《access程序設(shè)計(jì)》課件 （何青） 第1章 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)

Access程

序

設(shè)

計(jì)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)第一章導(dǎo)師：UU數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代，它是現(xiàn)代信息科學(xué)與技術(shù)的重要組成部分，是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理與信息管理系統(tǒng)的核心，是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的一個(gè)重要分支。隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍已經(jīng)由早期的科學(xué)計(jì)算，逐步滲透到各行各業(yè)的業(yè)務(wù)中，如銀行業(yè)務(wù)、證券市場(chǎng)業(yè)務(wù)、火車飛機(jī)訂票業(yè)務(wù)等。本章主要介紹數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)模型、關(guān)系數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等知識(shí)。目錄CONTENTS數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況01數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)0203關(guān)系數(shù)據(jù)庫04數(shù)據(jù)模型關(guān)系運(yùn)算05數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)0607關(guān)系數(shù)據(jù)理論目錄CONTENTS內(nèi)容要點(diǎn)了解數(shù)據(jù)管理的發(fā)展掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其組成了解數(shù)據(jù)模型掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫了解數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1.1Access

程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.1.1數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)處理1.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.1自從世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)誕生以來，數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷了從人工管理到先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘的演變。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.1數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)處理1.數(shù)據(jù)2.信息3.數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系4.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.1數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)處理1.數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是指存儲(chǔ)在某種存儲(chǔ)介質(zhì)(如計(jì)算機(jī))上，能夠被識(shí)別的物理符號(hào)的集合，數(shù)據(jù)能夠反映事物的客觀特性。在日常生活中，人們用自然語言描述事物，而在計(jì)算機(jī)中，為了存儲(chǔ)和處理這些事物，就要抽象出事物中人們感興趣的、有代表性的特征，并用這些特征來描述事物，這些描述符號(hào)被人們稱為數(shù)據(jù)，并賦予了特定的語義。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.1數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)處理1.數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)有一定的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)又分為型和值。數(shù)據(jù)的型是指數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型，如整型、實(shí)型、字符型等；數(shù)據(jù)的值是指符合數(shù)據(jù)類型的具體值，如整型數(shù)據(jù)73。數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式可以是多種多樣的，可以是數(shù)字、字母、文字和其他特殊字符組成的文本形式，也可以是圖形、圖像、動(dòng)畫、影像、聲音等多媒體形式。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，一切能被計(jì)算機(jī)接收和處理的物理符號(hào)都稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.1數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)處理2.信息信息(Information)是客觀現(xiàn)實(shí)世界中的事物、事件和概念的抽象反映。它所反映的是某一客觀系統(tǒng)中某一事物某一方面的屬性或某一時(shí)刻的表現(xiàn)形式。信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是對(duì)數(shù)據(jù)的語義解釋，是數(shù)據(jù)含義的體現(xiàn)，信息對(duì)于數(shù)據(jù)接收者來說是有意義的。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.1數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)處理2.信息例如，“楊林”“73”只是單純的數(shù)據(jù)，沒有實(shí)際具體的意義，但如果我們對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋，解釋為“楊林的數(shù)據(jù)庫成績(jī)?yōu)?3分”，那么這就是一條有意義的信息。再如，“楊林今年73歲”“楊林駕駛的汽車當(dāng)前的車速為73km/h”等都是有意義的信息。同一條數(shù)據(jù)可以根據(jù)實(shí)際需要解釋為多條有意義的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.1數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)處理3.數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系數(shù)據(jù)和信息是兩個(gè)互相聯(lián)系、互相依賴但又互相區(qū)別的概念。數(shù)據(jù)是用來記錄信息的可識(shí)別的符號(hào)，是信息的具體表現(xiàn)形式，是信息的載體。信息則是有用的數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。信息是通過數(shù)據(jù)符號(hào)來傳播的，而數(shù)據(jù)若不具有知識(shí)性和有用性，則不能稱為信息，因此只有經(jīng)過加工處理，形成的具有使用價(jià)值的數(shù)據(jù)才能稱為信息。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.1數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)處理4.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)要經(jīng)過加工處理才能成為有意義的信息，這個(gè)加工處理就稱為數(shù)據(jù)處理(DataProcessing)。數(shù)據(jù)處理是對(duì)各種形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、存儲(chǔ)、加工和傳播的一系列活動(dòng)的總和。數(shù)據(jù)處理也稱為信息處理，簡(jiǎn)單來說就是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息的過程。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.1數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)處理4.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的基本目的是從大量的、雜亂無章的甚至難以理解的原始數(shù)據(jù)中，整理、提煉、抽取出對(duì)人們有價(jià)值、有意義的數(shù)據(jù)（信息）作為決策的依據(jù)。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.1數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)處理4.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的真正含義是為了產(chǎn)生信息而處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)處理的關(guān)系如圖1-1所示。圖1-1數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)處理的關(guān)系數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)、檢查和維護(hù)等工作是數(shù)據(jù)處理的基本環(huán)節(jié)，這些工作一般統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展數(shù)據(jù)管理技術(shù)就是數(shù)據(jù)庫技術(shù)，是應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)管理任務(wù)需要而產(chǎn)生的。數(shù)據(jù)管理是指對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)，是數(shù)據(jù)處理的核心問題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，在應(yīng)用需求的推動(dòng)下，在計(jì)算機(jī)硬件、軟件發(fā)展的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3個(gè)階段，每個(gè)階段的發(fā)展都以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)冗余（重復(fù)）不斷減小、數(shù)據(jù)獨(dú)立性不斷增強(qiáng)、數(shù)據(jù)操作更加方便簡(jiǎn)單為標(biāo)志。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷的3個(gè)階段：1.人工管理階段2.文件系統(tǒng)階段3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展1.人工管理階段20世紀(jì)50年代中期以前，計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算，數(shù)據(jù)量較小，一般不需要長期保存數(shù)據(jù)，再加上受到當(dāng)時(shí)硬件和軟件技術(shù)的限制，外部存儲(chǔ)器只有紙帶、卡片和磁帶，沒有硬盤等可以直接進(jìn)行存取的存儲(chǔ)設(shè)備；軟件方面沒有操作系統(tǒng)，沒有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的系統(tǒng)軟件；數(shù)據(jù)的管理完全在程序中進(jìn)行，數(shù)據(jù)處理的方式基本上是批處理。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展1.人工管理階段在這個(gè)階段，數(shù)據(jù)操作在裸機(jī)上進(jìn)行，由人工進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理。程序員在編寫應(yīng)用程序時(shí)既要設(shè)計(jì)算法，又要考慮數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)以及輸入/輸出方法等問題。程序與數(shù)據(jù)是一個(gè)整體，數(shù)據(jù)是面向程序的，如果數(shù)據(jù)脫離了程序就無任何存在的價(jià)值。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展1.人工管理階段一組數(shù)據(jù)只能對(duì)應(yīng)一個(gè)程序，無法被其他程序使用，因此程序與程序之間存在大量的冗余數(shù)據(jù)。各程序之間的數(shù)據(jù)不能相互傳遞，缺少共享性，應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)和維護(hù)負(fù)擔(dān)繁重。另外，如果數(shù)據(jù)的類型、格式或者輸入/輸出方式等邏輯結(jié)構(gòu)或者物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，則必須對(duì)應(yīng)用程序做出相應(yīng)的修改。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展1.人工管理階段概括起來，這個(gè)階段有如下特點(diǎn)：(1)數(shù)據(jù)不保存；(2)程序與數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性，數(shù)據(jù)完全依賴程序；(3)數(shù)據(jù)不能共享，冗余度極高；(4)用戶管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展1.人工管理階段在人工管理階段，數(shù)據(jù)和程序之間的關(guān)系如圖1-2所示。圖1-2人工管理階段數(shù)據(jù)和程序之間的關(guān)系數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展2.文件系統(tǒng)階段在20世紀(jì)50年代后期到60年代中期，計(jì)算機(jī)不僅用于科學(xué)計(jì)算，還大量用于信息處理。隨著數(shù)據(jù)量的增加，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)等問題都成為急需解決的問題，并且此時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)管理技術(shù)也已經(jīng)迅速發(fā)展起來。在硬件方面，出現(xiàn)了能直接存取的大容量外部存儲(chǔ)器，如硬盤、磁鼓等，這為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展2.文件系統(tǒng)階段在軟件方面，出現(xiàn)了高級(jí)語言和操作系統(tǒng)等軟件。其中，操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)是專門用來管理外部存儲(chǔ)設(shè)備中數(shù)據(jù)的管理軟件，文件是操作系統(tǒng)管理的重要資源之一，也是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)設(shè)備中的最小單位。文件系統(tǒng)為數(shù)據(jù)管理提供了技術(shù)支持。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展2.文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)提供了在外部存儲(chǔ)器上長期保存數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存取的手段。用戶可以把相關(guān)數(shù)據(jù)組織成一個(gè)文件存放在計(jì)算機(jī)中，由文件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存取管理。數(shù)據(jù)的處理方式有批處理，也有聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理。由于計(jì)算機(jī)此時(shí)大量用于信息處理，因此需要用戶能隨時(shí)對(duì)文件進(jìn)行查詢、修改、插入和刪除等處理。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展2.文件系統(tǒng)階段文件中只存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，不存儲(chǔ)文件記錄的結(jié)構(gòu)描述信息，對(duì)數(shù)據(jù)的操作都以記錄為單位。文件的建立、存取、查詢、插入、刪除、修改等所有操作都要用程序來實(shí)現(xiàn)。在文件系統(tǒng)階段，文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有一定的區(qū)別，這樣就使得程序與數(shù)據(jù)有一定的獨(dú)立性。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展2.文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)變化不一定會(huì)影響到程序，因此程序員可以集中精力進(jìn)行算法設(shè)計(jì)，從而極大地減少了維護(hù)程序的工作量。這個(gè)階段有如下特點(diǎn)：(1)數(shù)據(jù)可以“文件”的形式長期保存；(2)程序與數(shù)據(jù)具有獨(dú)立性，但獨(dú)立性低；(3)數(shù)據(jù)共享性差，數(shù)據(jù)冗余大；數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展2.文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)變化不一定會(huì)影響到程序，因此程序員可以集中精力進(jìn)行算法設(shè)計(jì)，從而極大地減少了維護(hù)程序的工作量。這個(gè)階段有如下特點(diǎn)：(4)對(duì)數(shù)據(jù)的操作都以記錄為單位；(5)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)有了比較簡(jiǎn)單的區(qū)別；數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展2.文件系統(tǒng)階段在文件系統(tǒng)階段，數(shù)據(jù)和程序之間的關(guān)系如圖1-3所示。圖1-3文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)和程序之間的關(guān)系數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展2.文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)使計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)管理方面有了很大的進(jìn)步。時(shí)至今日，文件系統(tǒng)仍是一般高級(jí)語言普遍采用的數(shù)據(jù)管理方式。但隨著數(shù)據(jù)管理規(guī)模的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)量急劇增加，使用數(shù)據(jù)的用戶也越來越多，這時(shí)候文件系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)就顯露出了以下3個(gè)缺陷：數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展2.文件系統(tǒng)階段(1)數(shù)據(jù)冗余度大。數(shù)據(jù)冗余度是指同一個(gè)數(shù)據(jù)重復(fù)存儲(chǔ)時(shí)的重復(fù)程度。在文件系統(tǒng)階段，各數(shù)據(jù)文件之間沒有直接的聯(lián)系，一個(gè)文件基本上對(duì)應(yīng)一個(gè)應(yīng)用程序，即使兩組數(shù)據(jù)完全相同，當(dāng)應(yīng)用在兩個(gè)應(yīng)用程序上時(shí)，這些數(shù)據(jù)也必須存儲(chǔ)為兩個(gè)文件，數(shù)據(jù)不能共享，因此數(shù)據(jù)的冗余度大。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展2.文件系統(tǒng)階段(2)數(shù)據(jù)獨(dú)立性差。文件系統(tǒng)中的文件是為某一特定應(yīng)用服務(wù)的，許多情況下不同的應(yīng)用程序使用的數(shù)據(jù)和程序是相互依賴的，系統(tǒng)不宜進(jìn)行擴(kuò)充。一旦改變數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，就必須修改相應(yīng)的應(yīng)用程序，而應(yīng)用程序發(fā)生改變(比如改用另一種程序設(shè)計(jì)語言來編寫程序)，也需要修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展2.文件系統(tǒng)階段(3)數(shù)據(jù)聯(lián)系弱。由于相同數(shù)據(jù)重復(fù)存儲(chǔ)、各自管理，各文件中的數(shù)據(jù)之間沒有聯(lián)系，因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新操作時(shí)，容易造成各文件中的數(shù)據(jù)不一致。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展2.文件系統(tǒng)階段(3)數(shù)據(jù)聯(lián)系弱。例如，學(xué)校的教務(wù)處、財(cái)務(wù)處、宿管中心這三個(gè)部門建立的文件中都有學(xué)生的詳細(xì)資料，如姓名、學(xué)號(hào)、身份證號(hào)、聯(lián)系電話、家庭住址等，如果某個(gè)學(xué)生的家庭地址改變，就需要修改這三個(gè)部門文件中的家庭地址數(shù)據(jù)，否則會(huì)引起同一數(shù)據(jù)在三個(gè)部門中不一致。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段20世紀(jì)60年代末，隨著技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)得到了飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的范圍越來越廣，管理的對(duì)象規(guī)模越來越大，需要處理的數(shù)據(jù)量急劇增加。同時(shí)隨著硬件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了大容量的磁盤，使數(shù)據(jù)能為盡可能多的應(yīng)用程序服務(wù)。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段20世紀(jì)60年代末，隨著技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)得到了飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的范圍越來越廣，管理的對(duì)象規(guī)模越來越大，需要處理的數(shù)據(jù)量急劇增加。同時(shí)隨著硬件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了大容量的磁盤，使數(shù)據(jù)能為盡可能多的應(yīng)用程序服務(wù)。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段同時(shí)多種應(yīng)用、多種語言相互覆蓋地共享數(shù)據(jù)集合的要求也越來越強(qiáng)烈，由此數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，出現(xiàn)了統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)的專門軟件系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)管理進(jìn)入了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段，應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的關(guān)系通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DatabaseManagementSystem,DBMS)來實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段與人工管理和文件系統(tǒng)階段相比，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段具有以下特點(diǎn)：(1)數(shù)據(jù)不再只針對(duì)某一特定應(yīng)用，而是面向全組織，具有整體的結(jié)構(gòu)性；(2)數(shù)據(jù)共享性高，冗余度?。?3)程序與數(shù)據(jù)間具有較高的獨(dú)立性；(4)實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一控制和管理。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段，數(shù)據(jù)和程序之間的關(guān)系如圖1-4所示：圖1-4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)和程序之間的關(guān)系數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段以上三個(gè)階段的特點(diǎn)對(duì)照參見表1-1：特點(diǎn)人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)的管理者用戶文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)面向的對(duì)象某一應(yīng)用程序某一應(yīng)用程序現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)共享程度無共享，冗余度極大共享性差，冗余度大共享性高，冗余度小數(shù)據(jù)的獨(dú)立性不獨(dú)立，完全依賴程序獨(dú)立性差具有高度的物理獨(dú)立性和一定的邏輯獨(dú)立性數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化無結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)化，用數(shù)據(jù)模型描述數(shù)據(jù)控制能力應(yīng)用程序自己控制應(yīng)用程序自己控制由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復(fù)能力數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展4.新一代數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)開始于20世紀(jì)60年代末，經(jīng)歷了最初的基于文件的初級(jí)系統(tǒng)以及20世紀(jì)六七十年代流行的層次系統(tǒng)和網(wǎng)狀系統(tǒng)階段，目前廣泛使用的是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用也從簡(jiǎn)單的事務(wù)管理發(fā)展到各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，如用于決策支持的數(shù)據(jù)庫、用于多媒體技術(shù)的多媒體數(shù)據(jù)庫等，但應(yīng)用最廣泛的還是基于事務(wù)管理的各類數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展4.新一代數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)目前，新一代數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)主要具有以下3個(gè)特點(diǎn)：1)整體系統(tǒng)方面2)體系結(jié)構(gòu)方面3)應(yīng)用方面數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展4.新一代數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)1)整體系統(tǒng)方面相對(duì)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫而言，新一代數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)在數(shù)據(jù)模型及其語言、事務(wù)處理與執(zhí)行模型、數(shù)據(jù)邏輯組織與物理存儲(chǔ)等方面，都集成了新的技術(shù)、工具和機(jī)制，如面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫、主動(dòng)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫等。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展4.新一代數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)2)體系結(jié)構(gòu)方面新一代數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)不改變數(shù)據(jù)庫的基本原理，而是在系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)方面采用和集成了新的技術(shù)，如分布式數(shù)據(jù)庫、并行數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫等。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展4.新一代數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)3)應(yīng)用方面新一代數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)以特定應(yīng)用領(lǐng)域的需要為出發(fā)點(diǎn)，在某些方面采用和引入了一些非傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)，以加強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)有關(guān)應(yīng)用的支撐能力，如工程數(shù)據(jù)庫(支持CAD、CAM、CIMS等應(yīng)用領(lǐng)域)、空間數(shù)據(jù)庫(包括地理數(shù)據(jù)庫，支持地理信息系統(tǒng)(GIS)的應(yīng)用)、科學(xué)與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(支持統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中的應(yīng)用)以及超文檔數(shù)據(jù)庫(包括多媒體數(shù)據(jù)庫)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫等。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展5.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫(DistributedDataBase,DDB)是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)日趨成熟，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)充，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用已經(jīng)普遍建立在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之上。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展5.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)這時(shí)，以前所用的集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就表現(xiàn)出了它的不足之處：一是數(shù)據(jù)按實(shí)際需要已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)上完成了分布存儲(chǔ)，這時(shí)再采用集中式處理，會(huì)出現(xiàn)通信開銷大的情況；二是應(yīng)用程序集中在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，一旦這臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，則整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)受到影響，可靠性不高；三是集中式處理導(dǎo)致系統(tǒng)的規(guī)模和配置都不夠靈活，系統(tǒng)的可擴(kuò)充性差。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展5.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在這種形勢(shì)下，集中式數(shù)據(jù)庫的“集中計(jì)算”開始向“分布計(jì)算”發(fā)展。在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，一個(gè)應(yīng)用程序可以對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行透明操作，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)分別在不同的局部數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)，由不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)進(jìn)行管理，在不同的機(jī)器上運(yùn)行，由不同的操作系統(tǒng)支持，被不同的通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展5.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有兩種：12在物理上是分布的，但邏輯上卻是集中的;在物理上和邏輯上都是分布的，也就是聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展5.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第一種分布式數(shù)據(jù)庫在邏輯上是一個(gè)統(tǒng)一的整體，在物理上則分別存儲(chǔ)在不同的物理節(jié)點(diǎn)上。一個(gè)應(yīng)用程序通過網(wǎng)絡(luò)連接可以訪問分布在不同地理位置的數(shù)據(jù)庫，它的分布性表現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不存儲(chǔ)在同一場(chǎng)地。更確切地說，不存儲(chǔ)在同一計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備上。這就是分布式數(shù)據(jù)庫與集中式數(shù)據(jù)庫的區(qū)別。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展5.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從用戶的角度看，一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在邏輯上和集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一樣，用戶可以在任何一個(gè)場(chǎng)地執(zhí)行全局應(yīng)用，就好像那些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，由單個(gè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)管理一樣，用戶并沒有感覺不一樣。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展5.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(FederatedDataBase，F(xiàn)DB)技術(shù)的提出就是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)相互獨(dú)立運(yùn)行的多個(gè)數(shù)據(jù)庫的互操作。通常稱相互獨(dú)立運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為單元數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。所謂聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，是一組彼此協(xié)作且又相互獨(dú)立的單元數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的集合，它將單元數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)按不同程度進(jìn)行集成，為該系統(tǒng)提供整體控制和協(xié)同操作的軟件叫聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(FederatedDataBaseManagementSystem，F(xiàn)DBMS)。LOREMIPSUM數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展5.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一個(gè)單元數(shù)據(jù)庫可以加入若干個(gè)聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，每個(gè)單元數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以是集中式的，也可以是分布式的，或者是另外一個(gè)FDBMS。它允許數(shù)據(jù)庫管理人員定義數(shù)據(jù)子集，這些子集統(tǒng)一形成一個(gè)虛擬數(shù)據(jù)庫，提供給聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)內(nèi)的其他用戶使用。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展6.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)(Object-OrientedDataBaseSystem,OODBS)是將面向?qū)ο蠹夹g(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持定義和操作面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫，應(yīng)滿足兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：(1)首先它是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；(2)其次它是面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)；數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展6.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)具備的能力(持久性、事務(wù)管理、并發(fā)控制、恢復(fù)、查詢、版本管理、完整性、安全性)。第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫充分支持完整的面向?qū)ο?OO)的概念和控制機(jī)制。綜上所述，可將面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫簡(jiǎn)寫為：面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫=面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)+數(shù)據(jù)庫能力。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展6.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)必須支持面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，具有面向?qū)ο蟮奶匦?。一個(gè)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型可用面向?qū)ο蟮挠^點(diǎn)來描述現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體(對(duì)象)的邏輯組織、對(duì)象之間的限制和聯(lián)系等。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展6.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)把面向?qū)ο蟮姆椒ê蛿?shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合起來可以使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)最大程度地與人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)相一致，對(duì)提高應(yīng)用的開發(fā)效率及增強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)界面的友好性、系統(tǒng)的可伸縮性和可擴(kuò)充性等具有重要的意義。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展7.數(shù)據(jù)倉庫隨著客戶機(jī)/服務(wù)器技術(shù)的成熟和并行數(shù)據(jù)庫的發(fā)展，信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從大量的事務(wù)型數(shù)據(jù)庫中抽取數(shù)據(jù)，并將其清理、轉(zhuǎn)換為新的存儲(chǔ)格式的過程，即為實(shí)現(xiàn)決策目標(biāo)而把數(shù)據(jù)聚合在一種特殊的格式中。隨著此過程的發(fā)展和完善，這種支持決策的、特殊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)被稱為數(shù)據(jù)倉庫(DataWarehouse,DW或DWH)。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展7.數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)倉庫由數(shù)據(jù)倉庫之父比爾·恩門(BillInmon)于1990年提出。他在1991年出版的BuildingtheDataWarehouse

(《建立數(shù)據(jù)倉庫》)一書中所提出的定義被廣泛接受——數(shù)據(jù)倉庫(DataWarehouse)是一個(gè)面向主題的(SubjectOriented)、集成的(Integrated)、相對(duì)穩(wěn)定的(Non-Volatile)、隨時(shí)間變化(TimeVariant)的數(shù)據(jù)集合，用于支持管理決策(DecisionMakingSupport)。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展7.數(shù)據(jù)倉庫集成是指數(shù)據(jù)倉庫中的信息不是從各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中簡(jiǎn)單抽取出來的，而是經(jīng)過一系列加工、整理和匯總的過程，因此數(shù)據(jù)倉庫中的信息是關(guān)于整個(gè)企業(yè)的一致的全局信息。隨時(shí)間變化是指數(shù)據(jù)倉庫內(nèi)的信息并不只是反映企業(yè)當(dāng)前的狀態(tài)，而是記錄了從過去某一時(shí)點(diǎn)到當(dāng)前各個(gè)階段的信息。相對(duì)穩(wěn)定是指源數(shù)據(jù)加載成功后，一般不會(huì)修改，只執(zhí)行查詢操作。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展8.數(shù)據(jù)挖掘隨著社會(huì)和科技的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)挖掘(DataMining)引起了信息產(chǎn)業(yè)界的極大關(guān)注，其主要原因是存在大量數(shù)據(jù)，可以廣泛使用，并且迫切需要將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成有用的信息和知識(shí)。獲取的信息和知識(shí)可以廣泛用于各種應(yīng)用，包括商務(wù)管理、生產(chǎn)控制、市場(chǎng)分析、工程設(shè)計(jì)和科學(xué)探索等。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展8.數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘是人工智能和數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。數(shù)據(jù)挖掘是一種決策支持過程，它主要基于人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)據(jù)庫、可視化技術(shù)等，高度自動(dòng)化地分析企業(yè)的數(shù)據(jù)，做出歸納性的推理，從中挖掘出潛在的模式，幫助決策者調(diào)整市場(chǎng)策略，減少風(fēng)險(xiǎn)，做出正確的決策。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展8.數(shù)據(jù)挖掘簡(jiǎn)單來說，數(shù)據(jù)挖掘就是從大量數(shù)據(jù)中提取或“挖掘”知識(shí)。知識(shí)發(fā)現(xiàn)過程由以下三個(gè)階段組成：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)挖掘、結(jié)果表達(dá)和解釋。數(shù)據(jù)挖掘可以與用戶或知識(shí)庫交互。數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)倉庫的協(xié)同工作可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)挖掘過程中的重要步驟，提高數(shù)據(jù)挖掘的效率和能力，確保數(shù)據(jù)挖掘過程中數(shù)據(jù)來源的廣泛性和完整性。數(shù)據(jù)挖掘已經(jīng)成為數(shù)據(jù)倉庫應(yīng)用中極為重要和相對(duì)獨(dú)立的工具。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展9.大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)(BigData)或稱巨量數(shù)據(jù)、海量數(shù)據(jù)，指的是所涉及的數(shù)據(jù)量規(guī)模巨大，無法通過主流軟件工具在合理時(shí)間內(nèi)截取、管理、處理并整理成為人類所能解讀的信息的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展9.大數(shù)據(jù)在維克托·邁爾-舍恩伯格及肯尼斯·庫克耶編寫的《大數(shù)據(jù)時(shí)代》中，大數(shù)據(jù)指不用隨機(jī)分析法(抽樣調(diào)查)這樣的捷徑，而采用所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。大數(shù)據(jù)的5V特點(diǎn)(由IBM提出)是：Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多樣)、Value(低價(jià)值密度)、Veracity(真實(shí)性)。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展9.大數(shù)據(jù)從技術(shù)上看，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的關(guān)系就像一枚硬幣的正反面一樣密不可分。大數(shù)據(jù)必然無法用單臺(tái)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，必須采用分布式架構(gòu)。它的特色在于對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)挖掘，但它必須依托云計(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫和云存儲(chǔ)、虛擬化技術(shù)。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展10.元宇宙元宇宙(Metaverse)是利用科技手段進(jìn)行鏈接與創(chuàng)造的與現(xiàn)實(shí)世界映射和交互的虛擬世界，它具備新型社會(huì)體系的數(shù)字生活空間。元宇宙本質(zhì)上是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的虛擬化、數(shù)字化過程，需要對(duì)內(nèi)容生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、用戶體驗(yàn)以及實(shí)體世界內(nèi)容等進(jìn)行大量改造。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展10.元宇宙元宇宙基于擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(VR和AR)技術(shù)提供沉浸式體驗(yàn)，基于數(shù)字孿生技術(shù)生成現(xiàn)實(shí)世界的鏡像，基于區(qū)塊鏈技術(shù)搭建經(jīng)濟(jì)體系，將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社交系統(tǒng)、身份系統(tǒng)上密切融合，并且允許每個(gè)用戶進(jìn)行內(nèi)容生產(chǎn)和世界編輯。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展10.元宇宙“元宇宙”一詞出現(xiàn)于1992年的科幻小說《雪崩》。該小說描述的是超前的未來世界。在原著中，元宇宙(Metaverse)是由Meta和Verse兩個(gè)單詞組成的，Meta表示超越，Verse代表宇宙(universe),合起來即為“超越宇宙”:一個(gè)平行于現(xiàn)實(shí)世界運(yùn)行的人造空間，是互聯(lián)網(wǎng)的下一個(gè)階段，由AR、VR、3D等技術(shù)支持的虛擬現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)世界。數(shù)據(jù)管理發(fā)展概況1.11.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展10.元宇宙關(guān)于“元宇宙”，比較認(rèn)可的思想源頭是美國數(shù)學(xué)家和計(jì)算機(jī)專家弗諾·文奇教授在其1981年出版的小說《真名實(shí)姓》中創(chuàng)造性地構(gòu)思的一個(gè)通過腦機(jī)接口進(jìn)入并獲得感官體驗(yàn)的虛擬世界。1.2Access

程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.2.1硬件系統(tǒng)1.2.2軟件系統(tǒng)1.2.3數(shù)據(jù)庫1.2.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.2.5數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)1.2.6人員1.2.7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)1.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DataBaseSystem,DBS)是指引入數(shù)據(jù)庫技術(shù)后的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它能夠有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量相關(guān)數(shù)據(jù)，并能提供數(shù)據(jù)處理和信息資源共享。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)集合體，一般由硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶組成。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成如圖1-5所示：圖1-5數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.1硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種物理設(shè)備，包括存儲(chǔ)所需的外部設(shè)備。由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)承擔(dān)著數(shù)據(jù)管理的任務(wù)，它主要在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的支持下工作，而且包含著數(shù)據(jù)庫管理例行程序、應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等，因此要求有足夠大的內(nèi)存空間。同時(shí)，由于用戶的數(shù)據(jù)庫管理軟件都要保存在外部存儲(chǔ)器上，因此對(duì)外部存儲(chǔ)器容量的要求也很高。另外，外部存儲(chǔ)器還應(yīng)該具有較高的數(shù)據(jù)傳輸能力，以提高數(shù)據(jù)傳輸率。硬件的配置應(yīng)滿足整個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的需要。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.2軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的軟件系統(tǒng)包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、與數(shù)據(jù)庫接口的高級(jí)語言及其編譯系統(tǒng)和以數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為核心的應(yīng)用開發(fā)工具。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.3數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫(DataBase,DB)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，簡(jiǎn)單來說，數(shù)據(jù)庫是存放數(shù)據(jù)的“倉庫”。數(shù)據(jù)庫是長期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲(chǔ)，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，可為各種用戶共享。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.3數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫中不僅包括描述事物的數(shù)據(jù)本身，還包括相關(guān)事物之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不只面向某一種特定的應(yīng)用，而且可以面向多種應(yīng)用，可以被多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用程序共享。比如，某一學(xué)校的數(shù)據(jù)庫可以被學(xué)校下屬的各個(gè)部門、各個(gè)院系的有關(guān)管理人員共享使用，而且可供各個(gè)管理人員運(yùn)行的不同的應(yīng)用程序共享使用。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.3數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫主要有以下特點(diǎn)：(1)數(shù)據(jù)的共享性高。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)能為多個(gè)用戶服務(wù)，并可被各個(gè)應(yīng)用程序共享。(2)數(shù)據(jù)的獨(dú)立性高。在數(shù)據(jù)庫中，用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的邏輯組織和物理存儲(chǔ)方式都是無關(guān)的。(3)數(shù)據(jù)的完整性好。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在操作和維護(hù)過程中可以保證正確無誤。(4)數(shù)據(jù)的冗余度小。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)會(huì)盡可能避免重復(fù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護(hù)都是通過特定的數(shù)據(jù)庫語言進(jìn)行的。正如使用高級(jí)語言需要解釋/編譯程序的支持一樣，使用數(shù)據(jù)庫語言也需要一個(gè)特定的支持軟件，這就是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DataBase

ManagementSystem,DBMS)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一種系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織、操縱、維護(hù)、控制、保護(hù)和數(shù)據(jù)服務(wù)等。用戶不能直接接觸數(shù)據(jù)庫，而是利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的一整套命令，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行各種操作，從而實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)數(shù)據(jù)的處理要求。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)目前主要的DBMS有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如Oracle、DB2、SQLServer、MYSQL、Access等，也有非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如MongoDB、Redis、Hbase、Neo4j等。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)一般來說，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)該具有以下功能：1.數(shù)據(jù)定義功能3.數(shù)據(jù)庫控制和管理功能5.數(shù)據(jù)庫通信功能2.數(shù)據(jù)操縱功能4.數(shù)據(jù)庫維護(hù)功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS提供了數(shù)據(jù)定義語言(DataDefinitionLanguage,DDL),用于定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系等。用戶通過它可以方便地對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行定義。例如，數(shù)據(jù)庫、表、存儲(chǔ)過程、視圖等都是數(shù)據(jù)庫中的對(duì)象，都需要通過定義才能使用。1.數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS提供了數(shù)據(jù)操縱語言(DataManipulationLanguage,DML),主要用于操縱數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的基本存取操作。數(shù)據(jù)操縱功能包括查找、插入、刪除和修改等語句，是數(shù)據(jù)庫的主要應(yīng)用。2.數(shù)據(jù)操縱功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS提供了數(shù)據(jù)控制語言(DataControlLanguage,DCL),用于實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制、安全性檢查、完整性約束條件的檢查等。它們?cè)跀?shù)據(jù)庫運(yùn)行過程中監(jiān)視對(duì)數(shù)據(jù)庫的各種操作，控制管理數(shù)據(jù)庫資源，處理多用戶的并發(fā)操作等。3.數(shù)據(jù)庫控制和管理功能LOREMIPSUM數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS還提供了一些應(yīng)用程序，用于對(duì)已經(jīng)建立好的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行維護(hù)，包括數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲(chǔ)與恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫的重組與重構(gòu)、數(shù)據(jù)庫性能的監(jiān)視與分析等。4.數(shù)據(jù)庫維護(hù)功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在分布式環(huán)境下或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，DBMS為不同數(shù)據(jù)庫間提供了通信的功能。5.數(shù)據(jù)庫通信功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.5數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)(DataBaseApplicationSystem，DBAS)是系統(tǒng)開發(fā)人員使用計(jì)算機(jī)高級(jí)語言利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)資源開發(fā)出來的，對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和加工的軟件。如教務(wù)管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、證券實(shí)時(shí)行情系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.6人員數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的人員主要有3類：1.終端用戶2.數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)人員3.數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.6人員終端用戶是數(shù)據(jù)庫的使用者，通過應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互。1.

終端用戶2.

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)人員數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)人員負(fù)責(zé)分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)、維護(hù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的各類應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般需要1個(gè)以上的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)人員在開發(fā)周期內(nèi)完成數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、應(yīng)用程序開發(fā)等任務(wù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.6人員數(shù)據(jù)庫管理員(DataBaseAdministrator

,

DBA)是高級(jí)用戶，其職能是管理、監(jiān)督、維護(hù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常運(yùn)行，負(fù)責(zé)全面管理和控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。3.

數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.6人員在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，各層次之間的相互關(guān)系如圖1-6所示：3.

數(shù)據(jù)庫管理員圖1-6數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)各層次之間的相互關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下8個(gè)：特點(diǎn)1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化2.數(shù)據(jù)共享3.數(shù)據(jù)獨(dú)立性4.可控冗余度數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下8個(gè)：特點(diǎn)5.安全性保護(hù)6.數(shù)據(jù)完整性控制7.并發(fā)控制8.故障發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)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，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。1.

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，所有的程序都存取同一份數(shù)據(jù)庫。一個(gè)庫中的數(shù)據(jù)不僅可為同一企業(yè)或機(jī)構(gòu)之間的各個(gè)部門所共享，也可為不同單位、地域甚至不同國家的用戶所共享。2.

數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的。用戶不需要了解數(shù)據(jù)實(shí)際的存取方式，只需要通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的存取命令就可以得到所需要的數(shù)據(jù)。3.

數(shù)據(jù)獨(dú)立性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)共享后，不必要的重復(fù)數(shù)據(jù)將全部消除，這樣可以節(jié)省存儲(chǔ)空間、減少存取時(shí)間、避免數(shù)據(jù)之間的不相容性和不一致性。但為了提高查詢效率，有時(shí)也會(huì)保留少量重復(fù)數(shù)據(jù)，比如學(xué)生基本信息表和學(xué)生成績(jī)表中都有學(xué)生的學(xué)號(hào)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的冗余度可由設(shè)計(jì)人員控制。4.

可控冗余度數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)安全性保護(hù)是指保護(hù)數(shù)據(jù)以防止不合法使用所造成數(shù)據(jù)破壞或泄密，可以通過設(shè)置訪問權(quán)限、對(duì)數(shù)據(jù)加密等手段實(shí)現(xiàn)。5.

安全性保護(hù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)6.

數(shù)據(jù)完整性控制數(shù)據(jù)完整性是指數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了必要的功能，保證了數(shù)據(jù)在輸入、修改過程中始終符合原來的數(shù)據(jù)定義和規(guī)定。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)7.

并發(fā)控制并發(fā)控制是指多個(gè)用戶進(jìn)程在同一時(shí)刻期望存取同一數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生的事件。為了避免并發(fā)進(jìn)程間相互干擾進(jìn)而導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果或破壞數(shù)據(jù)完整性，必須對(duì)多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)8.

故障發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)控制在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行中，由于用戶操作失誤或硬件及軟件的故障，可能使得數(shù)據(jù)庫遭到局部性或全局性損壞，但系統(tǒng)能進(jìn)行應(yīng)急性處理，把數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到正確狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個(gè)總框架。為了有效地組織和管理數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)庫的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性，人們?yōu)閿?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)了一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)捏w系結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在DBMS的產(chǎn)品多種多樣，可在不同的操作系統(tǒng)支持下工作，大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)是三級(jí)模式和兩級(jí)映象結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)三級(jí)模式分別是外模式、模式和內(nèi)模式。兩級(jí)映象分別是外模式到模式的映象和模式到內(nèi)模式的映象。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)三級(jí)模式和兩級(jí)映象如圖1-7所示：圖1-7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式和兩級(jí)映象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(AmericanNationalStandardsInstitute，ANSI)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)研究小組于1978年提出了數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的建議，將其分為三級(jí)：面向用戶或應(yīng)用程序員的用戶級(jí)、面向建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫人員的概念級(jí)、面向系統(tǒng)程序員的物理級(jí)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)用戶級(jí)對(duì)應(yīng)外模式，概念級(jí)對(duì)應(yīng)模式，物理級(jí)對(duì)應(yīng)內(nèi)模式，使不同級(jí)別的用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫形成不同的視圖。視圖是指觀察、認(rèn)識(shí)和理解數(shù)據(jù)的范圍、角度和方法，是數(shù)據(jù)庫在用戶“眼中”的反映，很顯然，不同級(jí)別的用戶所“看到”的數(shù)據(jù)庫是不同的。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)為了保障數(shù)據(jù)與程序之間的獨(dú)立性，使用戶能以簡(jiǎn)單的邏輯結(jié)構(gòu)操作數(shù)據(jù)而無須考慮數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化應(yīng)用程序的編制和程序員的負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，通常DBMS將數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)分為三級(jí)模式：外模式、模式和內(nèi)模式。1.

數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.

數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)1)外模式2)模式3)內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)分為三級(jí)模式：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.

數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)1)外模式外模式又稱為用戶模式或子模式，是數(shù)據(jù)庫用戶(包括開發(fā)人員和最終用戶)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖(view)，是數(shù)據(jù)庫用戶可以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，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.

數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)1)外模式一個(gè)數(shù)據(jù)庫通常有多個(gè)外模式。當(dāng)不同用戶在應(yīng)用需求、保密級(jí)別等方面存在差異時(shí)，其外模式的描述就會(huì)有所不同。外模式是保證數(shù)據(jù)庫安全的重要措施。每個(gè)用戶只能看見和訪問所對(duì)應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)庫中的其他數(shù)據(jù)均不可見。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.

數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)2)模式模式是所有數(shù)據(jù)庫用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，是數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，反映了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的整體觀。一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)模式。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.

數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)2)模式模式不但要描述數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，比如數(shù)據(jù)記錄的組成，各數(shù)據(jù)項(xiàng)的名稱、類型、取值的范圍等，而且要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系以及數(shù)據(jù)的完整性、安全性等要求。3)內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.

數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)內(nèi)模式也稱存儲(chǔ)模式或物理模式，是對(duì)數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式，一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)內(nèi)模式。內(nèi)模式對(duì)一般用戶是透明的，但它的設(shè)計(jì)直接影響數(shù)據(jù)庫的性能。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.

數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)內(nèi)模式處于最底層，它反映數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)物理結(jié)構(gòu)中的實(shí)際存儲(chǔ)形式；模式處于中間層，它反映設(shè)計(jì)者的數(shù)據(jù)全局邏輯要求；外模式處于最外層，它反映用戶對(duì)數(shù)據(jù)的要求。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2.

數(shù)據(jù)庫的兩級(jí)映象數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別。它把數(shù)據(jù)的具體組織留給DBMS去做，用戶只要抽象地處理數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示和存儲(chǔ)，這樣就減輕了用戶使用系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2.

數(shù)據(jù)庫的兩級(jí)映象三級(jí)模式結(jié)構(gòu)之間往往差別很大，為了實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象級(jí)別的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，DBMS在三級(jí)模式結(jié)構(gòu)之間提供了兩級(jí)映象：1)外模式/模式映象2)模式/內(nèi)模式映象1)外模式/模式映象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2.

數(shù)據(jù)庫的兩級(jí)映象模式描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)，外模式描述的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于同一個(gè)模式可以有任意多個(gè)外模式。對(duì)于每個(gè)外模式，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都有一個(gè)外模式/模式映象，它定義了該外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這些映象定義通常包含在各自外模式的描述中。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2.

數(shù)據(jù)庫的兩級(jí)映象當(dāng)模式改變時(shí)(如增加新的關(guān)系、新的屬性或改變屬性的數(shù)據(jù)類型等)，由數(shù)據(jù)庫管理員對(duì)各個(gè)外模式/模式映象作相應(yīng)改變，可以使外模式保持不變。應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性。1)外模式/模式映象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2.

數(shù)據(jù)庫的兩級(jí)映象數(shù)據(jù)庫中不僅只有一個(gè)模式，而且也只有一個(gè)內(nèi)模式，所以模式/內(nèi)模式映象是唯一的，它定義了數(shù)據(jù)庫全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，說明邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的。2)模式/內(nèi)模式映象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.21.2.8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2.

數(shù)據(jù)庫的兩級(jí)映象該映象的定義通常包含在模式描述中。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變了(如選用了另一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu))，由數(shù)據(jù)庫管理員對(duì)模式/內(nèi)模式映象作相應(yīng)的改變，可以保證模式保持不變，從而應(yīng)用程序也不必改變，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性。2)模式/內(nèi)模式映象1.3Access

程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型1.3.1基本概念1.3.2數(shù)據(jù)模型組成要素1.3.3數(shù)據(jù)模型的層次類型1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3.6物理數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型1.3計(jì)算機(jī)不能直接處理現(xiàn)實(shí)世界中的具體事物，所以人們必須事先將具體事物轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)。1.3.1基本概念計(jì)算機(jī)信息處理的對(duì)象是現(xiàn)實(shí)生活中的客觀事物，在對(duì)客觀事物實(shí)施處理的過程中，首先要經(jīng)歷了解、熟悉的過程，從觀測(cè)中抽象出大量描述客觀事物的信息，再對(duì)這些信息進(jìn)行整理、分類和規(guī)范，進(jìn)而將規(guī)范化的信息數(shù)據(jù)化，最終由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲(chǔ)、處理。1.3數(shù)據(jù)模型1.3.1基本概念1.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲(chǔ)、處理，這一過程涉及三個(gè)層次，經(jīng)歷了兩次抽象和轉(zhuǎn)換：1.現(xiàn)實(shí)世界2.信息世界3.數(shù)據(jù)世界1.3.1基本概念1.3數(shù)據(jù)模型1.

現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界就是人們所能看到的、接觸到的世界，是存在于人腦之外的客觀世界。現(xiàn)實(shí)世界中的事物是客觀存在的，事物與事物之間的聯(lián)系也是客觀存在的。客觀事物及其相互聯(lián)系就處于現(xiàn)實(shí)世界中，客觀事物可以用對(duì)象和性質(zhì)來描述。1.3.1基本概念1.3數(shù)據(jù)模型2.

信息世界信息世界就是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映，又稱概念現(xiàn)實(shí)世界世界?？陀^事物在信息世界中稱為實(shí)體，反映事物間聯(lián)系的是實(shí)體模型或概念模型?，F(xiàn)實(shí)世界是物質(zhì)的，相對(duì)而言信息世界是抽象的。1.3.1基本概念1.3數(shù)據(jù)模型3.

數(shù)據(jù)世界數(shù)據(jù)世界就是信息世界中的信息數(shù)據(jù)化后對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物?，F(xiàn)實(shí)世界中的客觀事物及其聯(lián)系在數(shù)據(jù)世界中以數(shù)據(jù)模型描述。相對(duì)于信息世界，數(shù)據(jù)世界是量化的、物化的。1.3.1基本概念1.3數(shù)據(jù)模型3.

數(shù)據(jù)世界現(xiàn)實(shí)世界中的客觀事物通過數(shù)據(jù)抽象轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)世界轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。首先將現(xiàn)實(shí)世界中的客觀事物抽象為某一種信息結(jié)構(gòu)，這種信息結(jié)構(gòu)不依賴具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，不是某一個(gè)DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，而DBMS據(jù)模型是概念級(jí)的模型；然后將概念模型轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)上某一個(gè)DBMS支持的數(shù)據(jù)模型。圖1-8數(shù)據(jù)抽象過程1.3.2數(shù)據(jù)模型組成要素1.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型是對(duì)客觀事物及聯(lián)系的數(shù)據(jù)描述，是概念模型的數(shù)據(jù)化，即數(shù)據(jù)模型提供表示和組織數(shù)據(jù)的方法。一般地講，數(shù)據(jù)模型是嚴(yán)格定義的概念的集合，這些概念精確地描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性和完整性約束條件。1.3.2數(shù)據(jù)模型組成要素1.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型通常由3部分組成：1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.數(shù)據(jù)操作3.數(shù)據(jù)完整性約束1.3.2數(shù)據(jù)模型組成要素1.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對(duì)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)組織方式和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系進(jìn)行框架性描述的集合，是對(duì)數(shù)據(jù)庫靜態(tài)特征的描述，是刻畫一個(gè)數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面。因此，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，通常按照其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型來命名數(shù)據(jù)模型。1.

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)例如，層次結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、關(guān)系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型分別命名為層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。1.3.2數(shù)據(jù)模型組成要素1.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)操作是指數(shù)據(jù)庫中各記錄允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作方法及有關(guān)的操作規(guī)則等，例如，插入、刪除、修改、檢索、更新等操作是對(duì)數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)特征的描述。2.

數(shù)據(jù)操作1.3.2數(shù)據(jù)模型組成要素1.3數(shù)據(jù)模型3.

數(shù)據(jù)完整性約束數(shù)據(jù)的約束條件是關(guān)于數(shù)據(jù)狀態(tài)和狀態(tài)變化的一組完整性約束規(guī)則的集合，以保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和一致性。數(shù)據(jù)模型應(yīng)該反映和規(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。此外數(shù)據(jù)模型還應(yīng)該提供定義完整性約束的機(jī)制，以反映具體所涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定語義約束。1.3.2數(shù)據(jù)模型組成要素1.3數(shù)據(jù)模型3.

數(shù)據(jù)完整性約束例如，在學(xué)生信息表中，學(xué)生的“性別”只能為“男”或“女”。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫技術(shù)的關(guān)鍵，它的三個(gè)要素完整地描述了一個(gè)數(shù)據(jù)模型。1.3.3數(shù)據(jù)模型的層次類型1.3數(shù)據(jù)模型根據(jù)數(shù)據(jù)抽象的不同級(jí)別，可以將數(shù)據(jù)模型分為三層：1.概念數(shù)據(jù)模型2.邏輯數(shù)據(jù)模型3.物理數(shù)據(jù)模型1.3.3數(shù)據(jù)模型的層次類型1.3數(shù)據(jù)模型從現(xiàn)實(shí)世界到概念模型的轉(zhuǎn)換由數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員完成；從概念模型到邏輯模型的轉(zhuǎn)換可由數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員完成，也可用數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)工具協(xié)助設(shè)計(jì)人員來完成；從邏輯模型到物理模型的轉(zhuǎn)換一般由DBMS完成。1.3.3數(shù)據(jù)模型的層次類型1.3數(shù)據(jù)模型概念數(shù)據(jù)模型是從用戶的角度來看的，強(qiáng)調(diào)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象的基本表示和概括性描述(包括數(shù)據(jù)及其聯(lián)系)，而不考慮計(jì)算機(jī)具體實(shí)現(xiàn)，與具體的DBMS無關(guān)。1.

概念數(shù)據(jù)模型1.3.3數(shù)據(jù)模型的層次類型1.3數(shù)據(jù)模型邏輯數(shù)據(jù)模型是從計(jì)算機(jī)的角度來看的，用于在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。概念數(shù)據(jù)模型必須轉(zhuǎn)化為邏輯數(shù)據(jù)模型，才能在DBMS中實(shí)現(xiàn)。2.

邏輯數(shù)據(jù)模型1.3.3數(shù)據(jù)模型的層次類型1.3數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型是從計(jì)算機(jī)(存儲(chǔ)介質(zhì))的角度來看的，每種邏輯數(shù)據(jù)模型在實(shí)現(xiàn)時(shí)，都有其對(duì)應(yīng)的物理數(shù)據(jù)模型的支持。3.

物理數(shù)據(jù)模型1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型概念數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)稱為概念模型或信息模型，是用來建立信息世界的數(shù)據(jù)模型，與具體的DBMS無關(guān)。概念數(shù)據(jù)模型強(qiáng)調(diào)語義表達(dá)，描述信息結(jié)構(gòu)，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的第一層抽象。LOREMIPSUM1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型1)實(shí)體1.

基本概念實(shí)體是客觀存在并且可以相互區(qū)別的事物。實(shí)體可以是具體的事物，如一個(gè)學(xué)生，一本書；也可以是抽象的事物，如一次考試。1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型2)屬性1.

基本概念屬性用于描述實(shí)體的特征(性質(zhì))

，用以區(qū)分一個(gè)個(gè)實(shí)體。例如，學(xué)生可用學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡等屬性描述，一次考試可用考試時(shí)間、考試地點(diǎn)、考試科目等屬性描述。1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型3)實(shí)體型1.

基本概念具有相同屬性的實(shí)體必然具有共同的特征和性質(zhì)。用實(shí)體名及描述它的各屬性名，可以刻畫出全部同質(zhì)實(shí)體的共同特征和性質(zhì)，稱為實(shí)體型。例如，學(xué)生(學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生年月，所在院系，入學(xué)時(shí)間)就是一個(gè)實(shí)體型。1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型1.

基本概念實(shí)體集是指具有相同類型及相同屬性的實(shí)體的集合。如若干個(gè)學(xué)生實(shí)體的集合構(gòu)成學(xué)生實(shí)體集。4)實(shí)體集1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型5)實(shí)體之間的聯(lián)系1.

基本概念兩個(gè)實(shí)體集之間實(shí)體的對(duì)應(yīng)關(guān)系稱為聯(lián)系，它反映了現(xiàn)實(shí)世界事物之間的相互關(guān)聯(lián)。例如，學(xué)生和教師是兩個(gè)不同的實(shí)體集，但學(xué)生要修讀課程，兩者之間就發(fā)生了關(guān)聯(lián)，建立了聯(lián)系。1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型5)實(shí)體之間的聯(lián)系1.

基本概念(1)一對(duì)一聯(lián)系(1:1)。如果實(shí)體集E1中的每一個(gè)實(shí)體至多和實(shí)體集E2中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，反之亦然，則稱E1和E2是一對(duì)一的聯(lián)系，表示為1:1。聯(lián)系的種類分為以下三種：1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型5)實(shí)體之間的聯(lián)系1.

基本概念圖1-9所示的是一對(duì)一聯(lián)系的實(shí)體集校長和實(shí)體集學(xué)校，表示一個(gè)學(xué)校在當(dāng)前時(shí)刻只有一個(gè)校長，一個(gè)校長在當(dāng)前時(shí)刻只能擔(dān)任一個(gè)學(xué)校的校長。因此實(shí)體集校長和實(shí)體集學(xué)校之間是一對(duì)一的聯(lián)系。圖1-9一對(duì)一聯(lián)系的實(shí)體集校長和實(shí)體集學(xué)校1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型5)實(shí)體之間的聯(lián)系1.

基本概念例如，李木是第一中學(xué)的校長，第一中學(xué)的校長是李木。按照概念來說，E1中的每一個(gè)實(shí)體至多與E2中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，也可以沒有聯(lián)系，如圖1-9中的實(shí)體集E1中的陳耳和實(shí)體集E2中的第二中學(xué)。1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型5)實(shí)體之間的聯(lián)系1.

基本概念如果實(shí)體集E1中的每個(gè)實(shí)體與實(shí)體集E2中的任意多個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，而實(shí)體集E2中的每一個(gè)實(shí)體至多和實(shí)體集E1中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，則稱E1和E2之間是一對(duì)多的聯(lián)系，表示為1:N，E1稱為一方，E2稱為多方。(2)一對(duì)多聯(lián)系(1:N)。1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型5)實(shí)體之間的聯(lián)系1.

基本概念圖1-10所示的是一對(duì)多聯(lián)系的實(shí)體集學(xué)校和實(shí)體集學(xué)生，表示一個(gè)學(xué)校在當(dāng)前時(shí)刻可以有多個(gè)學(xué)生，一個(gè)學(xué)生在當(dāng)前時(shí)刻只能屬于一個(gè)學(xué)校。因此實(shí)體集學(xué)校和實(shí)體集學(xué)生之間是一對(duì)多的聯(lián)系，一方是實(shí)體集學(xué)校，多方是實(shí)體集學(xué)生。圖1-10多對(duì)一聯(lián)系的實(shí)體集學(xué)生和實(shí)體集學(xué)校1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型5)實(shí)體之間的聯(lián)系1.

基本概念如果實(shí)體集E1中的每個(gè)實(shí)體與實(shí)體集E2中的任意多個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，反之，實(shí)體集E2中的每個(gè)實(shí)體與實(shí)體集E1中的任意多個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，則稱E1和E2之間是多對(duì)多的聯(lián)系，表示為M:N。(3)多對(duì)多聯(lián)系(M:N)。1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型5)實(shí)體之間的聯(lián)系1.

基本概念圖1-11所示的是多對(duì)多聯(lián)系的實(shí)體集學(xué)生和實(shí)體集課程，表示一個(gè)學(xué)生可以修讀多門課程，一門課程可以有多個(gè)學(xué)生修讀，因此實(shí)體集學(xué)生和實(shí)體集課程之間是多對(duì)多的聯(lián)系。圖1-11多對(duì)多聯(lián)系的實(shí)體集學(xué)生和實(shí)體集課程1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型2.

實(shí)體-聯(lián)系模型(E-R模型)概念模型的表示方法很多，其中最為著名和使用最為廣泛的是P.P.Chen于1976年提出的E-R(Entity-Relationship)模型。E-R模型是直接從現(xiàn)實(shí)世界中抽象出實(shí)體類型及實(shí)體間的聯(lián)系，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象，它主要由實(shí)體、聯(lián)系和屬性組成。E-R模型的圖形表示稱為E-R圖。1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型2.

實(shí)體-聯(lián)系模型(E-R模型)基本E-R圖的組成如下：(1)矩形：表示實(shí)體集，實(shí)體名稱寫在矩形框內(nèi)。(2)橢圓：表示實(shí)體集或聯(lián)系的屬性，橢圓框內(nèi)標(biāo)明屬性的名稱。(3)菱形：表示實(shí)體間的關(guān)系，菱形框內(nèi)注明聯(lián)系名稱。(4)無向邊：連接實(shí)體和各個(gè)屬性以及連接實(shí)體和聯(lián)系，同時(shí)在無向邊上注明聯(lián)系類型(1:1,1:N或M:N)。1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型2.

實(shí)體-聯(lián)系模型(E-R模型)圖1-12～圖1-15所示分別為多個(gè)不同實(shí)體集之間的多種不同聯(lián)系的E-R圖(圖中的實(shí)體只列出了部分屬性)。圖1-12班級(jí)和班長的聯(lián)系對(duì)應(yīng)的E-R圖1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型2.

實(shí)體-聯(lián)系模型(E-R模型)圖1-13學(xué)生和班級(jí)的聯(lián)系對(duì)應(yīng)的E-R圖1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型2.

實(shí)體-聯(lián)系模型(E-R模型)圖1-14學(xué)生和課程的聯(lián)系對(duì)應(yīng)的E-R圖1.3.4概念數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型2.

實(shí)體-聯(lián)系模型(E-R模型)圖1-15學(xué)校信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的E-R圖1.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型邏輯數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)稱為邏輯模型或數(shù)據(jù)模型。概念數(shù)據(jù)模型是概念上的抽象，它與具體的DBMS無關(guān)，而邏輯數(shù)據(jù)模型與具體的DBMS有關(guān)，是DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，描述數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)，便于在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。用概念數(shù)據(jù)模型表示的數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)化為邏輯數(shù)據(jù)模型表示的數(shù)據(jù)，才能在DBMS中實(shí)現(xiàn)。1.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型根據(jù)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)間聯(lián)系的表示形式的不同，邏輯數(shù)據(jù)模型主要分為以下四種：1.層次模型2.網(wǎng)狀模型3.關(guān)系模型4.面向?qū)ο竽Ｐ?.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型1.

層次模型層次模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最早使用的數(shù)據(jù)模型，它采用層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示實(shí)體及實(shí)體之間的聯(lián)系。層次模型可以簡(jiǎn)單、直觀地表示信息世界中實(shí)體、實(shí)體的屬性及實(shí)體之間的一對(duì)多聯(lián)系。1.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型1.

層次模型層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也稱為樹形結(jié)構(gòu)，各個(gè)實(shí)體在數(shù)據(jù)模型中被稱為結(jié)點(diǎn)，層次模型有以下特點(diǎn)：(1)只有一個(gè)最高結(jié)點(diǎn)即根結(jié)點(diǎn)。(2)其余結(jié)點(diǎn)有而且僅有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)(上層結(jié)點(diǎn))。(3)每個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有零個(gè)或多個(gè)子結(jié)點(diǎn)(下層結(jié)點(diǎn))。(4)上下層結(jié)點(diǎn)之間表示一對(duì)多的聯(lián)系。1.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型1.

層次模型層次模型多用于表示行政組織機(jī)構(gòu)、家族輩分關(guān)系等。圖1-16所示為使用層次模型表示的某高校的部分組織結(jié)構(gòu)。圖1-16層次模型示例1.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型2.

網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來表示實(shí)體及實(shí)體之間的關(guān)系，可以將其看成層次模型的一種擴(kuò)展，層次模型是網(wǎng)狀模型的一個(gè)特例。在教學(xué)過程中，學(xué)生、教師、專業(yè)、課程和教室之間的關(guān)系可以用網(wǎng)狀模型表示，如圖1-17所示。圖1-17網(wǎng)狀模型示例1.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型2.

網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型有以下特點(diǎn)：(1)用圖表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。(2)允許結(jié)點(diǎn)有多于一個(gè)的父結(jié)點(diǎn)。(3)可以有一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)沒有父結(jié)點(diǎn)。(4)表示結(jié)點(diǎn)之間多對(duì)多的聯(lián)系。1.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型3.

關(guān)系模型1970年，IBM公司的E.F.Cood提出了關(guān)系模型的概念，首次運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來研究數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)操作，并將數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)從以經(jīng)驗(yàn)為主提高到以理論為指導(dǎo)。關(guān)系模型用二維表來表示實(shí)體及實(shí)體之間的聯(lián)系，一個(gè)二維表就是一個(gè)關(guān)系，它不僅可以反映實(shí)體本身，也可以反映實(shí)體之間的聯(lián)系。1.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型3.

關(guān)系模型表1-2所示為“學(xué)生”關(guān)系示例。學(xué)號(hào)姓名性別出生日期專業(yè)生源地郵政編碼政治面貌20191101李宇男2000/9/5計(jì)算機(jī)天津市西青區(qū)大寺鎮(zhèn)王村300015中共黨員20191102楊林女2001/5/17計(jì)算機(jī)北京市西城區(qū)太平街100012中共黨員20191103張山男1999/1/10計(jì)算機(jī)濟(jì)南市歷下區(qū)華能路250121預(yù)備黨員20191104馬紅女2000/3/20計(jì)算機(jī)江蘇省南京市秦淮區(qū)軍農(nóng)路210121共青團(tuán)員20191105林偉男1999/2/3計(jì)算機(jī)四川省成都市武侯區(qū)新盛路610026中共黨員20192101姜恒男1997/12/7自動(dòng)化重慶市渝中區(qū)嘉陵江濱江路400028預(yù)備黨員20192102崔敏女1997/2/24自動(dòng)化北京市朝陽區(qū)安貞街道100102中共黨員1.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型3.

關(guān)系模型關(guān)系模型可以描述一對(duì)一、一對(duì)多和多對(duì)多的聯(lián)系，并向用戶隱藏存取路徑，大大提高了數(shù)據(jù)的獨(dú)立性及程序員的工作效率。此外，關(guān)系模型建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上，支持集合運(yùn)算。關(guān)系模型是目前最成熟和最重要的一種數(shù)據(jù)模型，如Oracle、Sybase、SQLServer以及本書后面將要介紹的MicrosoftAccess2016等，都是基于關(guān)系模型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。1.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型4.

面向?qū)ο竽Ｐ兔嫦驅(qū)ο竽Ｐ褪怯妹嫦驅(qū)ο蟮挠^點(diǎn)來描述現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體的邏輯組織、實(shí)體之間的限制和聯(lián)系的模型。在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型中，所有現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體都可看成對(duì)象。一個(gè)對(duì)象包含若干屬性，用于描述對(duì)象的特性。1.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型4.

面向?qū)ο竽Ｐ蛯傩砸彩菍?duì)象，它又可包含其他對(duì)象作為其屬性。這種遞歸引用對(duì)象的過程可以繼續(xù)下去，從而組成各種復(fù)雜的對(duì)象，而且同一個(gè)對(duì)象可以被多個(gè)對(duì)象引用。除了屬性之外，對(duì)象還包含若干方法，用于描述對(duì)象的行為。方法又稱為操作，它可以改變對(duì)象的狀態(tài)。對(duì)象是封裝的，它是由數(shù)據(jù)和操作組成的封裝體。1.3.5邏輯數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型4.

面向?qū)ο竽Ｐ兔嫦驅(qū)ο髷?shù)據(jù)模型比層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型更直接、更具體，但由于面向?qū)ο竽Ｐ捅容^復(fù)雜，因此普及度不高。1.3.6物理數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的底層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽象，它描述數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的存儲(chǔ)方式和存取方法，是面向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的。物理數(shù)據(jù)模型反映了數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，它不僅與具體的DBMS有關(guān)，也和操作系統(tǒng)及硬件有關(guān)。1.3.6物理數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)模型在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫時(shí)，首先需要將現(xiàn)實(shí)世界抽象得到概念數(shù)據(jù)模型，然后將概念數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為邏輯數(shù)據(jù)模型，最后將邏輯數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為物理數(shù)據(jù)模型。最后一步一般由選定的DBMS自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。1.4Access

程序設(shè)計(jì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語1.4.2關(guān)系的性質(zhì)1.4.3關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)1.4.4關(guān)系完整性1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫是支持關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫。在關(guān)系模型中，不論是實(shí)體還是聯(lián)系都用關(guān)系來表示。一個(gè)關(guān)系模型中所有關(guān)系的集合稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫，也就是說，關(guān)系數(shù)據(jù)庫是由若干張二維表組成的，它包括二維表的結(jié)構(gòu)以及二維表中的數(shù)據(jù)兩部分。Access2016就是一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，使用它可以創(chuàng)建某一具體應(yīng)用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫。1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系模型理論、日常工作和生活及關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的術(shù)語對(duì)照如表1-3所示。1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語表1-3術(shù)語對(duì)照1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫下面10個(gè)是關(guān)系模型中一些主要的基本術(shù)語：1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語1.關(guān)系3.屬性5.關(guān)鍵字或碼2.元組4.域6.候選關(guān)鍵字或候選碼1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫下面10個(gè)是關(guān)系模型中一些主要的基本術(shù)語：1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語8.主屬性10.外部關(guān)鍵字或外碼7.主關(guān)鍵字或主碼9.非主屬性或非碼屬性11.主表和從表12.關(guān)系模式1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語1.

關(guān)系關(guān)系就是一張二維表，通常將一個(gè)沒有重復(fù)行、重復(fù)列的二維表看成一個(gè)關(guān)系，每個(gè)關(guān)系都有一個(gè)關(guān)系名。在Access2016中，一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)庫文件中的表。1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語1.

關(guān)系例如，學(xué)生信息管理系統(tǒng)中的課程表就是一個(gè)關(guān)系，如表1-4所示。表1-4課程表1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語2.

元組二維表中從第二行開始的每一行在關(guān)系中稱為一個(gè)元組，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中稱為一條記錄?！瓣P(guān)系”是元組的集合，“元組”是屬性值的集合，一個(gè)關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)就是這樣逐行逐列組織起來的。1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語3.

屬性二維表的每一列在關(guān)系中稱為一個(gè)屬性，每個(gè)屬性都有一個(gè)屬性名，屬性值則是各個(gè)元組在該屬性上的取值。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中表中的一列稱為一個(gè)字段，屬性名也稱為字段名。例如，表1-4的第二列中，“課程名”是屬性名，“Access2016”則為第三個(gè)元組在“課程名”屬性上的取值，稱為屬性值。1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語4.

域?qū)傩缘娜≈捣秶Q為域。域作為屬性值的集合，其類型與范圍具體由屬性的性質(zhì)及其所表示的意義確定。例如，表1-4中“課程性質(zhì)”屬性的域是{A,B},表1-2學(xué)生表中性別屬性的域是{男，女}。1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語5.

關(guān)鍵字或碼在關(guān)系的多個(gè)屬性中，能夠用來唯一標(biāo)識(shí)元組的屬性或?qū)傩越M稱為關(guān)鍵字或碼。例如，表1-4中的“課程號(hào)”屬性是關(guān)鍵字，因?yàn)橥ㄟ^課程號(hào)可以唯一地確定元組。表1-2中的“學(xué)號(hào)”屬性是關(guān)鍵字。1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語6.

候選關(guān)鍵字或候選碼如果在一個(gè)關(guān)系中存在多個(gè)屬性(或?qū)傩越M)，且都能用來唯一標(biāo)識(shí)該關(guān)系中的元組，那么這些屬性(或?qū)傩越M)都稱為該關(guān)系的候選關(guān)鍵字或候選碼。1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語6.

候選關(guān)鍵字或候選碼例如，表1-4中，如果沒有重名的課程名，那么課程號(hào)和課程名都是課程表的候選關(guān)鍵字。學(xué)生表中，如果有“身份證號(hào)”屬性，那么學(xué)號(hào)和身份證號(hào)都是學(xué)生表的候選關(guān)鍵字。LOREMIPSUM1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語7.

主關(guān)鍵字或主碼在一個(gè)關(guān)系的若干候選關(guān)鍵字中，被指定作為關(guān)鍵字的候選關(guān)鍵字稱為該關(guān)系的主關(guān)鍵字(簡(jiǎn)稱主鍵)或主碼。1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語7.

主關(guān)鍵字或主碼關(guān)系的主鍵只有一個(gè)，這個(gè)主鍵可以是一個(gè)屬性，也可以是多個(gè)屬性的組合。如表1-2的學(xué)生表中，選擇“學(xué)號(hào)”作為主鍵，則此主鍵是一個(gè)屬性。圖1-18中成績(jī)表score的主鍵為(學(xué)號(hào)，課號(hào))，則此主鍵是兩個(gè)屬性的組合。1.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.4.1關(guān)系模型的基本術(shù)語8.

主屬性在一個(gè)關(guān)系中，包含在任一候選關(guān)鍵字中的屬性稱為主屬性