數(shù)據(jù)庫(kù) 第一章緒論

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論AnIntroductiontoDatabaseSystems第一章緒論AnIntroductiontoDatabaseSystems第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.4數(shù)據(jù)模型1.5小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)庫(kù)的地位數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)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(kù)技術(shù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)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(kù)的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫(kù)信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個(gè)國(guó)家信息化程度的重要標(biāo)志。AnIntroductiontoDatabaseSystems第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述

1.1.1四個(gè)基本概念

1.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

1.1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)

AnIntroductiontoDatabaseSystems1.1.1四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)(Data)數(shù)據(jù)庫(kù)(Database)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DBS)AnIntroductiontoDatabaseSystems1、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫(kù)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(lèi)文本、圖形、圖像、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(yǔ)義是不可分的AnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)舉例數(shù)據(jù)的含義稱(chēng)為數(shù)據(jù)的語(yǔ)義，數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的。例如93是一個(gè)數(shù)據(jù)語(yǔ)義1：學(xué)生某門(mén)課的成績(jī)語(yǔ)義2：某人的體重語(yǔ)義3：計(jì)算機(jī)系2003級(jí)學(xué)生人數(shù)語(yǔ)義4：請(qǐng)同學(xué)給出。。。AnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)舉例學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄（李明，男，197205，江蘇南京市，計(jì)算機(jī)系，1990）語(yǔ)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?zhuān)豪蠲魇莻€(gè)大學(xué)生，1972年5月出生，江蘇南京市人，1990年考入計(jì)算機(jī)系請(qǐng)給出另一個(gè)解釋和語(yǔ)義AnIntroductiontoDatabaseSystems2、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)的定義數(shù)據(jù)庫(kù)(Database,簡(jiǎn)稱(chēng)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。數(shù)據(jù)庫(kù)的基本特征數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存可為各種用戶(hù)共享冗余度較小數(shù)據(jù)獨(dú)立性較高易擴(kuò)展AnIntroductiontoDatabaseSystems3、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS的形式化定義科學(xué)地組織和存儲(chǔ)、高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)的一個(gè)系統(tǒng)軟件。位于用戶(hù)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)，如：AnIntroductiontoDatabaseSystems硬件平臺(tái)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)軟件基礎(chǔ)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(kù)系統(tǒng)操作系統(tǒng)中間件應(yīng)用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的位置AnIntroductiontoDatabaseSystemsDBMS的主要功能數(shù)據(jù)定義功能提供數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言(DDL)

定義數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理

分類(lèi)組織、存儲(chǔ)和管理各種數(shù)據(jù)

確定組織數(shù)據(jù)的文件結(jié)構(gòu)和存取方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系

提供多種存取方法提高存取效率AnIntroductiontoDatabaseSystemsDBMS的主要功能數(shù)據(jù)操縱功能

提供數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言(DML)

實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作(查詢(xún)、插入、刪除和修改)數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)管理和運(yùn)行管理數(shù)據(jù)庫(kù)在建立、運(yùn)行和維護(hù)時(shí)由DBMS統(tǒng)一管理和控制保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)使用發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)AnIntroductiontoDatabaseSystemsDBMS的主要功能數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能(實(shí)用程序)

數(shù)據(jù)庫(kù)初始數(shù)據(jù)裝載轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 介質(zhì)故障恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織 性能監(jiān)視分析等其它功能

DBMS與網(wǎng)絡(luò)中其它軟件系統(tǒng)的通信

兩個(gè)DBMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的互訪和互操作AnIntroductiontoDatabaseSystems四、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)DBS）

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開(kāi)發(fā)工具）應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理員

AnIntroductiontoDatabaseSystems

數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具

操作系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)管理員用戶(hù)用戶(hù)用戶(hù)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)AnIntroductiontoDatabaseSystems1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述

1.1.1四個(gè)基本概念

1.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

1.1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)

AnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展什么是數(shù)據(jù)管理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)數(shù)據(jù)處理的中心問(wèn)題數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過(guò)程人工管理階段(20世紀(jì)40年代中--50年代中)文件系統(tǒng)階段(20世紀(jì)50年代末--60年代中)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(20世紀(jì)60年代末--現(xiàn)在)AnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展(續(xù))數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展動(dòng)力應(yīng)用需求的推動(dòng)計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展AnIntroductiontoDatabaseSystems一、人工管理階段時(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(wú)直接存取存儲(chǔ)設(shè)備軟件水平 沒(méi)有操作系統(tǒng) 處理方式 批處理 AnIntroductiontoDatabaseSystems人工管理階段(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：用戶(hù)（程序員），數(shù)據(jù)不保存數(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：無(wú)共享、冗余度極大數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：不獨(dú)立，完全依賴(lài)于程序數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無(wú)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制AnIntroductiontoDatabaseSystems應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(人工管理階段)

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ｎ數(shù)據(jù)集n...…...…人工管理階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

AnIntroductiontoDatabaseSystems二、文件系統(tǒng)階段時(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 硬件水平 磁盤(pán)、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

AnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展(4)文件系統(tǒng)階段（20世紀(jì)50s后－60s中）時(shí)期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 硬件水平 磁盤(pán)、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、批處理程序1程序2數(shù)據(jù)集1數(shù)據(jù)集nFS程序2數(shù)據(jù)集2AnIntroductiontoDatabaseSystems文件系統(tǒng)階段(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：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(wú)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)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AnIntroductiontoDatabaseSystems文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)。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(wèn)相應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序復(fù)雜了。文件間是獨(dú)立的，因此數(shù)據(jù)整體無(wú)結(jié)構(gòu)?？梢蚤g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。AnIntroductiontoDatabaseSystems三、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段時(shí)期20世紀(jì)60年代末以來(lái)產(chǎn)生的背景應(yīng)用背景 大規(guī)模管理 硬件背景 大容量磁盤(pán)、磁盤(pán)陣列

軟件背景 有數(shù)據(jù)庫(kù)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 AnIntroductiontoDatabaseSystems應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng))DBMS應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)庫(kù)…數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

AnIntroductiontoDatabaseSystems1.1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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AnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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(wú)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)（）noname性別年齡系住址telAnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫(kù)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(hù)、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)易于擴(kuò)充AnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)獨(dú)立性高物理獨(dú)立性指用戶(hù)的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)是相互獨(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(hù)的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)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(hù)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(lái)保證的AnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制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(hù)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)誤的結(jié)果。(4)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)（Recovery）將數(shù)據(jù)庫(kù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)。AnIntroductiontoDatabaseSystems第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystems

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1兩大類(lèi)數(shù)據(jù)模型

1.2.2數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.2.3概念模型

1.2.4最常用的數(shù)據(jù)模型

1.2.5關(guān)系模型AnIntroductiontoDatabaseSystems什么是模型？車(chē)模航模等AnIntroductiontoDatabaseSystemsAnIntroductiontoDatabaseSystemsAnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)模型在數(shù)據(jù)庫(kù)中用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來(lái)抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息。通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實(shí)世界的模擬。數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面要求能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界容易為人所理解便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)AnIntroductiontoDatabaseSystems

1.2.1兩大類(lèi)數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型分為兩類(lèi)（分屬兩個(gè)不同的層次）(1)概念模型也稱(chēng)信息模型，它是按用戶(hù)的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模，用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。(2)邏輯模型和物理模型

邏輯模型主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ偷?，按?jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，用于DBMS實(shí)現(xiàn)。物理模型是對(duì)數(shù)據(jù)最底層的抽象，描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的表示方式和存取方法，在磁盤(pán)或磁帶上的存儲(chǔ)方式和存取方法。AnIntroductiontoDatabaseSystems兩大類(lèi)數(shù)據(jù)模型(續(xù))客觀對(duì)象的抽象過(guò)程---兩步抽象現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對(duì)象抽象為概念模型；把概念模型轉(zhuǎn)換為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型。AnIntroductiontoDatabaseSystems兩大類(lèi)數(shù)據(jù)模型(續(xù))DBMS支持的數(shù)據(jù)模型概念模型認(rèn)識(shí)抽象信息世界機(jī)器世界現(xiàn)實(shí)世界中客觀對(duì)象的抽象過(guò)程現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界概念模型數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)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(kù)設(shè)計(jì)人員完成AnIntroductiontoDatabaseSystems

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1兩大類(lèi)數(shù)據(jù)模型

1.2.2數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.2.3概念模型

1.2.4最常用的數(shù)據(jù)模型

1.2.5關(guān)系模型AnIntroductiontoDatabaseSystems

1.2.2數(shù)據(jù)模型的組成要素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)----------靜態(tài)特性數(shù)據(jù)操作----------動(dòng)態(tài)特性完整性約束條件數(shù)據(jù)模型是嚴(yán)格定義的一組概念的集合。這些概念精確的描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性和完整性約束條件AnIntroductiontoDatabaseSystems

一、

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)庫(kù)的組成對(duì)象，以及對(duì)象之間的聯(lián)系描述的內(nèi)容與數(shù)據(jù)類(lèi)型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象。與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對(duì)象。關(guān)系模型中的字符型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的域、關(guān)系A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystems

二、數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象(型)的實(shí)例(值)允許執(zhí)行的操作及有關(guān)的操作規(guī)則數(shù)據(jù)操作的類(lèi)型查詢(xún)更新(包括插入、刪除、修改)AnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)操作(續(xù))數(shù)據(jù)模型對(duì)操作的定義操作的確切含義操作符號(hào)操作規(guī)則（如優(yōu)先級(jí)）實(shí)現(xiàn)操作的語(yǔ)言數(shù)據(jù)操作是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述請(qǐng)舉例說(shuō)明AnIntroductiontoDatabaseSystems三、數(shù)據(jù)的完整性約束條件數(shù)據(jù)的完整性約束條件一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則：給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和儲(chǔ)存規(guī)則用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。AnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)的完整性約束條件(續(xù))數(shù)據(jù)模型對(duì)完整性約束條件的定義反映和規(guī)定本數(shù)據(jù)模型必須遵守的基本的通用的完整性約束條件。例如在關(guān)系模型中，任何關(guān)系必須滿足實(shí)體完整性和參照完整性?xún)蓚€(gè)條件。提供定義完整性約束條件的機(jī)制，以反映具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定的語(yǔ)義約束條件。AnIntroductiontoDatabaseSystems

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1兩大類(lèi)數(shù)據(jù)模型

1.2.2數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.2.3概念模型

1.2.4最常用的數(shù)據(jù)模型

1.2.5關(guān)系模型AnIntroductiontoDatabaseSystems

1.2.3概念模型信息世界中的基本概念兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系兩個(gè)以上實(shí)體型之間的聯(lián)系單個(gè)實(shí)體型內(nèi)的聯(lián)系概念模型的一種表示方法一個(gè)實(shí)例AnIntroductiontoDatabaseSystems一、信息世界中的基本概念(1)實(shí)體（Entity）

客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱(chēng)為實(shí)體。可以是具體的人、事、物或抽象的概念。(2)屬性（Attribute）實(shí)體所具有的某一特性稱(chēng)為屬性。一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫(huà)。

(3)碼（Key）唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱(chēng)為碼。AnIntroductiontoDatabaseSystems信息世界中的基本概念(續(xù))(4)域（Domain）屬性的取值范圍稱(chēng)為該屬性的域。(5)實(shí)體型（EntityType）用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻畫(huà)同類(lèi)實(shí)體稱(chēng)為實(shí)體型(6)實(shí)體集（EntitySet）同一類(lèi)型實(shí)體的集合稱(chēng)為實(shí)體集AnIntroductiontoDatabaseSystems信息世界中的基本概念(續(xù))(7)聯(lián)系（Relationship）

現(xiàn)實(shí)世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界中反映為實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體之間的聯(lián)系。實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系通常是指組成實(shí)體的各屬性之間的聯(lián)系實(shí)體之間的聯(lián)系通常是指不同實(shí)體集之間的聯(lián)系A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystems二、兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系實(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（n：1）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(lái)表示兩個(gè)實(shí)體型之間的這三類(lèi)聯(lián)系

AnIntroductiontoDatabaseSystems二、兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系（續(xù)）一對(duì)一聯(lián)系（1:1）實(shí)例一個(gè)班級(jí)只有一個(gè)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(méi)有）實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱(chēng)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)111:1聯(lián)系A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystems兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系(續(xù))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（n≥0）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(chēng)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A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystems兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系(續(xù))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(mén)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(mén)課程定義：如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n≥0）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中也有m個(gè)實(shí)體（m≥0）與之聯(lián)系，則稱(chēng)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A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystems三、多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系多個(gè)實(shí)體型間的一對(duì)多聯(lián)系若實(shí)體集E1，E2，...，En存在聯(lián)系，對(duì)于實(shí)體集Ej（j=1，2，...，i-1，i+1，...，n）中的給定實(shí)體，最多只和Ei中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則我們說(shuō)Ei與E1，E2，...，Ei-1，Ei+1，...，En之間的聯(lián)系是一對(duì)多的。AnIntroductiontoDatabaseSystems多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系(續(xù))實(shí)例

課程、教師與參考書(shū)三個(gè)實(shí)體型如果一門(mén)課程可以有若干個(gè)教師講授，使用若干本參考書(shū)，每一個(gè)教師只講授一門(mén)課程，每一本參考書(shū)只供一門(mén)課程使用課程與教師、參考書(shū)之間的聯(lián)系是一對(duì)多的多個(gè)實(shí)體型間的一對(duì)一聯(lián)系多個(gè)實(shí)體型間的多對(duì)多聯(lián)系A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystems同一實(shí)體集內(nèi)各實(shí)體間的聯(lián)系一對(duì)多聯(lián)系實(shí)例

職工實(shí)體集內(nèi)部具有領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)系某一職工（干部）“領(lǐng)導(dǎo)”若干名職工一個(gè)職工僅被另外一個(gè)職工直接領(lǐng)導(dǎo)這是一對(duì)多的聯(lián)系一對(duì)一聯(lián)系多對(duì)多聯(lián)系A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystems五、概念模型的一種表示方法實(shí)體－聯(lián)系方法(E-R方法)用E-R圖來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型E-R方法也稱(chēng)為E-R模型AnIntroductiontoDatabaseSystemsE-R圖實(shí)體型用矩形表示，矩形框內(nèi)寫(xiě)明實(shí)體名。屬性用橢圓形表示，并用無(wú)向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來(lái)學(xué)生教師學(xué)生學(xué)號(hào)年齡性別姓名AnIntroductiontoDatabaseSystemsE-R圖(續(xù))聯(lián)系聯(lián)系本身：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫(xiě)明聯(lián)系名，并用無(wú)向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來(lái)，同時(shí)在無(wú)向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類(lèi)型（1:1、1:n或m:n）AnIntroductiontoDatabaseSystems聯(lián)系的表示方法實(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BAnIntroductiontoDatabaseSystems聯(lián)系的表示方法示例班級(jí)班級(jí)-班長(zhǎng)班長(zhǎng)111:1聯(lián)系課程選修學(xué)生mnm:n聯(lián)系班級(jí)組成學(xué)生1n1:n聯(lián)系A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystems聯(lián)系的屬性課程選修學(xué)生mn成績(jī)聯(lián)系的屬性：聯(lián)系本身也是一種實(shí)體型，也可以有屬性。如果一個(gè)聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無(wú)向邊與該聯(lián)系連接起來(lái)

AnIntroductiontoDatabaseSystems六、一個(gè)實(shí)例用E-R圖表示某個(gè)工廠物資管理的概念模型實(shí)體倉(cāng)庫(kù)：倉(cāng)庫(kù)號(hào)、面積、電話號(hào)碼零件：零件號(hào)、名稱(chēng)、規(guī)格、單價(jià)、描述供應(yīng)商：供應(yīng)商號(hào)、姓名、地址、電話號(hào)碼、帳號(hào)項(xiàng)目：項(xiàng)目號(hào)、預(yù)算、開(kāi)工日期職工：職工號(hào)、姓名、年齡、職稱(chēng)AnIntroductiontoDatabaseSystems一個(gè)實(shí)例實(shí)體之間的聯(lián)系如下：

(1)一個(gè)倉(cāng)庫(kù)可以存放多種零件，一種零件可以存放在多個(gè)倉(cāng)庫(kù)中。倉(cāng)庫(kù)和零件具有多對(duì)多的聯(lián)系。用庫(kù)存量來(lái)表示某種零件在某個(gè)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)量。(2)一個(gè)倉(cāng)庫(kù)有多個(gè)職工當(dāng)倉(cāng)庫(kù)保管員，一個(gè)職工只能在一個(gè)倉(cāng)庫(kù)工作，倉(cāng)庫(kù)和職工之間是一對(duì)多的聯(lián)系。職工實(shí)體型中具有一對(duì)多的聯(lián)系

(3)職工之間具有領(lǐng)導(dǎo)-被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系。即倉(cāng)庫(kù)主任領(lǐng)導(dǎo)若干保管員。(4)供應(yīng)商、項(xiàng)目和零件三者之間具有多對(duì)多的聯(lián)系A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystems一個(gè)實(shí)例AnIntroductiontoDatabaseSystems

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1兩大類(lèi)數(shù)據(jù)模型

1.2.2數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.2.3概念模型

1.2.4最常用的數(shù)據(jù)模型

1.2.5關(guān)系模型AnIntroductiontoDatabaseSystems

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1兩大類(lèi)數(shù)據(jù)模型

1.2.2數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.2.3概念模型

1.2.4最常用的數(shù)據(jù)模型

1.2.5關(guān)系模型AnIntroductiontoDatabaseSystems

1.2.4最常用的數(shù)據(jù)模型非關(guān)系模型層次模型(HierarchicalModel)網(wǎng)狀模型(NetworkModel)關(guān)系模型(RelationalModel)面向?qū)ο竽Ｐ?ObjectOrientedModel）對(duì)象關(guān)系模型(ObjectRelationalModel)AnIntroductiontoDatabaseSystems系編號(hào)系名辦公地點(diǎn)系教研室編號(hào)教研室教研室班級(jí)號(hào) 人數(shù) 班長(zhǎng)班級(jí)職工號(hào) 姓名研究方向?qū)W號(hào)姓名年齡教師學(xué)生一、層次模型P21層次模型示例層次模型用樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)表示各類(lèi)實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系最早IBMAnIntroductiontoDatabaseSystems二、網(wǎng)狀模型學(xué)生宿舍學(xué)生教研室系教師P26網(wǎng)狀模型示例AnIntroductiontoDatabaseSystems

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1兩大類(lèi)數(shù)據(jù)模型

1.2.2數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.2.3概念模型

1.2.4最常用的數(shù)據(jù)模型

1.2.5關(guān)系模型AnIntroductiontoDatabaseSystems1.2.5

關(guān)系模型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用關(guān)系模型作為數(shù)據(jù)的組織方式

1970年美國(guó)IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd首次提出了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的關(guān)系模型計(jì)算機(jī)廠商新推出的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)幾乎都支持關(guān)系模型

AnIntroductiontoDatabaseSystems一、關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在用戶(hù)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。學(xué)號(hào)姓名年齡性別系名年級(jí)2005004王小明19女社會(huì)學(xué)20052005006黃大鵬20男商品學(xué)20052005008張文斌18女法律2005………………學(xué)生登記表屬性元組AnIntroductiontoDatabaseSystems關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）關(guān)系（Relation）一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)通常說(shuō)的一張表元組（Tuple）表中的一行即為一個(gè)元組屬性（Attribute）表中的一列即為一個(gè)屬性，給每一個(gè)屬性起一個(gè)名稱(chēng)即屬性名AnIntroductiontoDatabaseSystems關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）主碼（Key）表中的某個(gè)屬性組，它可以唯一確定一個(gè)元組。域（Domain）屬性的取值范圍。分量元組中的一個(gè)屬性值。關(guān)系模式對(duì)關(guān)系的描述關(guān)系名（屬性1，屬性2，…，屬性n）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系，年級(jí)）AnIntroductiontoDatabaseSystems關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）例1學(xué)生、系、系與學(xué)生之間的一對(duì)多聯(lián)系：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系號(hào)，年級(jí)）系(系號(hào)，系名，辦公地點(diǎn))例2系、系主任、系與系主任間的一對(duì)一聯(lián)系

學(xué)生做AnIntroductiontoDatabaseSystems關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）例3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)）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)）AnIntroductiontoDatabaseSystems關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）關(guān)系必須是規(guī)范化的，滿足一定的規(guī)范條件最基本的規(guī)范條件：關(guān)系的每一個(gè)分量必須是一個(gè)不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng),不允許表中還有表

圖1.27中工資和扣除是可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)

,不符合關(guān)系模型要求

職工號(hào)姓名職稱(chēng)工資扣除實(shí)

發(fā)基本津貼職務(wù)房租水電86051陳平講師13051200501601122283圖1.27一個(gè)工資表(表中有表)實(shí)例AnIntroductiontoDatabaseSystems關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）關(guān)系術(shù)語(yǔ)一般表格的術(shù)語(yǔ)關(guān)系名表名關(guān)系模式表頭（表格的描述）關(guān)系（一張）二維表元組記錄或行屬性列屬性名列名屬性值列值分量一條記錄中的一個(gè)列值非規(guī)范關(guān)系表中有表（大表中嵌有小表）表1.2術(shù)語(yǔ)對(duì)比AnIntroductiontoDatabaseSystems二、關(guān)系數(shù)據(jù)模型的操縱與完整性約束數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對(duì)象和操作結(jié)果都是關(guān)系查詢(xún)插入刪除更新數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對(duì)象和操作結(jié)果都是關(guān)系，即若干元組的集合存取路徑對(duì)用戶(hù)隱蔽，用戶(hù)只要指出“干什么”，不必詳細(xì)說(shuō)明“怎么干”AnIntroductiontoDatabaseSystems關(guān)系數(shù)據(jù)模型的操縱與完整性約束（續(xù)）關(guān)系的完整性約束條件

實(shí)體完整性參照完整性用戶(hù)定義的完整性AnIntroductiontoDatabaseSystems三、關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都用表來(lái)表示表以文件形式存儲(chǔ)有的DBMS一個(gè)表對(duì)應(yīng)一個(gè)操作系統(tǒng)文件有的DBMS自己設(shè)計(jì)文件結(jié)構(gòu)AnIntroductiontoDatabaseSystems四、關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上概念單一實(shí)體和各類(lèi)聯(lián)系都用關(guān)系來(lái)表示對(duì)數(shù)據(jù)的檢索結(jié)果也是關(guān)系關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶(hù)透明具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，更好的安全保密性簡(jiǎn)化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)建立的工作AnIntroductiontoDatabaseSystems關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)（續(xù)）缺點(diǎn)存取路徑對(duì)用戶(hù)透明導(dǎo)致查詢(xún)效率往往不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型為提高性能，必須對(duì)用戶(hù)的查詢(xún)請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化增加了開(kāi)發(fā)DBMS的難度AnIntroductiontoDatabaseSystems第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystems數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（續(xù)）1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念1.3.2

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

1.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映像功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性

AnIntroductiontoDatabaseSystems1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)考察數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以有多種不同的層次和角度:1:從數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的角度:三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

這是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)內(nèi)部的體系結(jié)構(gòu)2:從數(shù)據(jù)庫(kù)最終用戶(hù)角度看:C/S,單用戶(hù),多用戶(hù),分布式結(jié)構(gòu)等AnIntroductiontoDatabaseSystems1：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念類(lèi)型（Type）和值（Value）類(lèi)型是指對(duì)某一類(lèi)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說(shuō)明值是類(lèi)型的一個(gè)具體賦值例：類(lèi)型—學(xué)生類(lèi)型（學(xué)號(hào)，姓名，年齡）

值——（PB00001001,張三，20）模式（Schema）和實(shí)例（Instance）模式是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，它僅僅涉及類(lèi)型的描述，不涉及具體的值模式的一個(gè)具體值稱(chēng)為模式的一個(gè)實(shí)例AnIntroductiontoDatabaseSystems模式和實(shí)例(2)學(xué)生表(學(xué)號(hào)，姓名，年齡)課程表(課程號(hào)，課程名，學(xué)分)選課表(學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī))模式兩個(gè)實(shí)例實(shí)際中的模式描述比本例要詳細(xì)得多AnIntroductiontoDatabaseSystems模式和實(shí)例(1)一個(gè)模式可有很多實(shí)例模式反映數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及聯(lián)系，實(shí)例反映的是某一時(shí)刻數(shù)據(jù)庫(kù)的狀態(tài)模式相對(duì)穩(wěn)定，而實(shí)例相對(duì)變動(dòng)AnIntroductiontoDatabaseSystems2：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)外模式（子模式、用戶(hù)模式）概念模式（模式、邏輯模式）內(nèi)模式（存儲(chǔ)模式）AnIntroductiontoDatabaseSystemsAnIntroductiontoDatabaseSystems概念模式（模式、邏輯模式）數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述數(shù)據(jù)記錄由哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)構(gòu)成數(shù)據(jù)項(xiàng)的名字、類(lèi)型、取值范圍數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系、數(shù)據(jù)的完整性等