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文檔簡介
1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論計算機與信息工程學(xué)院AN INTRODUCTION TO DATABASE SYSTEM 黃 楠2 授課教師:黃楠 E-mail: Tel: 139387111993學(xué)時分配: 總學(xué)時 :54學(xué)時(18周)其中: 教學(xué) 36學(xué)時 上機實訓(xùn) 18學(xué)時 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%)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(xué)出版社 王能忠等 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用成都科技大學(xué)出版社 A Fir
2、st Course in Database Systems數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ)教程Jeffrey.D.Ullman著 史嘉權(quán)譯 詹英 等 數(shù)據(jù)庫技術(shù)(SQL Server2005)清華大學(xué)出版社SQL Server 2005操作的相關(guān)書籍?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論的主要參考資料:6本課程主要內(nèi)容:第1章 緒論 第3章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(2.9)第2章 SQL-Server操作基礎(chǔ)第5章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論第7章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 第6章 系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)(1)第4章 SQL語言 (3.8)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(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)組成及應(yīng)用研究8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.11.1.1
3、 引言 計算機的應(yīng)用領(lǐng)域: 數(shù)值計算 數(shù)據(jù)處理 實時控制 人工智能 輔助設(shè)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。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(dǎo)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(xué)的保存和管理復(fù)雜的大量數(shù)據(jù),以便能方便地利用信息資源。1.1.1引言101.1.1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、
4、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(jié)構(gòu))(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(shù)。 -數(shù)據(jù)庫技術(shù)115. 基本概念(1) 數(shù)據(jù)庫技術(shù)是研究數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、存儲、設(shè)計、管理和使用的一門軟件學(xué)科。(2) 數(shù)據(jù)庫(Data Base)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。1.1.1引言(3) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Data Base Management System)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)
5、 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(Data Base System)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)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)。 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(shù)和設(shè)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 18901946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131.1.2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(xué)計算 軟件:匯編語言 沒有OS 硬件:磁帶、卡片等順序存儲設(shè)備 數(shù)據(jù)處理方式:
6、批處理 應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)組1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)組2應(yīng)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。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。1.1.2數(shù)據(jù)管理的進展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(yīng)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(xué)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(shè)備 數(shù)據(jù)處理方式:批處理,聯(lián)機
7、實時處理1.1.2數(shù)據(jù)管理的進展 (2) 特點應(yīng)用程序1文件1應(yīng)用程序2文件2應(yīng)用程序n文件n文件系統(tǒng) 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)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。1.1.2數(shù)據(jù)管理的進展3、數(shù)據(jù)庫系階段 1968年 IBM公司的 IMS 1969年 美國 CODASYL(conference on data system language)下的DBTG報告 1970年 IBM公司 E. F. Co
8、dd的關(guān)系模型(2) 進入DBS的三大標(biāo)志18 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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。 數(shù)據(jù)的安全控制 數(shù)據(jù)的完整性 并發(fā)控制 恢復(fù) 3數(shù)據(jù)庫階段(3) 特點應(yīng)用程序1 文件1 文件2 文件nabcdefghDBMS應(yīng)用程序2應(yīng)用程序nabacfb19求和: SELECT Sum(Num) FROM Data求最大值:SELECT Max(Num) FROM Data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)201.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.1.3 高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)階段 80年代后 1. 分布式DBS的特
9、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(luò) 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?qū)ο驞BS的特點面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型能完整地描述現(xiàn)實世界的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),能表達數(shù)據(jù)間的嵌套、遞歸關(guān)系。具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)的封裝性和繼承性,提高了 軟件的可重用性。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(shù)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(shè)計圖形和工程設(shè)計文檔,并能為工程設(shè)計提供各種服務(wù)的數(shù)據(jù)庫7. 空間數(shù)據(jù)庫 是描述、存儲與處
10、理具有位置、形狀、大小、分布特征及空間關(guān)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)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(jié):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。23 作 業(yè): 本節(jié)結(jié)束數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.1P37 1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?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251.2數(shù)據(jù)模型認識抽象轉(zhuǎn)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261.2.1 數(shù)
11、據(jù)模型的三要素1.2數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)操作完整性約束條件1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 描述系統(tǒng)的靜態(tài)特征。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是所研究的對象類型(object type)的集合。在DBS中按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型來命名數(shù)據(jù)模型分:層次結(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 關(guān)系結(jié)構(gòu) 的模型稱為 層次模型 網(wǎng)狀模型 關(guān)系模型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1.2.1281.2.2
12、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(Entity Type): 實體類型。同型實體應(yīng)具有相同的屬性。 實體集(Entity Set) : 同型實體的集合。鍵(key): 能唯一標(biāo)識每個實體的屬性或?qū)傩约?。?lián)系(Relationship):數(shù)據(jù)模型1.229一對一聯(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1.2.230一對多聯(lián)系(1:m) E1、
13、E2兩實體集,E1中的任一實體在E2中有n個實體(n0)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1.2.231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(n0)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16) 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17、 例18)信息世界中的基本概念1.2.232 1976年P(guān).S.Chen提出 實體聯(lián)系方法( Enti
14、ty-Relationship Approach )。 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(xué)生實體型,課程實體型。學(xué)生課程信息世界中的基本概念1.2.23、概念模型的表示方法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(yīng)的實體連接起來。例1-2:學(xué)生實體型具有學(xué)號、姓名、性別、出生日期、專業(yè)屬性,并且,學(xué)號具有唯一標(biāo)識性。學(xué)生出生日期專業(yè)性別學(xué)號姓名信息世界中的基本概念1.2.234 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(guān)實體連接起來,同時在無向
15、邊旁標(biāo)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(xué)校,一個學(xué)校也只有一個校長。學(xué)校校長管理11例1-4: 一個學(xué)校有若干學(xué)生,一個學(xué)生只能在一個 學(xué)校學(xué)習(xí)。學(xué)校學(xué)習(xí)學(xué)生1m信息世界中的基本概念1.2.235例1-5: 學(xué)生選修課程。一個學(xué)生可以選修多門課程,一門課程可以被多個學(xué)生選修。每個學(xué)生選修一門課程有一個成績。課程學(xué)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1.2.236 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
16、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1.2.237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1.2.238教職工領(lǐng)導(dǎo)1m例1-7:教職工實體集,其中一個校長可以領(lǐng)導(dǎo)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(lǐng)導(dǎo)。信息世界中的基本概念1.2.239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1.2.2 一個學(xué)校有若干教師和若干學(xué)生,教師只在一所學(xué)校任教;一個學(xué)生只在一個學(xué)校學(xué)習(xí);一個學(xué)生可
17、以選修多門課程,一門課程也可以被多個學(xué)生選修,且一個學(xué)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(xué)校系統(tǒng)的概念模型。教師學(xué)校學(xué)生課程講授選修學(xué)習(xí)成績m11mn參考書工作pmnp1.2.2信息世界中的基本概念41學(xué)校 屬性有 校名、地址、電話。校名具有唯一標(biāo)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(biāo)識性。學(xué)生 屬性有 學(xué)號、姓名、性別、出生日期、專業(yè)。學(xué)號具有唯一標(biāo)識性。課程 屬性有 課程號、課程名、學(xué)分。課程號具有唯一標(biāo)識性。參考書 屬性有 書號、書名、作者、出版
18、社。書號具有唯一標(biāo)識性。信息世界中的基本概念1.2.242學(xué)校系統(tǒng)的E-R圖教師學(xué)校學(xué)生課程講授選修學(xué)習(xí)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(xué)號姓名性別專業(yè)出生日期課程號課程名學(xué)分書號書名作者出版社43教師學(xué)校學(xué)生課程講授選修學(xué)習(xí)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1.2.244教師學(xué)校學(xué)生課程學(xué)號出生日期電話學(xué)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?qū)ο髷?shù)據(jù)模型層次 網(wǎng)狀非關(guān)系模型基本層次聯(lián)系兩記錄型(非關(guān)系模型中的實體型)
19、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(guān)系模型中,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的單位是基本層次聯(lián)系。RiRjLij雙親 子女關(guān)系1.2(對于m:n,它轉(zhuǎn)化多個1:m)461.2.4 層次模型1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)滿足以下兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。 有且只有一個結(jié)點無父結(jié)點,稱之為根結(jié)點。 根結(jié)點以外其他結(jié)點有且只有一個父結(jié)點。 每個結(jié)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1.2 1968年,IBM公司的IMS系統(tǒng),是基于層次模型的DBMS,也是最早的DBMS。47.層次模型是一棵倒置的樹。層次模型中雙親結(jié)點是唯一的,只要指出他的
20、父結(jié)點就可以表示層次模型結(jié)構(gòu)。系學(xué)生教研室教師層次模型1.2.4482. m:n在層次模型中的表示學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生課程課程課程課程學(xué)生課程選修mn+ 冗余結(jié)點特點: 結(jié)構(gòu)清晰浪費空間虛擬結(jié)點特點: 用指引元代替冗余結(jié)點 層次模型1.2.449(2) 樹中實體間的聯(lián)系是單一的 對于父子結(jié)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(shè)備設(shè)備設(shè)備使用維修使用維修層次模型1.2.450(3) 對于非樹的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)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 查詢層次模型1.2.451 4. 存儲結(jié)構(gòu) 不僅存儲數(shù)據(jù)內(nèi)容,還要
21、存數(shù)據(jù)之間的層次聯(lián)系。 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。A BCA1 B1B2B3C1C2C3C4C5C6C7C8層次模型1.2.4A1B1C1C2C3B2C4C5B3C6C7C852 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(shè)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1.2.453 層次序列鏈接法A1A2B1B2B3C1C2C3C4C5C6C7C8層次模型1.2.4545. 層次摸型的優(yōu)缺點 優(yōu)點: 簡單。 對于一些樹狀結(jié)構(gòu)的
22、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(jié)構(gòu)表示方法方法笨拙。 增、刪、改的限制多。 查詢必須通過雙親。 結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、層次命令趨于程序化、編寫復(fù)雜。層次模型1.2.4551.2數(shù)據(jù)模型1.2.5 網(wǎng)狀模型1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(jié)點可以有多于一個的雙親結(jié)點。 允許有一個以上的根結(jié)點 1969,1971.CODASYL下屬的DBTG發(fā)布了一系列DBTG報告。561.2數(shù)據(jù)模型 2. 網(wǎng)狀模型對m:n表示學(xué)生選修課程mn學(xué)生課程選修學(xué)生573. 數(shù)據(jù)操縱與完整性約束支持記錄碼的
23、概念。 保證聯(lián)系是1:m。 可以支持雙親子女的某些約束。 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(jié)構(gòu) 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1.2.558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1.2.559單向環(huán)轉(zhuǎn)向首鏈 雙向環(huán)轉(zhuǎn)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1.2.560
24、例:學(xué)生選課的網(wǎng)狀模型數(shù)據(jù)庫學(xué)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(fù)雜結(jié)構(gòu),勢必會影響系統(tǒng)的復(fù)雜度,耗用大量的存儲空間。網(wǎng)狀模型1.2.561 指針陣列法: 所有指向?qū)儆涗浀闹羔樓度胂凳子涗浿校纬梢粋€排了序的指針。查找時無須走鏈。網(wǎng)狀模型1.2.5首記錄屬1屬2625. 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(jié)構(gòu)復(fù)雜。 其DDL、DML語言復(fù)雜不易使用。網(wǎng)狀模型1.2.5631.2.6 關(guān)系模型數(shù)據(jù)模型1.21. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)(集合論)之上的。 用二維表數(shù)據(jù)(集合論中的關(guān)系)來表示實
25、體及實體間聯(lián)系的模型關(guān)系模型男張智忠學(xué)號姓名性別黨員專業(yè)出生年月助學(xué)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(xué)81-04-18¥180.00990102姜沛棋女No數(shù)學(xué)81-12-02¥280.00No數(shù)學(xué)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(guān)鍵字唯一確定一條記錄 64 術(shù)語 關(guān)系二維表 元組(記錄)一行 屬性一列 主碼(鍵)
26、唯一確定一元組的屬性組 域?qū)傩缘娜≈捣秶?分量(字段)元組中的屬性值 關(guān)系模式:對關(guān)系的描述學(xué)生(學(xué)號,姓名,性別,黨員,專業(yè),出生年月,助學(xué)金) 關(guān)系模型的特點 概念單一 關(guān)系必須是規(guī)范化的關(guān)系模型1.2.6652. 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(guān)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(jié)構(gòu)二維表以文件形式存儲 一個表對應(yīng)一個 OS文件 自己建立一個文件結(jié)構(gòu) 關(guān)系模型1.2.6664. 關(guān)系模型的優(yōu)缺點優(yōu)點: 建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)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
27、,須對查詢進行優(yōu)化關(guān)系模型1.2.6671.2數(shù)據(jù)模型1.2.7 面向?qū)ο髷?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(jié)構(gòu)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(guān)系 子類:定義類型之間的一種子集關(guān)系。它抽象了類型之間的“is a”的語義聯(lián)系。例如68isa學(xué)生年齡性別專業(yè)學(xué)號姓名本科生isa研究生導(dǎo)師69 本節(jié)小結(jié):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(guān)系模型的特點70 作 業(yè): 本節(jié)結(jié)束1.2數(shù)據(jù)模型P38 7 11 12 13711.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)1.3.1 DBS的三級模式二級映象結(jié)構(gòu)應(yīng)用
28、程序A應(yīng)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(jié)構(gòu)72 1. 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(chǔ),不僅定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu),還定義與數(shù)據(jù)相關(guān)的安全性、完整性。不僅要定義數(shù)據(jù)記錄內(nèi)部的結(jié)構(gòu),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(Schema Data Description Language)。2. 外模式(External Schema) 也稱子模式(subschema)、用戶模式。
29、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(jié)構(gòu)和特征的描述。與某一應(yīng)用有關(guān)。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(SubSchema Data Description Language)。的三級模式二級映象結(jié)構(gòu)DBS1.3.173 3. 內(nèi)模式(internal schema) 也稱存儲模式,一個DB只有一個內(nèi)模,是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述。如:順序結(jié)構(gòu),B樹結(jié)構(gòu)。它按什么方式組織,數(shù)據(jù)是否壓縮、加密等。 DBS提供了DSDL( Data Storage Description Language)。 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(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)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(jié)構(gòu)DBS1.3.174 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。 總之:模式是核心。內(nèi)模、外模都依賴于模式。的三級模式二級映象結(jié)構(gòu)DBS1.3.175DBS體系結(jié)構(gòu)物理獨立性 邏輯獨立性 本節(jié)小結(jié):本節(jié)結(jié)束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
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