數(shù)據(jù)庫第一章

數(shù)據(jù)庫第一章第一頁，共八十六頁，2022年，8月28日2

授課教師：黃楠

E-mail:第二頁，共八十六頁，2022年，8月28日3學時分配：總學時：54學時（18周）其中：教學36學時上機實訓18學時

第三頁，共八十六頁，2022年，8月28日4考核方式及成績比例：

平時成績（10%）（書面作業(yè)、實驗報告、上課提問、上課上機點名等）期中書面閉卷考試（20%）期末書面閉卷考試（70%）第四頁，共八十六頁，2022年，8月28日5王珊薩師煊《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》第四版高教出版社施伯樂等《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程》高教出版社劉云生等《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》華中理工大學出版社王能忠等《數(shù)據(jù)庫原理及應用》成都科技大學出版社AFirstCourseinDatabaseSystems《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎教程》Jeffrey.D.Ullman著史嘉權譯

詹英等《數(shù)據(jù)庫技術（SQLServer2005）清華大學出版社《SQLServer2005》操作的相關書籍《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》的主要參考資料：第五頁，共八十六頁，2022年，8月28日6本課程主要內(nèi)容：第1章緒論

第3章關系數(shù)據(jù)庫(2.9)第2章SQL-Server操作基礎第5章關系數(shù)據(jù)理論第7章數(shù)據(jù)庫設計

第6章系統(tǒng)實現(xiàn)技術（4.5.10.11）第4章SQL語言(3.8)第六頁，共八十六頁，2022年，8月28日7第1章緒論1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結構1.4數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)組成及應用研究第七頁，共八十六頁，2022年，8月28日8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.11.1.1引言

計算機的應用領域：

數(shù)值計算數(shù)據(jù)處理實時控制人工智能輔助設計等80%以上

2.什么是數(shù)據(jù)？

在計算機系統(tǒng)中，各種字母、數(shù)字符號的組合、語音、圖形、圖像等統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過加工后就成為信息。第八頁，共八十六頁，2022年，8月28日93.什么是數(shù)據(jù)處理指對各種形式的數(shù)據(jù)進行收集、存儲、加工和傳播等一系列活動的總和。目的：是從大量、原始的數(shù)據(jù)中抽取、推導出對人們有價值的信息作為行為決策的依據(jù)。方式：借助于計算機科學的保存和管理復雜的大量數(shù)據(jù)，以便能方便地利用信息資源。引言第九頁，共八十六頁，2022年，8月28日10引言4.出現(xiàn)（存在）的問題：(1)大量的數(shù)據(jù)如何存放。(2)大量的數(shù)據(jù)如何組織。(3)大量的數(shù)據(jù)如何分類、查找、統(tǒng)計。(4)大量的數(shù)據(jù)如何有效使用。(5)大量的數(shù)據(jù)如何維護。（存儲）（結構）（處理）（共享、保護）（維護）

正是這些問題的存在，迫使人們?nèi)バ纬梢惶讛?shù)據(jù)處理的理論、方法、技術。-----數(shù)據(jù)庫技術第十頁，共八十六頁，2022年，8月28日115.基本概念(1)數(shù)據(jù)庫技術——是研究數(shù)據(jù)庫結構、存儲、設計、管理和使用的一門軟件學科。(2)數(shù)據(jù)庫（DataBase）——是長期存儲在計算機內(nèi)有組織的、大量的、共享的數(shù)據(jù)集合，具有最小的冗余和較高的數(shù)據(jù)獨立性，并為各種用戶共享。引言(3)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem）——位于用戶和OS之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，包括DB的建立、查詢、更新。(4)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBaseSystem）——有組織地、動態(tài)地存儲大量關聯(lián)數(shù)據(jù)，方便用戶訪問的計算機軟、硬件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)。

第十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日121.1.2數(shù)據(jù)管理的進展數(shù)據(jù)管理包括1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論依據(jù)其使用的技術和設備不同，數(shù)據(jù)處理可分為：

手工數(shù)據(jù)處理

1890年前機械數(shù)據(jù)處理1890－1946年電子數(shù)據(jù)處理1946年以后包括以下幾個階段數(shù)據(jù)處理的中心問題是數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)的分類數(shù)據(jù)的組織數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)的存儲數(shù)據(jù)的檢索數(shù)據(jù)的維護第十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日13數(shù)據(jù)管理的進展1、人工管理階段(1)背景

50年代中期前，用于科學計算軟件：匯編語言沒有OS硬件：磁帶、卡片等順序存儲設備數(shù)據(jù)處理方式：批處理應用程序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(2)特點數(shù)據(jù)不保存，用完即撤走。沒有專門的數(shù)據(jù)管理軟件。數(shù)據(jù)不共享。無控冗余。數(shù)據(jù)缺乏獨立性。第十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日14人工管理階段數(shù)據(jù)管理示例：例：兩個C語言程序，分別求10個數(shù)據(jù)之和和最大值。程序與數(shù)據(jù)放在一起，數(shù)據(jù)沒有能夠共享。數(shù)據(jù)管理的進展第十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日15數(shù)據(jù)以文件的形式長期保存。由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)與應用程序之間有了物理獨立性。數(shù)據(jù)冗余度較大，共享性差。2、文件系統(tǒng)階段(1)背景50--60年代計算機不僅用于科學計算，開始處理數(shù)據(jù)軟件：高級語言，OS，文件系統(tǒng)硬件：磁盤、磁鼓等直接存儲設備數(shù)據(jù)處理方式：批處理，聯(lián)機實時處理數(shù)據(jù)管理的進展(2)特點應用程序1文件1應用程序2文件2應用程序n文件n文件系統(tǒng)第十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日16文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)管理示例上例用文件系統(tǒng)實現(xiàn)第十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日17

(1)背景60年代后期數(shù)據(jù)量的管理越來越大，共享性的要求高。軟件：軟件價格上升，編制和維護軟件的成本增加，出現(xiàn)“軟件危機”硬件：大容量的磁盤，且價格下降。數(shù)據(jù)處理方式：批處理，聯(lián)機實時處理，分布處理。數(shù)據(jù)管理的進展3、數(shù)據(jù)庫系階段1968年IBM公司的IMS1969年美國CODASYL（conferenceondatasystemlanguage）下的DBTG報告1970年IBM公司E.F.Codd的關系模型(2)進入DBS的三大標志第十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日18

數(shù)據(jù)結構化。數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度小，易擴充。數(shù)據(jù)的最小存儲單位是數(shù)據(jù)項。有較高的數(shù)據(jù)獨立性。數(shù)據(jù)由DBMS的統(tǒng)一管理和控制。①數(shù)據(jù)的安全控制②數(shù)據(jù)的完整性③并發(fā)控制④恢復3數(shù)據(jù)庫階段(3)特點應用程序1

文件1

文件2

文件nabcdefghDBMS應用程序2應用程序nabacfb第十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日19

求和：SELECTSum(Num)FROMData 求最大值：SELECTMax(Num)FROMData數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)管理示例上例用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)第十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日201.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.1.3高級數(shù)據(jù)庫技術階段

80年代后

1.分布式DBS的特點分布性。（多數(shù)處理就地完成）邏輯整體性。（各地的計算機由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡相聯(lián)系）2.并行DBS的特點并行處理。各節(jié)點是完全非獨立。通過高速網(wǎng)連接。3.面向對象DBS的特點面向對象的數(shù)據(jù)模型能完整地描述現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)結構，能表達數(shù)據(jù)間的嵌套、遞歸關系。具有面向對象技術的封裝性和繼承性，提高了軟件的可重用性。第二十頁，共八十六頁，2022年，8月28日214.多媒體數(shù)據(jù)庫涉及圖像、音頻、視頻處理、三維動畫、數(shù)據(jù)存儲與檢索等技術5.數(shù)據(jù)倉庫面向主題的、集成的、穩(wěn)定的和隨時間變化的數(shù)據(jù)集合，用于決策制定6.工程數(shù)據(jù)庫存儲和管理各種工程設計圖形和工程設計文檔，并能為工程設計提供各種服務的數(shù)據(jù)庫7.空間數(shù)據(jù)庫是描述、存儲與處理具有位置、形狀、大小、分布特征及空間關系等屬性的空間數(shù)據(jù)及其屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第二十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日22

1、計算機化的數(shù)據(jù)管理經(jīng)過的三個階段

本節(jié)小結:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.1人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段2、三個階段的特點。第二十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日23

作業(yè)：

本節(jié)結束數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.1P371計算機化的數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷了哪幾個階段？各有什么特點？第二十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日241.2數(shù)據(jù)模型

模型：是現(xiàn)實世界事物的特征的模擬和抽象。

數(shù)據(jù)模型也是一種模型。是現(xiàn)實世界中事物的數(shù)據(jù)特征的抽象。1.2數(shù)據(jù)模型第二十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日251.2數(shù)據(jù)模型認識抽象轉換現(xiàn)實世界信息世界計算機世界用概念模型描述用數(shù)據(jù)模型描述從DBS開發(fā)的角度，這種抽象經(jīng)歷了三個世界第二十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日261.2.1數(shù)據(jù)模型的三要素1.2數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)操作完整性約束條件1.數(shù)據(jù)結構描述系統(tǒng)的靜態(tài)特征。數(shù)據(jù)結構是所研究的對象類型（objecttype）的集合。在DBS中按數(shù)據(jù)結構的類型來命名數(shù)據(jù)模型分：層次結構網(wǎng)狀結構關系結構的模型稱為層次模型網(wǎng)狀模型關系模型第二十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日272.數(shù)據(jù)操作描述系統(tǒng)的動態(tài)特性。對DB中各種對象（型）和實例（值）允許執(zhí)行的操作的集合，要定義這些操作確切含義、操作符號、操作規(guī)則以及實現(xiàn)這些操作的語言等3.數(shù)據(jù)的約束條件是一種完整性規(guī)則的集合，保證數(shù)據(jù)的正確、有效。如：性別（男，女）數(shù)據(jù)操作檢索更新：增加、刪除、修改數(shù)據(jù)模型的三要素第二十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日281.2.2信息世界中的基本概念實體（Entity）：

客觀存在并可相互區(qū)分的事物。屬性（Attribute）：

實體所具有的每一個特征。實體型（EntityType）：

實體類型。同型實體應具有相同的屬性。實體集（EntitySet）：

同型實體的集合。鍵（key）：

能唯一標識每個實體的屬性或屬性集。聯(lián)系（Relationship）：數(shù)據(jù)模型1.2第二十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日29一對一聯(lián)系（1:1）

E1、E2兩實體集，E1中的任一實體在E2中至多有一個與之聯(lián)系，反之亦然。那么，E1和E2間的聯(lián)系為一對一聯(lián)系，記作1:1。

E2

E1兩個實體型之間的聯(lián)系信息世界中的基本概念第二十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日30一對多聯(lián)系（1：m）

E1、E2兩實體集，E1中的任一實體在E2中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系。反之，E2中的每一個實體在E1中至多有一個與之聯(lián)系，則E1與E2間為為一對多聯(lián)系，記作1：m。

E2

E1信息世界中的基本概念第三十頁，共八十六頁，2022年，8月28日31多對多聯(lián)系（m：n）

E1、E2兩實體集，E1中的任一實體在E2中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之亦然，則E1、E2為多對多聯(lián)系，記作m：n。E2E1

兩個以上實體型之間也存在著1:1、1:m、m:n的聯(lián)系。(例1—6)同一實體集內(nèi)各實體間也存在著1:1、1:m、m:n聯(lián)系。(例1—7、例1—8)信息世界中的基本概念第三十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日32

1976年提出實體聯(lián)系方法（Entity-RelationshipApproach）。也稱為E-R模型。

E-R模型提供了表示實體型、屬性、聯(lián)系的方法：實體型：

用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名。例1-1：學生實體型，課程實體型。學生課程信息世界中的基本概念3、概念模型的表示方法第三十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日33

屬性：用橢圓形表示，橢圓形框內(nèi)寫屬性名，鍵的屬性下畫一條橫線，并用無向邊將其與相應的實體連接起來。例1-2：學生實體型具有學號、姓名、性別、出生日期、專業(yè)屬性，并且，學號具有唯一標識性。學生出生日期專業(yè)性別學號姓名信息世界中的基本概念第三十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日34

聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關實體連接起來，同時在無向邊旁標上聯(lián)系的類型（1:1，1:m,m:n）。例1-3:一個校長管理一個學校，一個學校也只有一個校長。學校校長管理11例1-4:一個學校有若干學生，一個學生只能在一個學校學習。學校學習學生1m信息世界中的基本概念第三十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日35例1-5:學生選修課程。一個學生可以選修多門課程，一門課程可以被多個學生選修。每個學生選修一門課程有一個成績。課程學生選修mn成績注意：如果一個聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無向邊與該聯(lián)系連接起來。信息世界中的基本概念第三十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日36

例1-6：對于課程、教師與參考書三個實體型。如果一門課程可以有多個教師使用多本參考書講授；而每個教師教多門課程，每一本參考書供多門課程使用。課程教師參考書講授pmn信息世界中的基本概念第三十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日37注意：

三個實體型之間的m:n和三個實體型兩兩之間的m:n是不同的。課程教師參考書講授pmnn課程教師參考書講授參考使用mpnmp信息世界中的基本概念第三十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日38教職工領導1m例1-7：教職工實體集，其中一個校長可以領導其他所有普通教職工，而一個普通教職工只被一個校長所領導。信息世界中的基本概念第三十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日39例1-8：零件實體集，一個零件可以組成其他多個零件，一個零件也可以由其他多個零件組成。零件組成nm信息世界中的基本概念第三十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日

一個學校有若干教師和若干學生，教師只在一所學校任教；一個學生只在一個學校學習；一個學生可以選修多門課程，一門課程也可以被多個學生選修，且一個學生選修一門課程有一個成績；一門課程可以有多個教師使用多本參考書講授；而每個教師教多門課程，每一本參考書供多門課程使用。E-R圖綜合舉例：用E-R圖畫出學校系統(tǒng)的概念模型。教師學校學生課程講授選修學習成績m11mn參考書工作pmnp信息世界中的基本概念第四十頁，共八十六頁，2022年，8月28日41學校屬性有校名、地址、電話。校名具有唯一標識性。教師屬性有職工編號、姓名、性別、職稱。職工編號具有唯一標識性。學生屬性有學號、姓名、性別、出生日期、專業(yè)。學號具有唯一標識性。課程屬性有課程號、課程名、學分。課程號具有唯一標識性。參考書屬性有書號、書名、作者、出版社。書號具有唯一標識性。信息世界中的基本概念第四十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日42學校系統(tǒng)的E-R圖教師學校學生課程講授選修學習成績m11mn參考書工作pmnp校名地址電話職工編號職稱性別姓名學號姓名性別專業(yè)出生日期課程號課程名學分書號書名作者出版社第四十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日43教師學校學生課程講授選修學習成績m11mn參考書工作pmnp實體及其聯(lián)系圖信息世界中的基本概念第四十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日44教師學校學生課程學號出生日期電話學分課程名課程號姓名職稱性別地址校名姓名專業(yè)性別職工編號參考書作者出版社書號書名實體及其屬性圖第四十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日451.2.3常用的數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型三大經(jīng)典數(shù)據(jù)模型

面向對象數(shù)據(jù)模型層次網(wǎng)狀非關系模型基本層次聯(lián)系兩記錄型（非關系模型中的實體型）及他們之間1：m（含1：1）的聯(lián)系，稱為基本層次聯(lián)系。在非關系模型中，數(shù)據(jù)結構的單位是基本層次聯(lián)系。RiRjLij雙親

子女關系1.2（對于m：n，它轉化多個1：m）第四十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日461.2.4層次模型1.數(shù)據(jù)結構滿足以下兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。⑴有且只有一個結點無父結點，稱之為根結點。⑵根結點以外其他結點有且只有一個父結點。?每個結點表示一個記錄類型（實體型）?記錄間的聯(lián)系用有向線表示，僅表示1：M。R1R2R3R4R5數(shù)據(jù)模型1.21968年，IBM公司的IMS系統(tǒng)，是基于層次模型的DBMS，也是最早的DBMS。第四十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日47.層次模型是一棵倒置的樹。?層次模型中雙親結點是唯一的，只要指出他的父結點就可以表示層次模型結構。系學生教研室教師層次模型第四十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日482.m：n在層次模型中的表示學生學生學生學生課程課程課程課程學生課程選修mn++

冗余結點特點：結構清晰浪費空間虛擬結點特點：用指引元代替冗余結點

層次模型第四十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日49(2)樹中實體間的聯(lián)系是單一的

對于父子結點間存在多于一種以上的聯(lián)系，影響了這種情況的建模。工人工人工人設備設備設備使用維修使用維修層次模型第四十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日50(3)對于非樹的網(wǎng)狀結構3.數(shù)據(jù)操縱與完整性約束條件數(shù)據(jù)操縱增加、刪除、修改增加：要有雙親刪除：雙親刪、子女則無修改：保證一致性①②③④⑤⑥①②③④⑤⑥查詢層次模型⑤第五十頁，共八十六頁，2022年，8月28日51

4.存儲結構

不僅存儲數(shù)據(jù)內(nèi)容，還要存數(shù)據(jù)之間的層次聯(lián)系。⑴鄰接法按照層次樹前序穿越的順序把所有記錄依次鄰接存放（自頂向下，自左向右），稱為層次序列順序。ABCA1B1B2B3C1C2C3C4C5C6C7C8層次模型A1B1C1C2C3B2C4C5B3C6C7C8第五十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日52⑵鏈接法

用指引元來反映數(shù)據(jù)間的層次聯(lián)系。?子女—兄弟指引元：每個記錄設兩個指引元，一個指向最大（最左）子女，一個指向最鄰近的兄弟A1A2B1B2B3C1C2C3C4C5C6C7C8層次模型第五十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日53層次序列鏈接法A1A2B1B2B3C1C2C3C4C5C6C7C8層次模型第五十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日545.層次摸型的優(yōu)缺點優(yōu)點：?簡單。?對于一些樹狀結構的系統(tǒng)，其性能較好且聯(lián)系固定。?提供了良好的完整性支撐。?記錄間的聯(lián)系通過指計來實現(xiàn)，查詢效率高。缺點：?對于m：n或網(wǎng)狀結構表示方法方法笨拙。?增、刪、改的限制多。?查詢必須通過雙親。?結構嚴密、層次命令趨于程序化、編寫復雜。層次模型第五十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日551.2數(shù)據(jù)模型1.2.5網(wǎng)狀模型1.數(shù)據(jù)結構滿足以下兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合稱為網(wǎng)狀模型其他結點可以有多于一個的雙親結點。

允許有一個以上的根結點1969，1971…..CODASYL下屬的DBTG發(fā)布了一系列DBTG報告。第五十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日561.2數(shù)據(jù)模型

2.網(wǎng)狀模型對m：n表示學生選修課程mn學生課程選修學生第五十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日573.數(shù)據(jù)操縱與完整性約束支持記錄碼的概念。保證聯(lián)系是1：m?？梢灾С蛛p親子女的某些約束。?子女要在雙親具在時才能插入。

?雙親之一刪除，則子女刪除。4.存儲結構⑴鏈接法以系值為單位系型：一個1：m為一個系型，有首記錄型屬記錄型。系值：一個首記錄值和其所屬的所有屬記錄值。網(wǎng)狀模型第五十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日58?雙向環(huán)狀鏈首記錄值屬1屬4屬3屬2單相環(huán)狀鏈有next指針有next、prior指針首記錄值屬1屬4屬3屬2網(wǎng)狀模型第五十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日59?單向環(huán)轉向首鏈雙向環(huán)轉向首鏈有next、owner指針首記錄值屬1屬4屬3屬2有next、owner、prior指針首記錄值屬1屬4屬3屬2網(wǎng)狀模型第五十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日60例：學生選課的網(wǎng)狀模型數(shù)據(jù)庫學生課程選修鏈接法的特點：

指針的增加加快了存取速度，減少了故障影響。但它動態(tài)保持和維護這種復雜結構，勢必會影響系統(tǒng)的復雜度，耗用大量的存儲空間。網(wǎng)狀模型第六十頁，共八十六頁，2022年，8月28日61⑵指針陣列法：

所有指向屬記錄的指針嵌入系首記錄中，形成一個排了序的指針。查找時無須走鏈。網(wǎng)狀模型首記錄屬1屬2第六十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日625.網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點優(yōu)點：?更直接描述客觀世界。?性能良好，存儲效率高。缺點：?結構復雜。?其DDL、DML語言復雜不易使用。網(wǎng)狀模型第六十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日631.2.6關系模型數(shù)據(jù)模型1.21.數(shù)據(jù)結構是建立在嚴格的數(shù)學（集合論）之上的。⑴用二維表數(shù)據(jù)（集合論中的關系）來表示實體及實體間聯(lián)系的模型——關系模型男張智忠學號姓名性別黨員專業(yè)出生年月助學金990001王濤男No物理82-01-21￥160.00990002莊前女Yes物理82-09-21￥200.00990101丁保華男No數(shù)學81-04-18￥180.00990102姜沛棋女No數(shù)學81-12-02￥280.00No數(shù)學80-08-06￥240.00990201程玲女Yes計算機82-11-14￥200.00990202黎敏艷女Yes計算機83-02-21￥160.00990103記錄（元組）值域：{男，女}屬性名(字段名)關鍵字唯一確定一條記錄

第六十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日64⑵術語關系——二維表元組（記錄）——一行屬性——一列主碼（鍵）——唯一確定一元組的屬性組域——屬性的取值范圍分量（字段）——元組中的屬性值關系模式：對關系的描述學生（學號，姓名，性別，黨員，專業(yè)，出生年月，助學金）⑶關系模型的特點?概念單一?關系必須是規(guī)范化的關系模型第六十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日652.數(shù)據(jù)操縱和完整性約束查詢、增加、刪除、修改操作對象和記錄都是關系，且存取路徑透明、向用戶隱藏。實體完整性參照完整性用戶自定義完整性3.存儲結構二維表以文件形式存儲一個表對應一個OS文件自己建立一個文件結構關系模型第六十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日664.關系模型的優(yōu)缺點優(yōu)點：?建立在嚴格的數(shù)學概念上?概念單一?存取路徑透明，從而提高了數(shù)據(jù)的獨立性和安全保密性缺點：

查詢效率不高，須對查詢進行優(yōu)化關系模型第六十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日671.2數(shù)據(jù)模型1.2.7面向對象數(shù)據(jù)模型

基本思想：將數(shù)據(jù)及操作這些數(shù)據(jù)的程序代碼封裝在一個對象里，相似結構的對象形成一個類。

一組類按E-R模型中的ISA概念形成超類、子類關系子類：定義類型之間的一種子集關系。它抽象了類型之間的“isa”的語義聯(lián)系。例如第六十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日68isa學生年齡性別專業(yè)學號姓名本科生isa研究生導師第六十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日69

本節(jié)小結:1.2數(shù)據(jù)模型1、數(shù)據(jù)模型的三要素。2、E-R圖的要點3、層次、網(wǎng)狀模型關系模型的特點第六十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日70

作業(yè)：

本節(jié)結束1.2數(shù)據(jù)模型P387111213第七十頁，共八十六頁，2022年，8月28日711.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結構1.3.1DBS的三級模式二級映象結構應用程序A應用程序ABCDD外模式1外模式2外模式3外模式/模式映像模式內(nèi)模式/模式映像內(nèi)模式DBDBMSOS1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結構第七十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日721.模式（Schema）也稱概念模式。是DB中全部數(shù)據(jù)的一個總體邏輯和特征的描述。以某一種數(shù)據(jù)模型為基礎，不僅定義數(shù)據(jù)的邏輯結構，還定義與數(shù)據(jù)相關的安全性、完整性。不僅要定義數(shù)據(jù)記錄內(nèi)部的結構，而且還定義這些數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。僅涉及型(靜態(tài))的描述，不涉及值(動態(tài))的描述。DBS提供了SDDL（SchemaDataDescriptionLanguage）。2.外模式（ExternalSchema）也稱子模式（subschema）、用戶模式。是數(shù)據(jù)庫用戶用到的那部分數(shù)據(jù)的描述。是局部數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述。與某一應用有關。外模是模式的子集。不同的用戶的外模的描述是不同的。(如視圖)DBS提供了SSDDL（SubSchemaDataDescriptionLanguage）。的三級模式二級映象結構DBS第七十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日733.內(nèi)模式（internalschema）

也稱存儲模式，一個DB只有一個內(nèi)模，是數(shù)據(jù)物理結構和存儲方式的描述。如：順序結構，B樹結構。它按什么方式組織，數(shù)據(jù)是否壓縮、加密等。DBS提供了DSDL（DataStorageDescriptionLanguage）。4.模式/內(nèi)模映象DB中只有一個模式，一個內(nèi)模，故其映象是唯一。定義了全局邏輯結構與存儲結構之間的對應關系，該映象包含在模式中。

是物理獨立性。

的三級模式二級映象結構DBS第七十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日74

5.外模/模式映象一個模式可以有多個外模式，對每一個外模都有一個外模/模式映象，映象包含在外模中。是邏輯獨立性?？傊耗Ｊ绞呛诵摹?nèi)模、外模都依賴于模式。的三級模式二級映象結構DBS第七十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日75DBS體系結構物理獨立性邏輯獨立性

本節(jié)小結:本節(jié)結束第七十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日761.4.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.

硬件平臺及數(shù)據(jù)庫(1)要有足夠大的內(nèi)存空間。(2)有足夠大的直接存取外部設備存放數(shù)據(jù)庫。(3)要求系統(tǒng)有較高的通道能力,以提高數(shù)據(jù)的傳送率。2.軟件(1)DBMS。(2)支持DBMS運行的操作系統(tǒng)。(3)具有與數(shù)據(jù)庫接口的高級語言及其編譯系統(tǒng),便于開發(fā)應用程序。(4)以DBMS為核心的應用開發(fā)工具。(5)為特定應用環(huán)境開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成及應用研究1.4第七十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日773.人員(1)數(shù)據(jù)庫管