數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

浪子1511738045X第一章：緒論第一章緒緒論第一章緒緒論數(shù)據(jù)庫技技術(shù)產(chǎn)生生于六十十年代末末，是數(shù)數(shù)據(jù)管理理的最新新技術(shù)，，是計算算機科學(xué)學(xué)的重要要分支。。數(shù)據(jù)庫技技術(shù)是信信息系統(tǒng)統(tǒng)的核心心和基礎(chǔ)礎(chǔ)，它的的出現(xiàn)極極大地促促進(jìn)了計計算機應(yīng)應(yīng)用向各各行各業(yè)業(yè)的滲透透。數(shù)據(jù)庫的的建設(shè)規(guī)規(guī)模、數(shù)數(shù)據(jù)庫信信息量的的大小和和使用頻頻度已成成為衡量量一個國國家信息息化程度度的重要要標(biāo)志。。1.1數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)概述述1.1..1四個基本本概念數(shù)據(jù)(Data)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫庫中存儲儲的基本本對象數(shù)據(jù)的定定義描述事物物的符號號記錄數(shù)據(jù)的種種類文本、圖圖形、圖圖像、音音頻、視視頻、學(xué)學(xué)生的檔檔案記錄錄、貨物物的運輸輸情況等等數(shù)據(jù)的特特點數(shù)據(jù)與其其語義是是不可分分的數(shù)據(jù)庫(Database))數(shù)據(jù)庫的的定義數(shù)據(jù)庫(Database,,簡稱DB)是長期儲儲存在計計算機內(nèi)內(nèi)、有組組織的、、可共享享的大量量數(shù)據(jù)的的集合。。數(shù)據(jù)庫的的基本特特征數(shù)據(jù)按一一定的數(shù)數(shù)據(jù)模型型組織、、描述和和儲存可為各種種用戶共共享冗余度較較小數(shù)據(jù)獨立立性較高高易擴(kuò)展概括地講講，數(shù)據(jù)據(jù)庫數(shù)據(jù)據(jù)具有永永久存儲儲、有組組織、可可共享三三個基本本特點。。數(shù)據(jù)庫管管理系統(tǒng)統(tǒng)(DBMS)什么是DBMS位于用戶戶與操作作系統(tǒng)之之間的一一層數(shù)據(jù)據(jù)管理軟軟件。是基礎(chǔ)軟軟件，是是一個大大型復(fù)雜雜的軟件件系統(tǒng)DBMS的用途科學(xué)地組組織和存存儲數(shù)據(jù)據(jù)、高效效地獲取取和維護(hù)護(hù)數(shù)據(jù)DBMS主要功能能數(shù)據(jù)定義義；數(shù)數(shù)據(jù)組織織、存儲儲和管理理；數(shù)數(shù)據(jù)操縱縱；數(shù)據(jù)據(jù)庫的事事務(wù)管理理和運行行管理；；數(shù)據(jù)庫庫的建立立和維護(hù)護(hù)；其他他功能。。數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)(DBS)數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)（DatabaseSystem，DBS）在計算機機系統(tǒng)中中引入數(shù)數(shù)據(jù)庫后后的系統(tǒng)統(tǒng)構(gòu)成數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)的構(gòu)構(gòu)成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管管理系統(tǒng)統(tǒng)（及其其開發(fā)工工具）應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管管理員

數(shù)據(jù)庫

應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開發(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)1.1..2數(shù)據(jù)管理理技術(shù)的的產(chǎn)生和和發(fā)展在應(yīng)用需需求推動動下，在在計算機機硬件、、軟件發(fā)發(fā)展的基基礎(chǔ)上，，數(shù)據(jù)管管理經(jīng)歷歷了人工工管理、、文件件系統(tǒng)、、數(shù)據(jù)庫庫系統(tǒng)3個階段。。人工管理理階段時間：20世紀(jì)50年代中期期以前特點：數(shù)數(shù)據(jù)不保保存，程程序管理理數(shù)據(jù)，，數(shù)據(jù)不不共享，，數(shù)據(jù)不不具有獨獨立性文件系統(tǒng)統(tǒng)階段時間：20世紀(jì)50年代后期期到60年代中期期特點：數(shù)數(shù)據(jù)可長長期保存存，由文文件系統(tǒng)統(tǒng)管理數(shù)數(shù)據(jù)缺點：共共享性差差，冗余余度大；；獨立性性差數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)階段段時間：20世紀(jì)60年代末以以來背景：計計算機應(yīng)應(yīng)用廣泛泛，數(shù)據(jù)據(jù)量劇增增，共享享需求強強烈，硬硬件發(fā)展展且價低低1.1..3數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)的特特點數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)化整體結(jié)構(gòu)構(gòu)化不再僅僅僅針對某某一個應(yīng)應(yīng)用，而而是面向向全組織織不僅數(shù)據(jù)據(jù)內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)化，，整體是是結(jié)構(gòu)化化的，數(shù)數(shù)據(jù)之間間具有聯(lián)聯(lián)系數(shù)據(jù)的共共享性高高，冗余余度低，，易擴(kuò)充充數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)從整整體角度度看待和和描述數(shù)數(shù)據(jù)，數(shù)數(shù)據(jù)面向向整個系系統(tǒng)，可可以被多多個用戶戶、多個個應(yīng)用共共享使用用。數(shù)據(jù)共享享的好處處減少數(shù)據(jù)據(jù)冗余，，節(jié)約存存儲空間間避免數(shù)據(jù)據(jù)之間的的不相容容性與不不一致性性使系統(tǒng)易易于擴(kuò)充充數(shù)據(jù)獨立立性高物理獨立立性指用戶的的應(yīng)用程程序與存存儲在磁磁盤上的的數(shù)據(jù)庫庫中數(shù)據(jù)據(jù)是相互互獨立的的。當(dāng)數(shù)數(shù)據(jù)的物物理存儲儲改變了了，應(yīng)用用程序不不用改變變。邏輯獨立立性指用戶的的應(yīng)用程程序與數(shù)數(shù)據(jù)庫的的邏輯結(jié)結(jié)構(gòu)是相相互獨立立的。數(shù)數(shù)據(jù)的邏邏輯結(jié)構(gòu)構(gòu)改變了了，用戶戶程序也也可以不不變。數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理理和控制制并發(fā)共享享：多個個用戶可可以同時時存取數(shù)數(shù)據(jù)庫中中的數(shù)據(jù)據(jù)，甚至至可以同同時存取取數(shù)據(jù)庫庫中同一一個數(shù)據(jù)據(jù)。為此，DBMS還需提供供以下幾幾方面的的數(shù)據(jù)控控制功能能：(1)數(shù)據(jù)的安安全性（（Security）保護(hù)保護(hù)數(shù)據(jù)據(jù)，以防防止不合合法的使使用造成成的數(shù)據(jù)據(jù)的泄密密和破壞壞。(2)數(shù)據(jù)的完完整性（（Integrity）檢查將數(shù)據(jù)控控制在有有效的范范圍內(nèi)，，或保證證數(shù)據(jù)之之間滿足足一定的的關(guān)系。。(3)并發(fā)（Concurrency）控制對多用戶戶的并發(fā)發(fā)操作加加以控制制和協(xié)調(diào)調(diào)，防止止相互干干擾而得得到錯誤誤的結(jié)果果。(4)數(shù)據(jù)庫恢恢復(fù)（Recovery）將數(shù)據(jù)庫庫從錯誤誤狀態(tài)恢恢復(fù)到某某一已知知的正確確狀態(tài)。。DBMS應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)庫…數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)階段段應(yīng)用程程序與數(shù)數(shù)據(jù)之間間的對應(yīng)應(yīng)關(guān)系1.2數(shù)據(jù)模型型模型是對對現(xiàn)實世世界中某某個對象象特征的的模擬和和抽象。。數(shù)據(jù)模型型阤是一一種模型型，它是是對現(xiàn)實實世界數(shù)數(shù)據(jù)特征征的抽象象。也就就是說，，數(shù)據(jù)模模型是用用來描述述數(shù)據(jù)、、組織數(shù)數(shù)據(jù)和操操作數(shù)據(jù)據(jù)的?，F(xiàn)有的數(shù)數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)均是是基于某某種數(shù)據(jù)據(jù)模型的的。在數(shù)數(shù)據(jù)庫中中用數(shù)據(jù)據(jù)模型這這個工具具來抽象象、表示示和處理理現(xiàn)實世世界中的的數(shù)據(jù)和和信息。。1.2..1兩類數(shù)據(jù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型型應(yīng)滿足足三方面面要求能比較真真實地模模擬現(xiàn)實實世界容易為人人所理解解便于在計計算機上上實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型型分為兩兩類（分分屬兩個個不同的的層次））概念模型型也稱信息息模型，，它是按按用戶的的觀點來來對數(shù)據(jù)據(jù)和信息息建模，，用于數(shù)數(shù)據(jù)庫設(shè)設(shè)計。(2)邏輯模型型和物理理模型邏輯模型型主要包包括網(wǎng)狀狀模型、、層次模模型、關(guān)關(guān)系模型型、面向向?qū)ο竽ＤＰ偷?，，按計算算機系統(tǒng)統(tǒng)的觀點點對數(shù)據(jù)據(jù)建模，，用于DBMS實現(xiàn)。物理模型型是對數(shù)數(shù)據(jù)最底底層的抽抽象，描描述數(shù)據(jù)據(jù)在系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部的的表示方方式和存存取方法法，在磁磁盤或磁磁帶上的的存儲方方式和存存取方法法?？陀^對象象的抽象象過程---兩步抽象象現(xiàn)實世界界中的客客觀對象象抽象為為概念模模型；把概念模模型轉(zhuǎn)換換為某一一DBMS支持的數(shù)數(shù)據(jù)模型型。DBMS支持的數(shù)據(jù)模型概念模型認(rèn)識抽象信息世界機器世界現(xiàn)實世界中客觀對象的抽象過程現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界概念模型數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員完成邏輯模型物理模型由DBMS完成概念模型邏輯模型數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員完成1.2..2數(shù)據(jù)模型型的組成成要素a)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)什么是數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)描述數(shù)據(jù)據(jù)庫的組組成對象象，以及及對象之之間的聯(lián)聯(lián)系描述的內(nèi)內(nèi)容與數(shù)據(jù)類類型、內(nèi)內(nèi)容、性性質(zhì)有關(guān)關(guān)的對象象與數(shù)據(jù)之之間聯(lián)系系有關(guān)的的對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)是對系系統(tǒng)靜態(tài)態(tài)特性的的描述b)數(shù)據(jù)操作作數(shù)據(jù)操作作對數(shù)據(jù)庫庫中各種種對象(型)的實例(值)允許執(zhí)行行的操作及有有關(guān)的操操作規(guī)則則數(shù)據(jù)操作作的類型型查詢更新(包括插入入、刪除除、修改改)c)完整性約約束條件件一組完整整性規(guī)則則的集合合。完整性規(guī)規(guī)則：給給定的數(shù)數(shù)據(jù)模型型中數(shù)據(jù)據(jù)及其聯(lián)聯(lián)系所具具有的制制約和儲儲存規(guī)則則用以限定定符合數(shù)數(shù)據(jù)模型型的數(shù)據(jù)據(jù)庫狀態(tài)態(tài)以及狀狀態(tài)的變變化，以以保證數(shù)數(shù)據(jù)的正正確、有有效、相相容。1.2..3概念模型型概念模型型實際上上是現(xiàn)實實世界到到機器世世界的一一個中間間層次。。概念模型型的用途途概念模型型用于信信息世界界的建模模是現(xiàn)實世世界到機機器世界界的一個個中間層層次是數(shù)據(jù)庫庫設(shè)計的的有力工工具數(shù)據(jù)庫設(shè)設(shè)計人員員和用戶戶之間進(jìn)進(jìn)行交流流的語言言對概念模模型的基基本要求求較強的語語義表達(dá)達(dá)能力能夠方便便、直接接地表達(dá)達(dá)應(yīng)用中中的各種種語義知知識簡單、清清晰、易易于用戶戶理解信息世界界中的基基本概念念(1)實體（Entity）客觀存在在并可相相互區(qū)別別的事物物稱為實實體。可以是具具體的人人、事、、物或抽抽象的概概念。(2)屬性（Attribute）實體所具具有的某某一特性性稱為屬屬性。一個實體體可以由由若干個個屬性來來刻畫。。(3)碼（Key）唯一標(biāo)識識實體的的屬性集集稱為碼碼(4)域（Domain）屬性的取取值范圍圍稱為該該屬性的的域。(5)實體型（（EntityType）用實體名名及其屬屬性名集集合來抽抽象和刻刻畫同類類實體稱稱為實體體型(6)實體集（（EntitySet）同一類型型實體的的集合稱稱為實體體集(7)聯(lián)系（Relationship）現(xiàn)實世界界中事物物內(nèi)部以以及事物物之間的的聯(lián)系在在信息世世界中反反映為實實體內(nèi)部部的聯(lián)系系和實體體之間的的聯(lián)系。。兩個實體體型之間間的聯(lián)系系實體型A聯(lián)系名實體型B111:1聯(lián)系實體型A聯(lián)系名1n1:n聯(lián)系實體型A實體型B聯(lián)系名mnm:n聯(lián)系實體型B兩個以上上實體型型之間的的聯(lián)系實例課程、教教師與參參考書三三個實體體型一門課程程可以有有若干個個教師講講授，使用若干干本參考考書，每一個教教師只講講授一門門課程，，每一本參參考書只只供一門門課程使使用課程講授教師1m兩個以上實體型間1:n聯(lián)系參考書n單個實體體型內(nèi)的的聯(lián)系實例職工實體體型內(nèi)部部具有領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)與被被領(lǐng)導(dǎo)的的聯(lián)系某一職工工（干部部）“領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)”若若干名職職工一個職工工僅被另另外一個個職工直直接領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)這是一對對多的聯(lián)聯(lián)系職工領(lǐng)導(dǎo)1n單個實體型內(nèi)部1:n聯(lián)系概念模型型的一種種表示方方法：實實體-聯(lián)系方法法實體－聯(lián)聯(lián)系方法法(E-R方法)用E-R圖來描述述現(xiàn)實世世界的概概念模型型E-R方法也稱稱為E-R模型E-R圖：實體型：：用矩形形表示，，矩形框框內(nèi)寫明明實體名名。屬性：用用橢圓形形表示，，并用無無向邊將將其與相相應(yīng)的實實體連接接起來聯(lián)系：聯(lián)聯(lián)系本身身用菱形形表示，，菱形框框內(nèi)寫明明聯(lián)系名名，并用用無向邊邊分別與與有關(guān)實實體連接接起來，，同時在在無向邊邊旁標(biāo)上上聯(lián)系的的類型（（1:1、1:n或m:n）；聯(lián)系系本身也也是一種種實體型型，也可可以有屬屬性。如如果一個個聯(lián)系具具有屬性性，則這這些屬性性也要用用無向邊邊與該聯(lián)聯(lián)系連接接起來班級班級-班長班長111:1聯(lián)系課程選修學(xué)生mnm:n聯(lián)系班級組成學(xué)生1n1:n聯(lián)系課程選修學(xué)生mn成績用E-R圖表示某某個工廠廠物資管管理的概概念模型型實體倉庫：倉倉庫號號、面積積、電話話號碼零件：：零件號號、名稱稱、規(guī)格格、單價價、描述述供應(yīng)商：：供應(yīng)商商號、姓姓名、地地址、電電話號碼碼、帳號號項目：項項目號、、預(yù)算、、開工日日期職工：職職工號、、姓名、、年齡、、職稱實體之間間的聯(lián)系系如下：：(1)一個倉庫庫可以存存放多種種零件，，一種零零件可以以存放在在多個倉倉庫中。。倉庫和和零件具具有多對對多的聯(lián)聯(lián)系。用用庫存量量來表示示某種零零件在某某個倉庫庫中的數(shù)數(shù)量(2)一個倉庫庫有多個個職工當(dāng)當(dāng)倉庫保保管員，，一個職職工只能能在一個個倉庫工工作，倉倉庫和職職工之間間是一對對多的聯(lián)聯(lián)系。職職工實體體型中具具有一對對多的聯(lián)聯(lián)系(3)職工之間間具有領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)-被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)關(guān)系。即即倉庫主主任領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)若干保保管員(4)供應(yīng)商、、項目和和零件三三者之間間具有多多對多的的聯(lián)系1.2..4最常用的的數(shù)據(jù)模模型層次模型型(HierarchicalModel)網(wǎng)狀模型型(NetworkModel)關(guān)系模型型(RelationalModel)面向?qū)ο笙竽Ｐ?ObjectOrientedModel）對象關(guān)系系模型(ObjectRelationalModel))1.2..5層次模型型層次模型型是數(shù)據(jù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)中最早早出現(xiàn)的的數(shù)據(jù)模模型層次數(shù)據(jù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)的典型型代表是是IBM公司的IMS（InformationManagementSystem）數(shù)據(jù)庫庫管理系系統(tǒng)層次模型型用樹形形結(jié)構(gòu)來來表示各各類實體體以及實實體間的的聯(lián)系層次數(shù)據(jù)據(jù)模型的的數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)滿足下面面兩個條條件的基基本層次次聯(lián)系的的集合為為層次模模型1.有且只有有一個結(jié)結(jié)點沒有有雙親結(jié)結(jié)點，這這個結(jié)點點稱為根根結(jié)點2.根以外的的其它結(jié)結(jié)點有且且只有一一個雙親親結(jié)點層次模型型中的幾幾個術(shù)語語根結(jié)點，，雙親結(jié)結(jié)點，兄兄弟結(jié)點點，葉結(jié)結(jié)點

Ｒ1

根結(jié)點

Ｒ2

兄弟結(jié)點

Ｒ3

葉結(jié)點

Ｒ4

兄弟結(jié)點

Ｒ5

葉結(jié)點

葉結(jié)點圖1.16一個層次次模型的的示例層次模型型的特點點：結(jié)點的雙雙親是唯唯一的只能直接接處理一一對多的的實體聯(lián)聯(lián)系每個記錄錄類型可可以定義義一個排排序字段段，也稱稱為碼字字段任何記錄錄值只有有按其路路徑查看看時，才才能顯出出它的全全部意義義沒有一個個子女記記錄值能能夠脫離離雙親記記錄值而而獨立存存在圖1.17教員學(xué)生生層次數(shù)數(shù)據(jù)庫模模型根結(jié)點記錄型系系的子女女結(jié)點記錄型教教員的雙雙親結(jié)點點葉結(jié)點葉結(jié)點字段圖1.18教員學(xué)生生層次數(shù)數(shù)據(jù)庫的的一個值值多對多聯(lián)聯(lián)系在層層次模型型中的表表示用層次模模型間接接表示多多對多聯(lián)聯(lián)系方法將多對多多聯(lián)系分分解成一一對多聯(lián)聯(lián)系分解方法法冗余結(jié)點點法虛擬結(jié)點點法層次模型型的數(shù)據(jù)據(jù)操縱與與完整性性約束層次模型型的數(shù)據(jù)據(jù)操縱查詢：在在層次模模型中如如果要查查找一個個記錄必必須從跟跟結(jié)點開開始。插入：插插入數(shù)據(jù)據(jù)可先將將數(shù)據(jù)寫寫入系統(tǒng)統(tǒng)輸入/輸出區(qū)，，然后指指定一個個由根記記錄開始始的插入入層次路路徑，完完成數(shù)據(jù)據(jù)的插入入工作。。刪除：當(dāng)當(dāng)刪除一一個記錄錄的時候候，其從從屬的所所有子記記錄都將將刪除更新：：先查詢詢定位為為當(dāng)前記記錄，然然后將該該記錄讀讀到系統(tǒng)統(tǒng)輸入/輸出區(qū)，，在輸入入/輸出區(qū)中中對數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行修修改，然然后用相相應(yīng)命令令將修改改后的記記錄值寫寫回到數(shù)數(shù)據(jù)庫中中層次模型型的完整整性約束束條件無相應(yīng)的的雙親結(jié)結(jié)點值就就不能插插入子女女結(jié)點值值如果刪除除雙親結(jié)結(jié)點值，，則相應(yīng)應(yīng)的子女女結(jié)點值值也被同同時刪除除更新操作作時，應(yīng)應(yīng)更新所所有相應(yīng)應(yīng)記錄，，以保證證數(shù)據(jù)的的一致性性鄰接法按照層次次樹前序序遍歷的的順序把把所有記記錄值依依次鄰接接存放，即通通過物理理空間的的位置相相鄰來實實現(xiàn)層次次順序…A1A2C8C6C4B6C9C2B4C14C7C5C3B1A1圖1.21鄰接法鏈接法用指引來來反映數(shù)數(shù)據(jù)之間間的層次次聯(lián)系子女－兄兄弟鏈接接法層次序列列鏈接法法層次模型型的優(yōu)缺缺點優(yōu)點層次模型型的數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)比比較簡單單清晰查詢效率率高，性性能優(yōu)于于關(guān)系模模型，不不低于網(wǎng)網(wǎng)狀模型型層次數(shù)據(jù)據(jù)模型提提供了良良好的完完整性支支持缺點多對多聯(lián)聯(lián)系表示示不自然然對插入和和刪除操操作的限限制多，，應(yīng)用程程序的編編寫比較較復(fù)雜查詢子女女結(jié)點必必須通過過雙親結(jié)結(jié)點由于結(jié)構(gòu)構(gòu)嚴(yán)密，，層次命命令趨于于程序化化1.2..6網(wǎng)狀模型型在現(xiàn)實世世界中事事物之間間的聯(lián)系系殉的是是非層次次關(guān)系的的，用層層次模型型表示非非樹形結(jié)結(jié)構(gòu)是很很不直直接的，，網(wǎng)狀模模型則可可以克服服這一弊弊病。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)據(jù)模型的的數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)：滿足下面面兩個條條件的基基本層次次聯(lián)系的的集合：：1.允許一個個以上的的結(jié)點無無雙親；；2.一個結(jié)點點可以有有多于一一個的雙雙親。與層次模模型一樣樣，網(wǎng)狀狀模型中中每個結(jié)結(jié)點表示示一個刻刻錄類型型（實體體），每每個記錄錄類型可可包含若若干個字字段（實實體的屬屬性），，結(jié)點間間的連線線表示記記錄類型型之間一一對多的的父子聯(lián)聯(lián)系。多對多聯(lián)聯(lián)系在網(wǎng)網(wǎng)狀模型型中的表表示用網(wǎng)狀模模型間接接表示多多對多聯(lián)聯(lián)系方法：將多對多多聯(lián)系直直接分解解成一對對多聯(lián)系系網(wǎng)狀數(shù)據(jù)據(jù)模型的的操縱與與完整性性約束網(wǎng)狀數(shù)據(jù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)對數(shù)據(jù)據(jù)操縱加加了一些些限制，，提供了了一定的的完整性性約束碼：唯一一標(biāo)識記記錄的數(shù)數(shù)據(jù)項的的集合一個聯(lián)系系中雙親親記錄與與子女記記錄之間間是一對對多聯(lián)系系支持雙親親記錄和和子女記記錄之間間某些約約束條件件網(wǎng)狀數(shù)據(jù)據(jù)模型的的存儲結(jié)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵實現(xiàn)記錄錄之間的的聯(lián)系常用方法法單向鏈接接雙向鏈接接環(huán)狀鏈接接向首鏈接接圖1.25學(xué)生/選課/課程的網(wǎng)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)據(jù)庫實例例學(xué)生記錄錄課程記錄錄選課記錄錄網(wǎng)狀數(shù)據(jù)據(jù)模型的的優(yōu)缺點點優(yōu)點能夠更為為直接地地描述現(xiàn)現(xiàn)實世界界，如一一個結(jié)點點可以有有多個雙雙親具有良好好的性能能，存取取效率較較高缺點結(jié)構(gòu)比較較復(fù)雜，，而且隨隨著應(yīng)用用環(huán)境的的擴(kuò)大，，數(shù)據(jù)庫庫的結(jié)構(gòu)構(gòu)就變得得越來越越復(fù)雜，，不利于于最終用用戶掌握握DDL、DML語言復(fù)雜雜，用戶戶不容易易使用1.2..7關(guān)系模型型關(guān)系數(shù)據(jù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)采用關(guān)關(guān)系模型型作為數(shù)數(shù)據(jù)的組組織方式式1970年美國IBM公司SanJose研究室的的研究員員E.F..Codd首次提出出了數(shù)據(jù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)的關(guān)系系模型計算機廠廠商新推推出的數(shù)數(shù)據(jù)庫管管理系統(tǒng)統(tǒng)幾乎都都支持關(guān)關(guān)系模型型關(guān)系數(shù)據(jù)據(jù)模型的的數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)關(guān)系模型型中數(shù)據(jù)據(jù)的邏輯輯結(jié)構(gòu)是是一張二二維表，，它由行行和列組組成。學(xué)號姓名年齡性別系名年級2005004王小明19女社會學(xué)20052005006黃大鵬20男商品學(xué)20052005008張文斌18女法律2005關(guān)系（Relation）一個關(guān)系系對應(yīng)通通常說的的一張表表元組（Tuple）表中的一一行即為為一個元元組屬性（Attribute）表中的一一列即為為一個屬屬性，給給每一個個屬性起起一個名名稱即屬屬性名主碼（Key）表中的某某個屬性性組，它它可以唯唯一確定定一個元元組。域（Domain）屬性的取取值范圍圍。分量元組中的的一個屬屬性值。。關(guān)系模式式對關(guān)系的的描述關(guān)系名（（屬性1，屬性2，…，屬性n）學(xué)生（學(xué)學(xué)號，姓姓名，年年齡，性性別，系系，年級級）學(xué)生、系系、系與與學(xué)生之之間的一一對多聯(lián)聯(lián)系：學(xué)生（學(xué)學(xué)號，姓姓名，年年齡，性性別，系系號，年年級）系(系號，系系名，辦辦公地點點)學(xué)生、課課程、學(xué)學(xué)生與課課程之間間的多對對多聯(lián)系系：學(xué)生（學(xué)學(xué)號，姓姓名，年年齡，性性別，系系號，年年級）課程（課課程號，，課程名名，學(xué)分分）選修（學(xué)學(xué)號，課課程號，，成績））關(guān)系必須須是規(guī)范范化的，，滿足一一定的規(guī)規(guī)范條件件最基本的的規(guī)范條條件：關(guān)關(guān)系的每每一個分分量必須須是一個個不可分分的數(shù)據(jù)據(jù)項,不允許表表中還有有表圖1.27中工資和和扣除是是可分的的數(shù)據(jù)項項,不符合關(guān)關(guān)系模型型要求關(guān)系數(shù)據(jù)據(jù)模型的的操縱與與完整性性約束數(shù)據(jù)操作作是集合合操作，，操作對對象和操操作結(jié)果果都是關(guān)關(guān)系查詢插入刪除更新數(shù)據(jù)操作作是集合合操作，，操作對對象和操操作結(jié)果果都是關(guān)關(guān)系，即即若干元元組的集集合存取路徑徑對用戶戶隱蔽，，用戶只只要指出出“干什什么”，，不必詳詳細(xì)說明明“怎么么干”關(guān)系數(shù)據(jù)據(jù)模型的的存儲結(jié)結(jié)構(gòu)實體及實實體間的的聯(lián)系都都用表來來表示表以文件件形式存存儲有的DBMS一個表對對應(yīng)一個個操作系系統(tǒng)文件件有的DBMS自己設(shè)計計文件結(jié)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)據(jù)模型的的優(yōu)缺點點優(yōu)點建立在嚴(yán)嚴(yán)格的數(shù)數(shù)學(xué)概念念的基礎(chǔ)礎(chǔ)上概念單一一關(guān)系模型型的存取取路徑對對用戶透透明缺點存取路徑徑對用戶戶透明導(dǎo)導(dǎo)致查詢詢效率往往往不如如非關(guān)系系數(shù)據(jù)模模型為提高性性能，必必須對用用戶的查查詢請求求進(jìn)行優(yōu)優(yōu)化，增增加了開開發(fā)DBMS的難度1.3數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫庫管理系系統(tǒng)角度度看，數(shù)數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)通常常采用三三級模式式結(jié)構(gòu)，，是數(shù)據(jù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部的的系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫庫最終用用戶角度度看（數(shù)數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)外部部的體系系結(jié)構(gòu)）），數(shù)數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)的結(jié)結(jié)構(gòu)分為為:單用戶結(jié)結(jié)構(gòu)主從式結(jié)結(jié)構(gòu)分布式結(jié)結(jié)構(gòu)客戶／服服務(wù)器瀏覽器／／應(yīng)用服服務(wù)器／／數(shù)據(jù)庫庫服務(wù)器器多層結(jié)結(jié)構(gòu)等1.3..1數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)模式式的概念念“型”和和“值””的概概念模式是數(shù)數(shù)據(jù)庫中中全體數(shù)數(shù)據(jù)的邏邏輯結(jié)構(gòu)構(gòu)和特征征的描述述，它僅僅僅涉及及到型的的描述，，不涉及及到具體體的值。。模式的一一個具體體值稱為為模型的的一個實實例，同同一個模模式可以以有多個個實例。。例如1.3..2數(shù)據(jù)庫系系統(tǒng)的三三級模式式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的的三級模模式結(jié)構(gòu)構(gòu)是指指數(shù)據(jù)庫庫系統(tǒng)是是由外模模式、模模式和內(nèi)內(nèi)模式三三級構(gòu)成成。模式的具具體定義義：數(shù)據(jù)的邏邏輯結(jié)構(gòu)構(gòu)（數(shù)據(jù)據(jù)項的名名字、類類型、取取值范圍圍等）數(shù)據(jù)之間間的聯(lián)系系數(shù)據(jù)有關(guān)關(guān)的安全全性、完完整性要要求外模式也也稱子模模式數(shù)據(jù)庫用用戶（包包括應(yīng)用用程序員員和最終終用戶））使用的的局部數(shù)數(shù)據(jù)的邏邏輯結(jié)構(gòu)構(gòu)和特征征的描述述數(shù)據(jù)庫用用戶的數(shù)數(shù)據(jù)視圖圖，是與與某一應(yīng)應(yīng)用有關(guān)關(guān)的數(shù)據(jù)據(jù)的邏輯輯表示外模式的的地位：：介于模模式與應(yīng)應(yīng)用之間