第4章數(shù)據(jù)庫(kù)概論

1、第4章 數(shù)據(jù)庫(kù)概論4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)處理是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)主要方面；數(shù)據(jù)處理的得力助手和工具是計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)處理的的核心技術(shù)是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。4.1.1 信息與數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫(kù)管理的基本內(nèi)容和對(duì)象。信息是客觀事物屬性的反映，是經(jīng)過(guò)加工處理并對(duì)人類客觀行為產(chǎn)生影響的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式。數(shù)據(jù)是反映客觀事物屬性的符號(hào)記錄，是信息的載體，是信息的具體表現(xiàn)形式。2數(shù)據(jù)與信息的區(qū)別：信息是有用的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式；信息是通過(guò)數(shù)據(jù)符號(hào)來(lái)傳播的，數(shù)據(jù)如不具有知識(shí)性和有用性則不能稱其為信息。數(shù)據(jù)與信息的關(guān)聯(lián)：信息是向人們提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)有關(guān)事物的知識(shí)；數(shù)據(jù)則是載荷信息的物理符號(hào)，二者是不可分離而又有一定區(qū)別的兩個(gè)

2、相關(guān)的概念。數(shù)據(jù)與信息的區(qū)分：在不很嚴(yán)格的場(chǎng)合下，不做嚴(yán)格的區(qū)分，甚至當(dāng)同義詞來(lái)使用，如信息處理與數(shù)據(jù)處理、信息采集與數(shù)據(jù)采集等。34.1.2 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理（常又稱為信息處理）：包括對(duì)數(shù)據(jù)的采集、整理、存儲(chǔ)、分類、排序、檢索、維護(hù)、加工、統(tǒng)計(jì)和傳輸?shù)纫幌盗胁僮鬟^(guò)程。數(shù)據(jù)管理：隨著數(shù)據(jù)處理量的迅速增長(zhǎng)，產(chǎn)生了數(shù)據(jù)管理技術(shù)，其發(fā)展經(jīng)歷了以下三個(gè)階段:人工管理階段文件管理階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理階段41. 人工管理階段數(shù)據(jù)不保存，沒有數(shù)據(jù)管理軟件，只有程序而沒有文件的概念，一組數(shù)據(jù)面向一個(gè)應(yīng)用程序。2. 文件管理階段數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存在磁盤上，程序與數(shù)據(jù)有相對(duì)的獨(dú)立性，數(shù)據(jù)文件之間相互獨(dú)立缺乏聯(lián)系而產(chǎn)生冗

3、余，數(shù)據(jù)文件的設(shè)計(jì)仍然基于特定的用途但可重復(fù)使用。3. 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理階段采用復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，面向整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，數(shù)據(jù)完整性以及數(shù)據(jù)安全性。54.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)1. 數(shù)據(jù)庫(kù)特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。按數(shù)據(jù)模型組織為結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)整體。減少冗余度。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，減少存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的重復(fù)。數(shù)據(jù)共享性。多個(gè)應(yīng)用程序及多個(gè)用戶共享庫(kù)中數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)獨(dú)立性。數(shù)據(jù)與程序相互獨(dú)立，互不依賴。2. 數(shù)據(jù)庫(kù)術(shù)語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)(DataBase，簡(jiǎn)稱DB)：按一定方式組織的，具有一定結(jié)構(gòu)和規(guī)范的，可共享且獨(dú)立的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DataBase Management System，簡(jiǎn)稱DBMS ) ：對(duì)數(shù)

4、據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理、加工的軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DataBase System，簡(jiǎn)稱DBS )：由數(shù)據(jù)庫(kù)資源、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員和用戶等構(gòu)成。64.2 數(shù)據(jù)模型描述數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)間聯(lián)系的結(jié)構(gòu)，研究如何組織數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。主要包括三個(gè)要素：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：描述數(shù)據(jù)對(duì)象及它們之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)操作：各種數(shù)據(jù)對(duì)象允許執(zhí)行的操作。數(shù)據(jù)約束條件：一組完整性規(guī)則，數(shù)據(jù)及其聯(lián)系應(yīng)具有的制約和依存規(guī)則。74.2.1 數(shù)據(jù)抽象信息抽象：現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映產(chǎn)生信息世界，形成實(shí)體模型數(shù)據(jù)抽象：信息世界中的信息進(jìn)行整理后存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)世界，形成數(shù)據(jù)模型在計(jì)算機(jī)世界的數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù),是經(jīng)過(guò)兩

5、級(jí)抽象而來(lái)的?，F(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)事物信息世界實(shí)體模型計(jì)算機(jī)世界數(shù)據(jù)模型信息抽象數(shù)據(jù)抽象84.2.2 實(shí)體模型（也稱概念模型或信息模型）1. 基本概念(1) 實(shí)體(entity)現(xiàn)實(shí)世界的事物在信息世界中被抽象為“實(shí)體”。如學(xué)生、汽車(2) 實(shí)體集(entity set)性質(zhì)相同的同類實(shí)體的集合，也稱為實(shí)體整體。如所有的學(xué)生(3) 屬性(attribute)實(shí)體的某一特性。如一個(gè)學(xué)生實(shí)體的姓名、性別、年齡是學(xué)生的屬性（屬性型），而張三、男、18歲是屬性值(4) 實(shí)體型(entity type)若干屬性值的集合可表示一個(gè)實(shí)體，而若干個(gè)屬性型所組成的集合可表示一個(gè)實(shí)體的類型(5) 鍵(key)唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)

6、實(shí)體的屬性或?qū)傩约?，也稱實(shí)體標(biāo)識(shí)符。如學(xué)號(hào)92. 實(shí)體間的聯(lián)系從現(xiàn)實(shí)世界的事物抽象出實(shí)體及實(shí)體之間的聯(lián)系實(shí)體模型實(shí)體間的聯(lián)系分為三種類型(1) 一對(duì)一聯(lián)系（1:1）如果實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體至多與實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)(相聯(lián)系)，反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B的聯(lián)系為一對(duì)一的聯(lián)系。10(2) 一對(duì)多聯(lián)系（1:n）如果實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集B中的多個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)(相聯(lián)系)，反之，實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體至多與實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)(相聯(lián)系)，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B的聯(lián)系為一對(duì)多的聯(lián)系。11(3) 多對(duì)多聯(lián)系（m:n）如果實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集B中的多個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)(相聯(lián)系)，而實(shí)體集

7、B中的一個(gè)實(shí)體也與實(shí)體集A中的多個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)(相聯(lián)系)，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B的聯(lián)系為多對(duì)多的聯(lián)系。如一個(gè)老師可以有多個(gè)學(xué)生，而一個(gè)學(xué)生同時(shí)會(huì)有多個(gè)老師等。123. 實(shí)體模型的表示方法E-R 圖矩形框：表示實(shí)體集，框里寫上實(shí)體名。橢圓框：表示實(shí)體的屬性，框里寫上屬性名、并用無(wú)向邊與相應(yīng)的實(shí)體連接。菱形框：表示實(shí)體間的聯(lián)系，框里寫上聯(lián)系方式、并用無(wú)向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接，旁邊標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1、1:n或m:n）。學(xué)校管理校長(zhǎng)11一對(duì)一模型班級(jí)組成學(xué)生1n一對(duì)多模型學(xué)生選修課程nm多對(duì)多模型13144.2.3 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型是實(shí)體模型的數(shù)據(jù)化，實(shí)體模型經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)抽象后成為計(jì)算機(jī)世界的數(shù)據(jù)模型。

8、數(shù)據(jù)模型具有多種結(jié)構(gòu)形式，數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定數(shù)據(jù)庫(kù)的性能。數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)方法決定著數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)方法。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型有：層次模型(Hierarchical Model)、網(wǎng)狀模型(Network Model)、關(guān)系模型(Relational Model)面向?qū)ο竽Ｐ?Object-Oriented Model)。151. 層次模型層次模型（Hierarchical model）用樹形結(jié)構(gòu)來(lái)表示各類實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系。每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型，結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄類型間的聯(lián)系，這種聯(lián)系只能是父子聯(lián)系。每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段，這里，記錄類型描述的是實(shí)體，字段描述實(shí)體的屬性。層

9、次模型象一棵倒置的樹，根結(jié)點(diǎn)在上，層次最高；子結(jié)點(diǎn)在下，逐層排列。其特征為：樹中所有父子結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系都為一對(duì)多的聯(lián)系。層次模型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)只能處理一對(duì)多的實(shí)體關(guān)系，用層次模型表示多對(duì)多聯(lián)系，必須首先將其分解成一對(duì)多聯(lián)系。162. 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型（Network model）是層次模型的擴(kuò)展，表示多個(gè)從屬關(guān)系的層次結(jié)構(gòu)，是一種有向圖結(jié)構(gòu)。其呈現(xiàn)一種交叉關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀模型是一種比層次模型更具普遍性的結(jié)構(gòu)，它去掉了層次模型的兩個(gè)限制，允許多個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，允許結(jié)點(diǎn)有多個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)，此外它還允許兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間有多種聯(lián)系（稱之為復(fù)合聯(lián)系）。網(wǎng)狀模型可以表示較復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即可以表示數(shù)據(jù)間的縱向

10、關(guān)系，也可以表示數(shù)據(jù)間的橫向關(guān)系173. 關(guān)系模型關(guān)系模型（Relational Model）是用二維表框架來(lái)表示實(shí)體及其之間聯(lián)系的模型，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一個(gè)二維表格結(jié)構(gòu)，又可稱為一個(gè)關(guān)系。表格中的一行數(shù)據(jù)構(gòu)成一個(gè)實(shí)體，稱為一個(gè)記錄(也稱元組)；表格中的列即為實(shí)體的屬性，屬性型稱為字段，屬性值稱為數(shù)據(jù)項(xiàng)，數(shù)據(jù)項(xiàng)的取值范圍稱為值域。18在給定的關(guān)系中，若存在一個(gè)(或一組)能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)記錄(元組)的字段，則該字段稱為關(guān)鍵字，也常常稱為碼。若一個(gè)關(guān)系有多個(gè)碼，則選定其中一個(gè)為主碼（Primary key）。如學(xué)生關(guān)系中，字段學(xué)號(hào)就具有這種特性，它能夠唯一地確定一個(gè)學(xué)生記錄，所以學(xué)號(hào)是學(xué)生的關(guān)鍵字。關(guān)系

11、的三種類型：基本表（又稱基本關(guān)系或基表），是實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的表。查詢表是查詢結(jié)果對(duì)應(yīng)的表。視圖表是由基本表或其他視圖表導(dǎo)出的表，是虛表，不對(duì)應(yīng)實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。關(guān)系模型中，實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都用表來(lái)表示。在數(shù)據(jù)庫(kù)的物理組織中，表以文件形式存儲(chǔ)，每一個(gè)表通常對(duì)應(yīng)一種文件結(jié)構(gòu)。19(1) 關(guān)系模型的性質(zhì) 一個(gè)表中不允許出現(xiàn)相同的二個(gè)字段（屬性）。 一個(gè)表中不允許出現(xiàn)相同的二條記錄（元組）。 一個(gè)表中同一列的數(shù)據(jù)項(xiàng)必須是類型相同的數(shù)據(jù)。 一個(gè)表中行或列的順序改變都不影響表格所描述的內(nèi)容。 一個(gè)表中每一行每一列的數(shù)據(jù)項(xiàng)都是不可拆分的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)。即不允許表中有表。(2) 關(guān)系的三類完整性約束數(shù)據(jù)的完整性約束

12、是為了防止錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)操作，控制相關(guān)表中記錄的插入、刪除、更新或修改，以保證數(shù)據(jù)的可靠、有效、正確引用。三類完整性約束：域完整性、實(shí)體完整性和參照完整性。20 域完整性也稱用戶定義完整性，是針對(duì)某一具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的約束條件或數(shù)據(jù)須滿足的要求。如：性別必須是男或女，年齡在1660之間等等。 實(shí)體完整性關(guān)系模型中主碼作為唯一性標(biāo)識(shí)，主碼中的屬性即主屬性不能取空值。如：學(xué)號(hào)以主碼作為唯一性標(biāo)識(shí)，其主屬性學(xué)號(hào)不能為“空值”。 參照完整性在關(guān)系模型中，實(shí)體與實(shí)體間的聯(lián)系是用關(guān)系來(lái)描述的，這就存在著關(guān)系與關(guān)系間的引用。如有三個(gè)關(guān)系：關(guān)系1：學(xué)生(學(xué)號(hào)，姓名)關(guān)系2：課程(課程編號(hào),課程名稱)關(guān)系3：選修(學(xué)

13、號(hào)，課程編號(hào)，成績(jī))選修關(guān)系中的“學(xué)號(hào)”及“課程編號(hào)”，需參照學(xué)生關(guān)系中的“學(xué)號(hào)”及課程關(guān)系中的“課程編號(hào)”，它們必須是確實(shí)存在的“學(xué)號(hào)”及“課程編號(hào)”。214. 面向?qū)ο竽Ｐ兔嫦驅(qū)ο竽Ｐ停∣bject-Oriented-Model）中最基本的概念是對(duì)象和類，主要操作是對(duì)象及類的操作，容易實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)以及應(yīng)用系統(tǒng)的擴(kuò)充。面向?qū)ο竽Ｐ筒坏^承了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的許多優(yōu)良的性能，還能處理多媒體數(shù)據(jù)，并支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)。因此，已成為目前數(shù)據(jù)庫(kù)中最有前途和生命力的發(fā)展方向。224.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，并以管理為目的的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(Data Base System,簡(jiǎn)稱DBS )。

14、4.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)和人員組成1.硬件包括主機(jī)、輸入、輸出設(shè)備。2.軟件包括操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)庫(kù)接口的高級(jí)語(yǔ)言及其開發(fā)工具，和為特定應(yīng)用環(huán)境開發(fā)的應(yīng)用程序系統(tǒng)。3.數(shù)據(jù)庫(kù)指與某一特定應(yīng)用有關(guān)的全部數(shù)據(jù)的集合。包括具體應(yīng)用數(shù)據(jù)的集合以及各級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的描述。234.人員(1) 終端用戶：具體操作數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)的模式結(jié)構(gòu)對(duì)終端用戶是透明的。(2) 應(yīng)用程序員：以外模式為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和編制具體的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)庫(kù)的映象功能保證了他們不必考慮具體的存儲(chǔ)細(xì)節(jié)。(3) 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)員：設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)，與用戶及數(shù)據(jù)庫(kù)管理員相結(jié)合，確定系統(tǒng)的軟硬件配置并參與數(shù)據(jù)

15、庫(kù)各級(jí)模式的概要設(shè)計(jì)。(4) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(database administrator，DBA)：全面負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的管理、控制與維護(hù)，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員的素質(zhì)在一定程度上決定了數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的水平，所以他們是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中最重要的人員。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員的主要職責(zé)包括： 設(shè)計(jì)與定義數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。 幫助最終用戶使用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。 監(jiān)督與控制數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的使用和運(yùn)行。 改進(jìn)和重組數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能。 轉(zhuǎn)儲(chǔ)與恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)。 重構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)。244.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可以分為集中式、客戶機(jī)/服務(wù)器式（C/S）、瀏覽器/服務(wù)器式（B/S）、分布式結(jié)構(gòu)。1. 集中

16、式整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，包括應(yīng)用程序、DBMS、數(shù)據(jù)都裝在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上。所有的數(shù)據(jù)處理都在主機(jī)上進(jìn)行，終端沒有數(shù)據(jù)處理能力。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)易于管理維護(hù)缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)的存取通道會(huì)形成瓶頸，從而使系統(tǒng)性能下降。252. 客戶機(jī)/服務(wù)器式（client/server，C/S）把DBMS功能和應(yīng)用分開，在網(wǎng)絡(luò)中將某個(gè)服務(wù)器專門用于安裝數(shù)據(jù)庫(kù)和執(zhí)行DBMS核心功能，這臺(tái)服務(wù)器稱為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；而DBMS的應(yīng)用開發(fā)工具、應(yīng)用程序及客戶端軟件安裝在客戶機(jī)上。在C/S中，客戶機(jī)將數(shù)據(jù)傳送到服務(wù)器，服務(wù)器進(jìn)行處理后只將結(jié)果返回給客戶機(jī)，從而顯著減少了網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)傳輸量，提高了系統(tǒng)的性能和負(fù)載能力。263. 瀏覽器/

17、服務(wù)器式（browser/server，B/S）在客戶端用瀏覽器代替應(yīng)用程序，在后臺(tái)增加一個(gè)Web服務(wù)器，通過(guò)它再與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接，從而形成B/S結(jié)構(gòu)。在B/S中，客戶機(jī)不用安裝應(yīng)用程序及客戶端軟件，減少了系統(tǒng)的開銷，并對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)工作帶來(lái)方便。B/S結(jié)構(gòu)適合數(shù)據(jù)處理不太復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，它是C/S結(jié)構(gòu)的繼承和發(fā)展。274. 分布式分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個(gè)整體，但物理地分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)上，每個(gè)結(jié)點(diǎn)上的主機(jī)又帶有多個(gè)終端用戶。網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都可以獨(dú)立地處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行局部應(yīng)用。同時(shí)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)也能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行全局應(yīng)用。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分布式存放對(duì)數(shù)據(jù)的處理、管

18、理和維護(hù)提出了更高的要求。284.3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1. 需求分析分析用戶的需求，確定系統(tǒng)的功能，考慮系統(tǒng)的擴(kuò)充性和前瞻性。2. 軟件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)：建立實(shí)體模型、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、描述數(shù)據(jù)字典。應(yīng)用程序設(shè)計(jì)：規(guī)劃功能模塊、菜單界面設(shè)計(jì)、各模塊程序設(shè)計(jì)。3. 系統(tǒng)測(cè)試功能測(cè)試。測(cè)試應(yīng)用程序的功能，驗(yàn)證是否滿足要求。 性能測(cè)試。測(cè)量系統(tǒng)的性能指標(biāo)，分析是否符合設(shè)計(jì)。 4. 運(yùn)行與維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)投入運(yùn)行標(biāo)志著開發(fā)任務(wù)的完成和維護(hù)工作的開始，由于系統(tǒng)的需求不斷提高、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)不斷變化，需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)常性的評(píng)價(jià)、調(diào)整、維護(hù)、修改、升級(jí)等工作。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的維護(hù)工作主要由DBA完成。29

19、4.4 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的管理系統(tǒng)。4.4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能1. 數(shù)據(jù)庫(kù)定義為提高數(shù)據(jù)庫(kù)的獨(dú)立性、安全性，定義為三級(jí)模式結(jié)構(gòu)：分別是外模式、模式、內(nèi)模式。定義各個(gè)外模式與模式之間的映射，定義模式與內(nèi)模式之間的映射，定義有關(guān)的約束條件。 30(1) 外模式也稱子模式或用戶模式，它面向數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(用戶數(shù)據(jù)庫(kù))。是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。(2) 模式也稱邏輯模式，由DBMS管理(概念數(shù)據(jù)庫(kù))。是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。數(shù)據(jù)庫(kù)模式以某一種數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)。(3) 內(nèi)模式也稱存貯模式(存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù))，是數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的描述

20、，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的表示方式。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式。用戶看到的是外模式，數(shù)據(jù)按內(nèi)模式存儲(chǔ)，它通過(guò)模式映像而來(lái)。當(dāng)模式改變時(shí)，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員對(duì)各外模式模式映象作相應(yīng)改變，使外模式保持不變，應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變了，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員對(duì)模式內(nèi)模式映象作相應(yīng)改變，使模式保持不變，保證了數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。312. 數(shù)據(jù)庫(kù)操縱包括對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(檢索和統(tǒng)計(jì))、更新(增加、刪除與修改)等基本操作。3. 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與控制包括對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行并發(fā)控制、安全性檢查、完整性約束條件的檢查和執(zhí)行、數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)部維護(hù)。4. 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)管理對(duì)數(shù)據(jù)字典、用戶數(shù)據(jù)、存取路徑等進(jìn)

21、行組織、存儲(chǔ)和管理，提高存儲(chǔ)空間利用率以及查找、增、刪、改等操作的存取時(shí)間效率。 5. 數(shù)據(jù)庫(kù)建立與維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，數(shù)據(jù)輸入與轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)、恢復(fù)、重組織、系統(tǒng)性能監(jiān)視與分析等。6. 數(shù)據(jù)字典將所定義的數(shù)據(jù)庫(kù)按一定的形式分類編目，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中有關(guān)信息進(jìn)行具體描述。324.4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的分類1. 按數(shù)據(jù)模型分類可分為：層次、網(wǎng)狀、關(guān)系和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。目前關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)占據(jù)著主要市場(chǎng)，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)在逐步發(fā)展。同時(shí)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)也在不斷擴(kuò)充面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)類型。如Visual FoxPro就是典型的微機(jī)對(duì)象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它集成了許多面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，增加了存儲(chǔ)多媒體數(shù)據(jù)的字段，如支持聲音、圖形等。2. 按數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)分類可分為：?jiǎn)斡脩?、主從式、分布式、客戶機(jī)/服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。目前客戶機(jī)/服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)正在逐漸成為數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的主流。3. 按通用性分類可分為：通用和專用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。334.4.3 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的發(fā)展第一代的層次、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)；第二代的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)；第三代的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與其它學(xué)科的結(jié)合，涌現(xiàn)出各種新型的數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與分布式處理技術(shù)相結(jié)合：分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與并行式處理技術(shù)相結(jié)合：并行式數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與人工智能