：用實(shí)體名及其屬性名的集合來抽象和刻畫用實(shí)體名及其屬性名的集合來抽象和刻畫同類實(shí)體，同類實(shí)體， 稱為實(shí)體型。例如：學(xué)生（學(xué)號，姓名，稱為實(shí)體型。例如：學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，出生年月）性別，出生年月） 實(shí)體集：實(shí)體集：

18、同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。如：全體學(xué)同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。如：全體學(xué)生就是一個實(shí)體集。生就是一個實(shí)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(shí)體集如果對于實(shí)體集A中的每一個中的每一個實(shí)體，實(shí)體集實(shí)體，實(shí)體集B中至多有一個實(shí)體與之聯(lián)系，反之中至多有一個實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實(shí)體集亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集與實(shí)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(shí)體集：如果對于實(shí)體集A中的每一中的每一個實(shí)體

19、，實(shí)體集個實(shí)體，實(shí)體集B中有中有n個實(shí)體與之聯(lián)系（個實(shí)體與之聯(lián)系（n=0），），反之，對于實(shí)體集反之，對于實(shí)體集B中的每一個實(shí)體，實(shí)體集中的每一個實(shí)體，實(shí)體集A中中至多只有一個實(shí)體與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集至多只有一個實(shí)體與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體與實(shí)體集集B具有一對多聯(lián)系。如班導(dǎo)師和學(xué)生之間的聯(lián)系。具有一對多聯(lián)系。如班導(dǎo)師和學(xué)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(shí)體集：如果對于實(shí)體集A中的每一個實(shí)中的每一個實(shí)體，實(shí)體集體，實(shí)體集B中有中有n個實(shí)體與之聯(lián)系（個實(shí)體與之聯(lián)系（n=0），反之，），反之，對于實(shí)體集對于實(shí)體集B中的每一個

20、實(shí)體，實(shí)體集中的每一個實(shí)體，實(shí)體集A中也有中也有m個實(shí)體個實(shí)體（m=0）與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集）與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集與實(shí)體集B具有多對具有多對多聯(lián)系。如：學(xué)生和課程之間的關(guān)系。多聯(lián)系。如：學(xué)生和課程之間的關(guān)系。 多個實(shí)體之間也可以存在一對一、一對多、多對多的聯(lián)多個實(shí)體之間也可以存在一對一、一對多、多對多的聯(lián)系，如學(xué)生、課程和教科書之間的聯(lián)系。系，如學(xué)生、課程和教科書之間的聯(lián)系。 同一個實(shí)體集內(nèi)的各實(shí)體之間也可以存在一對一、一對同一個實(shí)體集內(nèi)的各實(shí)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(shí)體集內(nèi)有領(lǐng)導(dǎo)和被領(lǐng)導(dǎo)的多、多對多的聯(lián)系，如職工實(shí)體集內(nèi)有領(lǐng)導(dǎo)和被領(lǐng)導(dǎo)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(shí)體聯(lián)系方法概念模型的表示方法：實(shí)體聯(lián)系方法 實(shí)體型：用矩形框表示，矩形框內(nèi)寫上實(shí)體實(shí)體型：用矩形框表示，矩形框內(nèi)寫上實(shí)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(yīng)的實(shí)體聯(lián)系起來。如：應(yīng)的實(shí)體聯(lián)系起來。如：課程學(xué)生學(xué)生學(xué)號學(xué)號學(xué)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(shí)體聯(lián)系方法概念模型的表示方法：實(shí)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(guān)實(shí)體連接起來，同時在無向邊旁標(biāo)向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接

22、起來，同時在無向邊旁標(biāo)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(xué)生組成m班級課程管理n學(xué)生選修321.3.2 概念模型概念模型實(shí)體聯(lián)系實(shí)體聯(lián)系參考書教師課程講授1nm職工領(lǐng)導(dǎo)1n331.3.2 概念模型概念模型E-R圖實(shí)例圖實(shí)例學(xué)生班級課程學(xué)號姓名性別年齡班級編號所屬專業(yè)系課程號課程名學(xué)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(jià)格341.3.2 概念模型概念模型E-R圖實(shí)例圖實(shí)例班級成績組成領(lǐng)導(dǎo)學(xué)生學(xué)生人數(shù)選修課程講授教師參考書1nn1nm領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)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(jié)構(gòu)形式，

23、目不同的數(shù)據(jù)模型具有不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(guān)系模型。關(guān)系模型。 層次模型和網(wǎng)狀模型統(tǒng)稱為非關(guān)系模型，在非層次模型和網(wǎng)狀模型統(tǒng)稱為非關(guān)系模型，在非關(guān)系模型中，實(shí)體用記錄表示，實(shí)體之間的聯(lián)關(guān)系模型中，實(shí)體用記錄表示，實(shí)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(jié)構(gòu)樹型結(jié)構(gòu)表示各類實(shí)體及實(shí)體之間的兩兩表示各類實(shí)體及實(shí)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(jié)構(gòu)：層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，稱之為根結(jié)點(diǎn)。只有一個結(jié)點(diǎn)沒

25、有雙親結(jié)點(diǎn)，稱之為根結(jié)點(diǎn)。 根以外的其他結(jié)點(diǎn)有且只有一個雙親。根以外的其他結(jié)點(diǎn)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(jié)點(diǎn)表示一個記錄類型，結(jié)點(diǎn)之間的連線表示每個結(jié)點(diǎn)表示一個記錄類型，結(jié)點(diǎn)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(shí)體，字段描述實(shí)體的屬性述的是實(shí)體，字段描述實(shí)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(xué)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(jìn)行插縱主要有查詢、插入、刪除和更新。在進(jìn)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(jìn)行插入操作時，如果沒有相應(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就在進(jìn)行插入操作時，如果沒有相應(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就不能插入子女結(jié)

27、點(diǎn)值。不能插入子女結(jié)點(diǎn)值。 在進(jìn)行刪除操作時，如果刪除雙親結(jié)點(diǎn)值，則相應(yīng)在進(jìn)行刪除操作時，如果刪除雙親結(jié)點(diǎn)值，則相應(yīng)的子女結(jié)點(diǎn)值也被同時刪除。的子女結(jié)點(diǎn)值也被同時刪除。 進(jìn)行更新操作時，應(yīng)更新所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)進(jìn)行更新操作時，應(yīng)更新所有相應(yīng)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(jié)構(gòu)是圖。它去掉了層網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是圖。它去掉了層次模型的兩個限制，允許多個結(jié)點(diǎn)沒有次模型的兩個限制，允許多個結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，允許結(jié)點(diǎn)有多個雙親結(jié)點(diǎn)，雙親結(jié)點(diǎn)，允許結(jié)點(diǎn)有多個雙親結(jié)點(diǎn)，此外它還允許兩

28、個結(jié)點(diǎn)之間有多種聯(lián)系此外它還允許兩個結(jié)點(diǎn)之間有多種聯(lián)系（稱之為復(fù)合聯(lián)系）。（稱之為復(fù)合聯(lián)系）。431.3.3.2 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型學(xué)生宿舍專業(yè)系學(xué)生教研室教師學(xué)生課程父親父親關(guān)系子女子女關(guān)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(jié)點(diǎn)值的子插入操作允許插入尚未確定雙親結(jié)點(diǎn)值的子女結(jié)點(diǎn)值。女結(jié)點(diǎn)值。 刪除操作允許只刪除雙親結(jié)點(diǎn)值。刪除操作允許只刪除雙親結(jié)點(diǎn)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(guān)系模型關(guān)系模型關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：二維表關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：二維表學(xué)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(jì)算機(jī)科學(xué)信息數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)。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(xué)，.14 15 16 17 18 19 20 21 22.北京上海山東.學(xué)生登記表關(guān)系名主碼關(guān)系域?qū)傩悦M行屬性（列）461.3.3.3 關(guān)系模型關(guān)系模型關(guān)系模型中的重要概念關(guān)系模型中的重要概念 關(guān)系關(guān)系：一個二維表是一個關(guān)系：一個二維表是一個關(guān)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(guān)系模式關(guān)系模式：對關(guān)系的描述。一般表示為：關(guān)系名：對關(guān)系的描述。一般表示為：關(guān)系名（屬性（屬性1，屬性，屬性2，. . . , 屬性屬性n) 471.3.3.3 關(guān)系模型關(guān)系模型 在關(guān)系模型中在關(guān)系模型中,實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來表示的系來表示的, 例如例如,學(xué)生、課程、學(xué)

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

32、和更新關(guān)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(guān)系的完整性約束條件。數(shù)據(jù)。這些操作必須滿足關(guān)系的完整性約束條件。關(guān)系的完整性約束條件包括三大類：實(shí)體完整性、關(guān)系的完整性約束條件包括三大類：實(shí)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(guān)系模型中的數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對象和操關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對象和操作結(jié)果都是關(guān)系，即若干元組的集合。作結(jié)果都是關(guān)系，即若干元組的集合。491.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu) 模式模式是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)

33、據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)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(shí)例。同一個模模式的一個具體值稱為模式的一個實(shí)例。同一個模式可以有很多實(shí)例。模式是相對穩(wěn)定的，而實(shí)例是式可以有很多實(shí)例。模式是相對穩(wěn)定的，而實(shí)例是相對變動的。相對變動的。 模式反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其關(guān)系，而實(shí)例反映的模式反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其關(guān)系，而實(shí)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)成模式、模式和內(nèi)模式三級構(gòu)成。501.4

34、 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三級模式結(jié)構(gòu)三級模式結(jié)構(gòu)應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)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(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 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(jié)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(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。構(gòu)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(jié)構(gòu)的中間層，不涉及數(shù)據(jù)的物理它是數(shù)據(jù)庫模式結(jié)構(gòu)的中間層，不涉及數(shù)據(jù)的物理存儲細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境，與具體的應(yīng)用程序及所使用存儲細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境，與具體的應(yīng)用程序及所使用的應(yīng)用開發(fā)工具無關(guān)。的應(yīng)用開發(fā)工具

35、無關(guān)。 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(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu)和特征的描述，是見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)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(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)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(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)，數(shù)用戶只能看見和訪問所對應(yīng)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(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu)和內(nèi)模式也稱存儲模式，它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)的描述，是