數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理第一章資料

1、參考(cnko)教材介紹自學(xué)教材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理，全國高等教育自學(xué)考試指導(dǎo)委員會(huì)組編，丁寶康主編，經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社2007年版。本教材共分為9章，詳細(xì)(xingx)介紹了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本原理、方法和應(yīng)用技術(shù)。共一百零一頁內(nèi)容(nirng)安排 基礎(chǔ)篇第一章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念第二章 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)和ER模型第三章 關(guān)系模式設(shè)計(jì)理論第四章 關(guān)系運(yùn)算(yn sun)第五章 SQL語言第六章 數(shù)據(jù)庫管理 設(shè)計(jì)與應(yīng)用開發(fā)篇第七章 SQL Server2000簡(jiǎn)介及應(yīng)用第八章 PowerBuilder9.0簡(jiǎn)介及應(yīng)用第九章 數(shù)據(jù)庫的技術(shù)的發(fā)展共一百零一頁數(shù)據(jù)庫的地位(dwi)數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)

2、管理的最新技術(shù)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)(chxin)極大地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用向各行各業(yè)的滲透。數(shù)據(jù)庫的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個(gè)國家信息化程度的重要標(biāo)志。共一百零一頁 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程(kchng)地位圖示B/S結(jié)構(gòu)(jigu)C/S結(jié)構(gòu)瀏覽器端：HTML/ CSS/ JavaScript/VBScript服務(wù)器端：ASP(.NET)/PHP/JSPC/S結(jié)構(gòu)：VB/VC/VC#/Delphi/Java/.NET系列數(shù)據(jù)庫支持：SQL Server /Oracle/Sybase/MySQL/Informix/Access兩大

3、語法體系：Basic系：VB/VBScript/VBAC系：Java/JavaScript/C+/C#共一百零一頁四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)(shj)(Data)數(shù)據(jù)庫(Database)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)共一百零一頁一、數(shù)據(jù)(shj)數(shù)據(jù)(Data)是描述事物的符號(hào)記錄比如：文本、圖形、圖像、音頻、視頻、學(xué)生的檔案記錄、貨物的運(yùn)輸(ynsh)情況等學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄（李明，男，1972，江蘇，計(jì)算機(jī)系，1990）數(shù)據(jù)的解釋語義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學(xué)時(shí)間解釋：李明是個(gè)大學(xué)生，1972年出生，江蘇人，1990年考入計(jì)算機(jī)系共一百零一頁二、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫

4、的定義數(shù)據(jù)庫(Database,簡(jiǎn)稱(jinchng)DB)是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合。共一百零一頁三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)什么是DBMS位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。是基礎(chǔ)軟件，是一個(gè)大型復(fù)雜的軟件系統(tǒng) DBMS的用途科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取(huq)和維護(hù)數(shù)據(jù)共一百零一頁硬件平臺(tái)基礎(chǔ)(jch)軟件平臺(tái)軟件基礎(chǔ)(jch)構(gòu)架平臺(tái)應(yīng)用軟件平臺(tái)軟件產(chǎn)品協(xié)同軟件辦公軟件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)操作系統(tǒng) 中間件 應(yīng)用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的位置共一百零一頁四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Database System，簡(jiǎn)稱DBS） 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(xtng)中引入數(shù)據(jù)庫

5、后的系統(tǒng)(xtng)構(gòu)成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理員 共一百零一頁 數(shù)據(jù)庫 應(yīng)用(yngyng)系統(tǒng)應(yīng)用(yngyng)開發(fā)工具 操作系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理員用戶用戶用戶 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)共一百零一頁第一章數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)目的與要求：本章屬于基礎(chǔ)知識(shí)，主要是對(duì)一些概念的理解和記憶(jy)。 本章沒有難點(diǎn)，相對(duì)的重點(diǎn)是:數(shù)據(jù)模型的四個(gè)層次數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的全局結(jié)構(gòu)共一百零一頁考核(koh)知識(shí)點(diǎn)與考核(koh)要求1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展(fzhn)階段（識(shí)記）1.2數(shù)據(jù)描述的術(shù)語（領(lǐng)會(huì)）1.3數(shù)據(jù)抽象的級(jí)別（領(lǐng)會(huì)）1

6、.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS) (領(lǐng)會(huì))1.5數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）（領(lǐng)會(huì)）共一百零一頁1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)(jsh)的發(fā)展時(shí)期20世紀(jì)40年代中-50年代中產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求科學(xué)計(jì)算硬件水平無直接存取存儲(chǔ)設(shè)備軟件水平?jīng)]有操作系統(tǒng)(co zu x tn)處理方式批處理1.人工管理階段（20世紀(jì)50年代中期以前）共一百零一頁人工管理(gunl)階段(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：用戶（程序員），數(shù)據(jù)不保存在機(jī)器中數(shù)據(jù)面向的對(duì)象(duxing)：某一應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)的共享程度：無共享、冗余度極大數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：不獨(dú)立，完全依賴于程序數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制只有程序的概念，沒有文件的概念；

7、共一百零一頁應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(人工管理(gunl)階段) 應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)集1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)集2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)集n.人工管理階段(jidun)應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 共一百零一頁二、文件系統(tǒng)階段(jidun)時(shí)期20世紀(jì)50年代末-60年代中產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求科學(xué)計(jì)算、管理(gunl)硬件水平磁盤、磁鼓軟件水平有文件系統(tǒng)處理方式聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、批處理共一百零一頁文件系統(tǒng)階段(jidun)(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)的共享程度(chngd)：共享性差、冗余度大數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu),整體無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：獨(dú)立性差，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)

8、改變必須修改應(yīng)用程序數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制共一百零一頁應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)(shj)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(文件系統(tǒng)階段)應(yīng)用程序文件應(yīng)用程序文件2應(yīng)用程序文件n存取方法.文件系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)(shj)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 共一百零一頁文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)(shj)的結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)的操作以記錄為單位。數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是靠程序定義和解釋的。數(shù)據(jù)只能是定長(zhǎng)的?？梢蚤g接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變長(zhǎng)要求，但訪問相應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序復(fù)雜了。文件(wnjin)間是獨(dú)立的，因此數(shù)據(jù)整體無結(jié)構(gòu)。可以間接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整體的有結(jié)構(gòu)，但必須在應(yīng)用程序中對(duì)描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。共一百零一頁文件系統(tǒng)三個(gè)缺陷(quxin)（1）數(shù)據(jù)冗余：因?yàn)槊總€(gè)

9、應(yīng)用程序都有對(duì)應(yīng)的 文件，同樣(tngyng)的數(shù)據(jù)會(huì)在多個(gè)文件中重復(fù)存儲(chǔ)。（2）數(shù)據(jù)不一致：由于數(shù)據(jù)冗余，在更新操作 時(shí)，可能遺漏，人為造成不一致性。（3）數(shù)據(jù)聯(lián)系弱：因?yàn)槲募g相互獨(dú)立，缺 乏聯(lián)系。共一百零一頁三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(jidun)時(shí)期20世紀(jì)60年代末以來產(chǎn)生的背景應(yīng)用背景大規(guī)模管理硬件(yn jin)背景大容量磁盤、磁盤陣列軟件背景有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)處理方式聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理,分布處理,批處理共一百零一頁1.1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)(tdin)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji u)化數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充數(shù)據(jù)獨(dú)立性高數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制共一百零一頁數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sh j ji

10、 u)化整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一 整體結(jié)構(gòu)化不再僅僅針對(duì)某一個(gè)應(yīng)用，而是面向全組織(zzh)不僅數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)化，整體是結(jié)構(gòu)化的，數(shù)據(jù)之間具有聯(lián)系數(shù)據(jù)庫中實(shí)現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的真正結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型描述，無需程序定義和解釋數(shù)據(jù)可以變長(zhǎng)數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)共一百零一頁數(shù)據(jù)(shj)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)面向整個(gè)系統(tǒng)，可以被多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用共享使用。數(shù)據(jù)共享的好處減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲(chǔ)空間避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性 使系統(tǒng)易于(yy)擴(kuò)充共一百零一頁數(shù)據(jù)(shj)獨(dú)立性高物理獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是

11、相互(xingh)獨(dú)立的。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變了，應(yīng)用程序不用改變。邏輯獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變。數(shù)據(jù)獨(dú)立性是由DBMS的二級(jí)映像功能來保證的共一百零一頁數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一(tngy)管理和控制DBMS提供的數(shù)據(jù)控制功能(1)數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護(hù)保護(hù)數(shù)據(jù)，以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞。(2)數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查將數(shù)據(jù)控制在有效的范圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)之間滿足一定的關(guān)系。(3)并發(fā)（Concurrency）控制對(duì)多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，防止相互干擾而得到錯(cuò)誤(cuw)的結(jié)果。(

12、4)數(shù)據(jù)庫恢復(fù)（Recovery）將數(shù)據(jù)庫從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)。共一百零一頁應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)(shj)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(數(shù)據(jù)庫系統(tǒng))DBMS應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)(duyng)關(guān)系 共一百零一頁4.高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段：）面向?qū)ο蟮母拍罱＃含F(xiàn)實(shí)世界存在許多具有更復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域，例如多媒體數(shù)據(jù)、多維表格數(shù)據(jù)、CAD數(shù)據(jù)等應(yīng)用問題，需要更高級(jí)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)。面向?qū)ο蠹夹g(shù)不斷滲透，經(jīng)歷了從實(shí)體聯(lián)系圖、對(duì)象聯(lián)系圖到UML類圖的發(fā)展歷程，以適應(yīng)具有面向?qū)ο筇卣鞯臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的需要。）開放數(shù)據(jù)庫互連技術(shù)：“開放數(shù)據(jù)互聯(lián)”技術(shù)，為開發(fā)者提供一個(gè)(y )公共

13、的、與DBMS型號(hào)無關(guān)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)接口。這兩部分內(nèi)容將在第九章介紹。共一百零一頁數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的基本對(duì)象數(shù)據(jù)的定義描述事物的符號(hào)記錄數(shù)據(jù)的種類文本、圖形、圖像(t xin)、音頻、視頻、學(xué)生的檔案記錄、貨物的運(yùn)輸情況等數(shù)據(jù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)與其語義是不可分的1.2數(shù)據(jù)(shj)描述共一百零一頁數(shù)據(jù)(shj)舉例數(shù)據(jù)的含義稱為數(shù)據(jù)的語義，數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。例如 93是一個(gè)數(shù)據(jù)語義1：學(xué)生某門課的成績(jī)語義2：某人的體重語義3：計(jì)算機(jī)系2013級(jí)學(xué)生人數(shù)(rn sh)語義4：請(qǐng)同學(xué)給出。共一百零一頁數(shù)據(jù)(shj)舉例學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄（李明，男，199505，江蘇南京市，計(jì)算機(jī)系，

14、2014）語義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在院系、 入學(xué)時(shí)間解釋：李明是個(gè)大學(xué)生，1995年5月出生(chshng)，江蘇南京市人，2014年考入計(jì)算機(jī)系請(qǐng)給出另一個(gè)解釋和語義共一百零一頁1.2數(shù)據(jù)(shj)描述在數(shù)據(jù)處理中，數(shù)據(jù)描述將涉及不同(b tn)的范疇。從事物的特性到計(jì)算機(jī)中的具體表示，數(shù)據(jù)描述經(jīng)歷了三個(gè)階段：概念設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì)物理設(shè)計(jì)共一百零一頁1.概念設(shè)計(jì)中的的數(shù)據(jù)(shj)描述(1) 實(shí)體（Entity） 客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體?？梢允蔷唧w的人、事、物或抽象的概念。(2) 屬性（Attribute） 實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來刻畫

15、(khu)。 (3) 實(shí)體標(biāo)識(shí)符：碼（Key） 唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為碼。共一百零一頁1.概念設(shè)計(jì)中的的數(shù)據(jù)(shj)描述(續(xù))(4) 域（Domain） 屬性的取值范圍稱為該屬性的域。 (5)實(shí)體集（Entity Set） 同一類型(lixng)實(shí)體的集合稱為實(shí)體集共一百零一頁(1)字段：數(shù)據(jù)項(xiàng)，比如(br)學(xué)號(hào)、姓名(2)記錄：字段的有序集合(3)文件：同一類字段的集合(4)關(guān)鍵碼：能唯一標(biāo)識(shí)文件中每個(gè)記錄的字段或者字段集。2.邏輯設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)(shj)描述共一百零一頁物理存儲(chǔ)介質(zhì)層次）高速緩沖存儲(chǔ)器：Cache，由CPU直接管理。）主存儲(chǔ)器：內(nèi)存）快擦寫存儲(chǔ)器：Flash Memory

16、）磁盤存儲(chǔ)器：硬盤）光盤(un pn)存儲(chǔ)器：CD、DVD）磁帶：物理存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)描述位、字節(jié)、字、塊、桶和卷。3.物理設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)(shj)描述共一百零一頁聯(lián)系及元數(shù)定義(dngy)：二元聯(lián)系有以下三種類型：1：1的聯(lián)系 ：如果實(shí)體集E1中的每個(gè)實(shí)體最多只能和實(shí)體集E2中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，反之亦然，好么實(shí)體集E1對(duì)E2的聯(lián)系稱為“一對(duì)一聯(lián)系”，記為“1：1”。1：N聯(lián)系 ：如果實(shí)體集E1中每個(gè)實(shí)體與實(shí)體集E2中任意個(gè)（零個(gè)或多個(gè)）實(shí)體有聯(lián)系，而E2中每個(gè)實(shí)體至多和E1中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，那么E1對(duì)E2的聯(lián)系是“一對(duì)多聯(lián)系”，記為“1：N”。M：N聯(lián)系 ：如果實(shí)體集E1中每個(gè)實(shí)體與實(shí)體集E2中

17、任意個(gè)（零個(gè)或多個(gè)）實(shí)體有聯(lián)系，反之亦然，那么E1對(duì)E2的聯(lián)系是“多對(duì)多聯(lián)系”，記為“M：N”。4.數(shù)據(jù)(shj)聯(lián)系的描述共一百零一頁實(shí)體型A聯(lián)系名實(shí)體型B111:1聯(lián)系實(shí)體型A聯(lián)系名1n1:n聯(lián)系實(shí)體型A實(shí)體型B聯(lián)系名mnm:n聯(lián)系實(shí)體型B用圖形來表示(biosh)兩個(gè)實(shí)體型之間的這三類聯(lián)系 4.數(shù)據(jù)(shj)聯(lián)系的描述共一百零一頁一對(duì)一聯(lián)系（1:1） 實(shí)例一個(gè)(y )班級(jí)只有一個(gè)(y )正班長(zhǎng)一個(gè)班長(zhǎng)只在一個(gè)班中任職定義： 如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中至多有一個(gè)（也可以沒有）實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有一對(duì)一聯(lián)系，記為1:1 班級(jí)班級(jí)-班長(zhǎng)班長(zhǎng)111:

18、1聯(lián)系4.數(shù)據(jù)(shj)聯(lián)系的描述共一百零一頁一對(duì)多聯(lián)系（1：n）實(shí)例一個(gè)班級(jí)中有若干名學(xué)生，每個(gè)學(xué)生只在一個(gè)班級(jí)中學(xué)習(xí)定義：如果(rgu)對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中至多只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B有一對(duì)多聯(lián)系，記為1:n班級(jí)組成學(xué)生1n1:n聯(lián)系4.數(shù)據(jù)聯(lián)系(linx)的描述共一百零一頁多對(duì)多聯(lián)系（m:n）實(shí)例課程與學(xué)生之間的聯(lián)系：一門課程同時(shí)有若干個(gè)學(xué)生選修一個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門課程定義：如果(rgu)對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B中的

19、每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中也有m個(gè)實(shí)體（m0）與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體B具有多對(duì)多聯(lián)系，記為m:n課程選修學(xué)生mnm:n聯(lián)系4.數(shù)據(jù)(shj)聯(lián)系的描述共一百零一頁1.3數(shù)據(jù)抽象的級(jí)別(jbi)1.數(shù)據(jù)抽象的過程數(shù)據(jù)模型的概念數(shù)據(jù)模型指對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中客觀事物及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)描述，是能表示實(shí)體類型與實(shí)體間聯(lián)系的模型，具有描述數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)聯(lián)系兩方面的功能。數(shù)據(jù)模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的模擬和抽象。數(shù)據(jù)模型應(yīng)該(ynggi)滿足三個(gè)方面的要求：比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界；容易為人所理解；便于計(jì)算機(jī)處理.共一百零一頁1.數(shù)據(jù)抽象的過程(guchng)根據(jù)數(shù)據(jù)抽象的級(jí)別定義了四種模型：概念數(shù)據(jù)模型邏輯(lu j)

20、數(shù)據(jù)模型外部數(shù)據(jù)模型內(nèi)部數(shù)據(jù)模型共一百零一頁概念模型表達(dá)用戶需求觀點(diǎn)的數(shù)據(jù)(shj)全局邏輯結(jié)構(gòu)的模型獨(dú)立于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和DBMS主要用于數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計(jì)邏輯模型表達(dá)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)的DB全局邏輯結(jié)構(gòu)的模型外部模型表達(dá)用戶使用觀點(diǎn)的DB局部邏輯結(jié)構(gòu)的模型內(nèi)部模型表達(dá)DB物理結(jié)構(gòu)的模型對(duì)數(shù)據(jù)最底層的抽象，是面向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的。物理模型的具體實(shí)現(xiàn)是DBMS的任務(wù)，用戶一般不必考慮物理級(jí)的細(xì)節(jié)1.數(shù)據(jù)抽象的過程(guchng)共一百零一頁四種模型(mxng)之間的相互關(guān)系1.數(shù)據(jù)抽象的過程(guchng)用戶需求DB用戶需求用戶需求概念模型外部模型外部模型外部模型邏輯模型內(nèi)部模型用戶1用戶3用戶2應(yīng)用1應(yīng)

21、用2應(yīng)用3綜合轉(zhuǎn)換映像映像共一百零一頁數(shù)據(jù)抽象的步驟：第1步：根據(jù)用戶需求，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的概念模型，這是一個(gè)綜合的過程第2步：根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則，把概念模型轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫的邏輯模型，這是一個(gè)轉(zhuǎn)換的過程第3步：根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)不同(b tn)的外部模型，給程序員使用。也就是應(yīng)用程序使用的時(shí)數(shù)據(jù)庫的外部模型，外部模型與邏輯模型之間的對(duì)應(yīng)性稱為映像第4步：數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)時(shí)，要根據(jù)邏輯模型設(shè)計(jì)其內(nèi)部模型。內(nèi)部模型和邏輯模型之間的對(duì)應(yīng)性稱為映像1.數(shù)據(jù)抽象的過程(guchng)第1步成為DB的概念設(shè)計(jì)，第2、3步稱為DB的邏輯設(shè)計(jì)，第4步稱為DB的物理設(shè)計(jì)共一百零一頁這四種模型中，概念模型的抽象級(jí)別最高其特點(diǎn)

22、是：表達(dá)了數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)，它是系統(tǒng)用戶對(duì)整個(gè)(zhngg)應(yīng)用項(xiàng)目涉及的數(shù)據(jù)的全面描述從用戶需求的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)數(shù)據(jù)建模概念模型獨(dú)立于硬件和軟件是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員與用戶之間進(jìn)行交流的工具2.概念模型共一百零一頁ER模型基本概念：(1) 實(shí)體（Entity） 客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體?？梢允蔷唧w的人、事、物或抽象的概念。(2) 屬性(shxng)（Attribute） 實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來刻畫。2.概念模型共一百零一頁(3) 聯(lián)系（Relationship） 現(xiàn)實(shí)世界中事物(shw)內(nèi)部以及事物(shw)之間的聯(lián)系在信息世界中反映為實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)

23、體之間的聯(lián)系實(shí)體型間聯(lián)系 一對(duì)一聯(lián)系（1:1） 一對(duì)多聯(lián)系（1:n） 多對(duì)多聯(lián)系（m:n）2.概念模型共一百零一頁ER圖有四個(gè)基本成分：（1）矩形框表示實(shí)體型；（2）菱形框表示聯(lián)系型；（3）橢圓形框表示實(shí)體型或聯(lián)系型的屬性(shxng)（4）直線用來連接上述三種圖框。做圖時(shí)，把相應(yīng)的命名記入框中；對(duì)組成關(guān)鍵字的屬性，標(biāo)記下劃線；在菱形框的引出線上要標(biāo)上聯(lián)系的方式（如1:N等）。2.概念模型共一百零一頁建立ER圖過程：（1）確定實(shí)體型（2）確定聯(lián)系型（3）對(duì)實(shí)體型和聯(lián)系型用連線組合(zh)（4）確定實(shí)體型和聯(lián)系型的屬性，確定并標(biāo)記鍵。1.兩個(gè)不同實(shí)體型之間的聯(lián)系例1.1分別畫出學(xué)校與教師聯(lián)系、學(xué)

24、生與課程聯(lián)系的ER圖。2.概念模型共一百零一頁學(xué)校(xuxio)聘任(pnrn)學(xué)校名校址校長(zhǎng)年薪教工號(hào)姓名專長(zhǎng)教師（）學(xué)校與教師聯(lián)系的ER圖學(xué)生課程選修必修學(xué)號(hào)姓名年齡課程號(hào)課程名學(xué)分（2）學(xué)生與課程聯(lián)系的ER圖性別成績(jī)成績(jī)共一百零一頁2. 概念模型2.多個(gè)不同實(shí)體(sht)型之間的聯(lián)系例1.2假設(shè)廠家供應(yīng)零件，倉庫負(fù)責(zé)采購并管理零件的入庫、出庫，多個(gè)工程項(xiàng)目所需的零件在倉庫領(lǐng)取。畫出倉庫管理的ER圖。工程項(xiàng)目 廠家(chn ji) 零件 采購需求有三個(gè)實(shí)體型：工程項(xiàng)目（項(xiàng)目號(hào)，項(xiàng)目名，負(fù)責(zé)人）零件（零件號(hào)，零件名，單價(jià)，重量）廠家（編號(hào)，廠名，廠址）有兩個(gè)聯(lián)系型：需求（需求量）采購（購進(jìn)數(shù)

25、）共一百零一頁3.邏輯模型邏輯模型的特點(diǎn):(p13)（1）邏輯模型表達(dá)了DB的整體邏輯結(jié)構(gòu)，但它是設(shè)計(jì)人員對(duì)整個(gè)應(yīng)用項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫的全面描述（2）邏輯模型從數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)(gundin)出發(fā)，對(duì)數(shù)據(jù)建模（3）邏輯模型獨(dú)立于硬件，但是依賴于軟件（DBMS）（4）邏輯模型是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員與應(yīng)用程序之間進(jìn)行交流的工具共一百零一頁邏輯模型(mxng)的分類：）層次模型）網(wǎng)狀模型）關(guān)系模型共一百零一頁）層次模型層次模型：用樹形結(jié)構(gòu)來表示各類實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系(linx)的數(shù)據(jù)模型。層次模型要滿足下面兩個(gè)條件：1.有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)。2.根以外的其它結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。共

26、一百零一頁層次模型的一般(ybn)表示：節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)3節(jié)點(diǎn)4節(jié)點(diǎn)5根節(jié)點(diǎn)葉節(jié)點(diǎn)層次模型學(xué)校學(xué)院管理機(jī)構(gòu)學(xué)生教師根節(jié)點(diǎn)葉節(jié)點(diǎn)層次模型實(shí)例兄弟(xingd)結(jié)點(diǎn)共一百零一頁系的組織機(jī)構(gòu)上圖中層次模型數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)值 共一百零一頁層次模型有兩個(gè)缺點(diǎn)只能表示1：N聯(lián)系由于層次順序的嚴(yán)格和復(fù)雜(fz)，引起數(shù)據(jù)的查詢和更新操作很復(fù)雜(fz)，因此應(yīng)用程序的編寫也比較復(fù)雜(fz)共一百零一頁）網(wǎng)狀模型滿足下面兩個(gè)條件的基本(jbn)層次聯(lián)系的集合為網(wǎng)狀模型。允許多個(gè)的結(jié)點(diǎn)無雙親；一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。共一百零一頁2.4.2 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型可以看作是層次模型的一種擴(kuò)展。它采用有向圖結(jié)構(gòu)表示

27、實(shí)體及其之間的聯(lián)系。一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以沒有父節(jié)點(diǎn)；也可以有多于(du y)一個(gè)的父節(jié)點(diǎn)。兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間有多種聯(lián)系（復(fù)合聯(lián)系）。聯(lián)系通過指針鏈表實(shí)現(xiàn)。 節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)3節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)4節(jié)點(diǎn)3（a）（b）網(wǎng)狀模型的幾個(gè)例子共一百零一頁學(xué)生/選課/課程的網(wǎng)狀模型的實(shí)現(xiàn)共一百零一頁網(wǎng)狀模型(mxng)的例子： 1 L1 L2 R2 R1 R2 L3 L1 L2 R3 L4 R4 L5 R5 專業(yè) 社團(tuán) 學(xué)生 擁有 參加 R1 R2 R3 L1 L2 工人 使用 維護(hù) 機(jī)器 學(xué)院 辦公室 辦公 開設(shè) 下屬 教研室 聘用 課程 講授 教師共一百零一頁 學(xué)生宿舍學(xué)生教研室系教師共一百零一頁網(wǎng)狀模型(mxng)的

28、優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)能夠更為直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，如一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)雙親(shungqn)具有良好的性能，存取效率較高缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)就變得越來越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握共一百零一頁）關(guān)系模型關(guān)系模型是目前應(yīng)用最多、也最為重要的一種數(shù)據(jù)模型。關(guān)系模型建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念基礎(chǔ)上，采用二維表格結(jié)構(gòu)來表示(biosh)實(shí)體和實(shí)體之間的聯(lián)系。在用戶觀點(diǎn)下，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，它由行和列組成。共一百零一頁教師信息表信息學(xué)院教授男薛智永856基礎(chǔ)部講師女李奇805DEPT(系別)TITLE(職稱)GENDER(性別)NAME(姓名)TNO(教師編號(hào))85664

29、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)00513280540微機(jī)基礎(chǔ)005067TNO(主講老師編號(hào))PERIOD(學(xué)時(shí))DESCP(課程名稱)CNO(課程編號(hào))課程信息表共一百零一頁例學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對(duì)多聯(lián)系： 學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系號(hào)，年級(jí)(ninj)）課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分）選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）共一百零一頁（a）學(xué)生關(guān)系信息學(xué)院18男王小鵬236機(jī)電學(xué)院19女李小瑩235系別年齡性別姓名學(xué)號(hào)464數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)005132640微機(jī)基礎(chǔ)005067學(xué)分學(xué)時(shí)課程名稱課程編號(hào)（b）課程關(guān)系用選修(xunxi)關(guān)系表示學(xué)生與課程的聯(lián)系（c）選修(xunxi)關(guān)系76005132805870050

30、67805成績(jī)課程編號(hào)學(xué)號(hào)7600513285680005067856共一百零一頁關(guān)系數(shù)據(jù)模型的特點(diǎn)：概念清晰，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)體、實(shí)體聯(lián)系和查詢結(jié)果都采用(ciyng)關(guān)系表示，用戶比較容易理解。關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶是透明的，程序員不用關(guān)心具體的存取過程，減輕了程序員的工作負(fù)擔(dān)，具有較好的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和安全保密性。 一般只處理格式化的數(shù)據(jù)，對(duì)于多媒體數(shù)據(jù)如圖像、圖形、聲音等，處理效果不好。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，不能描述許多復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。共一百零一頁4.外部模型外部模型的特點(diǎn):（1）外部模型是邏輯模型的一個(gè)(y )邏輯子集（2）外部模型獨(dú)立于硬件，依賴于軟件（3）外部模型反映了用戶使用數(shù)據(jù)庫的觀點(diǎn)

31、共一百零一頁4.外部模型外部模型的優(yōu)點(diǎn):（1）簡(jiǎn)化了用戶的觀點(diǎn)。外部模型是針對(duì)具體用戶應(yīng)用需要的數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的，與該用戶無關(guān)的數(shù)據(jù)不必放入，這樣用戶就能比較簡(jiǎn)便地使用數(shù)據(jù)庫。（2）有助于數(shù)據(jù)庫的安全保護(hù)。用戶不能看的數(shù)據(jù)，不放入外部模型，這樣就提高了系統(tǒng)的安全性（3）外部模型是對(duì)概念模型的支持。如果用戶使用外部模型得心應(yīng)手(d xn yng shu)，那么說明當(dāng)初根據(jù)用戶需求綜合成的概念模型是正確的、完善的共一百零一頁5.內(nèi)部模型是數(shù)據(jù)庫最底的抽象，它描述數(shù)據(jù)在磁盤或磁帶上的存儲(chǔ)方式(fngsh)、存取設(shè)備和存取方法。共一百零一頁6.三層模式和兩級(jí)映象在用戶到數(shù)據(jù)庫之間，DB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有三個(gè)層次

32、：外部模型、邏輯模型和內(nèi)部模型。這三個(gè)層次要用DB的數(shù)據(jù)(shj)定義語言定義，定義以后的內(nèi)容成為模式。共一百零一頁6.三層模式(msh)和兩級(jí)映象三層模式體系結(jié)構(gòu)）外模式：是用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口，是用戶用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。）邏輯模式：是數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)的描述。）內(nèi)模式：是數(shù)據(jù)庫在物理存儲(chǔ)方面的描述，定義所有內(nèi)部記錄類型、索引和文件的組織方式，以及數(shù)據(jù)控制方面的細(xì)節(jié)。共一百零一頁6.三層模式和兩級(jí)映象三層模式體系結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：（1）用戶使用DB的數(shù)據(jù)操縱語言語句對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行(jnxng)操作，實(shí)際上是對(duì)外模式的外部記錄進(jìn)行(jnxng)操作（2）邏輯模式必須不涉及存儲(chǔ)結(jié)

33、構(gòu)、訪問技術(shù)等細(xì)節(jié)（3）內(nèi)模式不涉及物理設(shè)備的約束共一百零一頁6.三層模式和兩級(jí)映象兩級(jí)映象外模式/邏輯(lu j)模式映象：用于定義概念模式和內(nèi)模式之間的對(duì)應(yīng)性。一般在內(nèi)模式中描述。 邏輯模式/內(nèi)模式映象：用于定義外模式和概念模式間的對(duì)應(yīng)性。一般在外模式中描述。 共一百零一頁7.高度(god)的數(shù)據(jù)獨(dú)立性什么叫數(shù)據(jù)獨(dú)立性？ 是指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨(dú)立，不受影響。在修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，盡可能不修改應(yīng)用程序，則稱系統(tǒng)達(dá)到了數(shù)據(jù)獨(dú)立性目標(biāo)。數(shù)據(jù)獨(dú)立性分為物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性和邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性：物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性：修改內(nèi)模式時(shí)盡量不影響概念模式及外模式，則達(dá)到物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性。邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性：修改概念

34、模式時(shí)盡量不影響外模式和應(yīng)用程序。共一百零一頁用戶(yngh)（應(yīng)用程序）外模式(msh)外模式/邏輯模式映像內(nèi)模式邏輯模式外模式/邏輯模式映像DB 用戶記錄 邏輯記錄 外部記錄 內(nèi)部記錄 物理記錄結(jié)構(gòu)一致，只是數(shù)據(jù)傳輸問題結(jié)構(gòu)一致，只是數(shù)據(jù)傳輸問題結(jié)構(gòu)不一致，除了數(shù)據(jù)傳輸，還需要各式轉(zhuǎn)換共一百零一頁1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）1.DBMS的目標(biāo)與任務(wù)：目標(biāo)友好的用戶界面可靠(kko)、易用、立即反饋、多樣功能完備效率高結(jié)構(gòu)清晰開放性符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范共一百零一頁1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）DBMS工作模式(msh)如下：（1）接受應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)請(qǐng)求和處理請(qǐng)求（2）將用戶的數(shù)據(jù)請(qǐng)求（高級(jí)指

35、令）轉(zhuǎn)換成復(fù)雜的機(jī)器代碼（低層指令）（3）實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的操作（4）從數(shù)據(jù)庫的操作中接受查詢結(jié)果（5）對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行處理（格式轉(zhuǎn)換）（6）將處理結(jié)果返回給用戶共一百零一頁1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）應(yīng)用程序DBMSDB數(shù)據(jù)(shj)請(qǐng)求低層指令(zhlng) 數(shù)據(jù)（處理結(jié)果） 數(shù)據(jù)（查詢結(jié)果）DBMS的工作模式共一百零一頁1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）應(yīng)用程序DB的系統(tǒng)(xtng)緩沖區(qū)DBOSDBMS外模式(msh)模式內(nèi)模式用戶訪問數(shù)據(jù)的過程共一百零一頁3.DBMS的主要功能：）數(shù)據(jù)庫的定義功能）數(shù)據(jù)庫的操縱功能）數(shù)據(jù)庫的保護(hù)(boh)功能（數(shù)據(jù)庫恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫完整性和數(shù)

36、據(jù)庫安全性）數(shù)據(jù)庫的維護(hù)功能）數(shù)據(jù)字典共一百零一頁1.5數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)1.DBS由四部分組成(z chn)：數(shù)據(jù)庫、硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫管理員。2.數(shù)據(jù)庫管理員定義及職責(zé)。(素質(zhì)+職責(zé))3.DBS的全局結(jié)構(gòu)及DBS的效益。（數(shù)據(jù)庫用戶+界面+DBMS+磁盤+DBS的效益）本章(bn zhn)結(jié)束共一百零一頁1.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成(z chn)數(shù)據(jù)庫硬件(yn jin) 軟件 數(shù)據(jù)庫管理員 共一百零一頁（1）數(shù)據(jù)庫（DB）DB是一個(gè)企業(yè)組織各項(xiàng)應(yīng)用有關(guān)的全部數(shù)據(jù)的集合DB分成兩類：一類(y li)是應(yīng)用數(shù)據(jù)的集合，稱為物理數(shù)據(jù)庫，它是數(shù)據(jù)庫的主體一類是各級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，稱為描述數(shù)據(jù)庫共一百零

37、一頁（2）硬件(yn jin)包括中央處理機(jī)、內(nèi)存(ni cn)、外存、輸入輸出設(shè)備等數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對(duì)硬件資源的要求1) 足夠大的內(nèi)存操作系統(tǒng)DBMS的核心模塊數(shù)據(jù)緩沖區(qū)應(yīng)用程序共一百零一頁 2) 足夠大的外存 磁盤或磁盤陣列數(shù)據(jù)庫 光盤、磁帶數(shù)據(jù)備份3) 較高的通道能力(nngl)，提高數(shù)據(jù)傳送率共一百零一頁（3）軟件(run jin)DBMS支持(zhch)DBMS運(yùn)行的操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫接口的高級(jí)語言及其編譯系統(tǒng)以DBMS為核心的應(yīng)用開發(fā)工具為特定應(yīng)用環(huán)境開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)共一百零一頁（4）數(shù)據(jù)庫管理員要成功運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)庫，就要在數(shù)據(jù)處理部門配備管理人員數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）所具備的素質(zhì)：熟悉企業(yè)全部數(shù)據(jù)的性質(zhì)和用途；對(duì)所有用戶的需求有充分的了解；對(duì)系統(tǒng)的性能非常熟悉；兼有系統(tǒng)分析員和運(yùn)籌學(xué)專家的品質(zhì)(pnzh)和知識(shí)共一百零一頁（4）數(shù)據(jù)庫管理員(DBA)具體職責(zé)(zhz)： 1.定義模式2.定義內(nèi)模式3.與用戶的聯(lián)絡(luò)。包括定義外模式、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、提供技術(shù)培訓(xùn)等專業(yè)服務(wù)共一百零一頁（4）數(shù)據(jù)庫管理員(續(xù))4.定義安全性規(guī)則，