數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與應(yīng)用

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與應(yīng)用第一頁，共八十四頁，2022年，8月28日1一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的幾個概念

1、數(shù)據(jù)

1)描述現(xiàn)實世界各種信息的符號記錄2)可以有多種不同的表現(xiàn)形式：數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音等3)是信息的載體、信息的具體表現(xiàn)形式第二頁，共八十四頁，2022年，8月28日一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的幾個概念

2、信息

1)概念(1)構(gòu)成客觀世界的三大要素（信息、能源和材料）之一(2)信息是從數(shù)據(jù)中提取出的有用的東西2)特性(1)信息傳遞需要物質(zhì)載體，信息的獲取和傳遞要消耗能量(2)信息是可以感知的(3)信息可以加工：存儲、壓縮、傳遞、共享、再生、增值第三頁，共八十四頁，2022年，8月28日一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的幾個概念

3、數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系1)數(shù)據(jù)是具體的，信息是抽象的2)數(shù)據(jù)不一定有用，但信息是有用的數(shù)據(jù)3)信息是各種數(shù)據(jù)所包括的意義，數(shù)據(jù)是載荷信息的物理符號4)可用不同的數(shù)據(jù)形式來表現(xiàn)同一數(shù)據(jù)，信息不隨數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式而改變5)通?？苫煊?1)信息資源＝數(shù)據(jù)資源(2)信息采集＝數(shù)據(jù)采集(3)信息處理＝數(shù)據(jù)處理第四頁，共八十四頁，2022年，8月28日一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的幾個概念

4、數(shù)據(jù)處理（信息處理）1)利用計算機對各種形式的數(shù)據(jù)進行處理2)從大量的原始數(shù)據(jù)中抽取有價值的信息，作為行為和決策的依據(jù)3)包括以下的數(shù)據(jù)操作(1)采集(2)整理、編碼(3)輸入(4)存儲(5)加工/計算、分類、檢索(6)傳輸、輸出第五頁，共八十四頁，2022年，8月28日一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的幾個概念

5、數(shù)據(jù)庫1)database(DB)2)長期儲存在計算機中的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)的集合3)特點(1)按照一定的數(shù)據(jù)模型組織(2)獨立性、易擴展性(3)較小的冗余度(4)可共享第六頁，共八十四頁，2022年，8月28日一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的幾個概念

6、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1)databasemanagementsystem(DBMS)2)管理數(shù)據(jù)庫的軟件（數(shù)據(jù)管理軟件）3)用于建立、運用和維護數(shù)據(jù)庫4)位于用戶和操作系統(tǒng)之間第七頁，共八十四頁，2022年，8月28日一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的幾個概念

7、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1)databasesystem(DBS)2)是計算機化的記錄保持系統(tǒng)，其總目的是存儲信息和產(chǎn)生所需要的信息3)＝計算機系統(tǒng)＋數(shù)據(jù)庫4)包含☆(1)DB(2)DBMS＋OS(3)Users(4)硬件環(huán)境5)三要素(1)DB(2)DBMS(3)Users第八頁，共八十四頁，2022年，8月28日一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的幾個概念

8、用戶1)終端用戶（最終用戶、EndUser）(1)非計算機專業(yè)人員(2)交互式操作1.使用終端命令2.表格語言3.菜單驅(qū)動2)應(yīng)用程序員（ApplicationProgrammer）(1)負責(zé)設(shè)計和編制應(yīng)用程序(2)通過應(yīng)用程序存取和維護數(shù)據(jù)庫(3)為終端用戶準備應(yīng)用程序(4)是DBA手下的工作人員第九頁，共八十四頁，2022年，8月28日一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的幾個概念

8、用戶3)數(shù)據(jù)庫管理員（DatabaseAdministrator,DBA）(1)全面負責(zé)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理、維護、正常使用(2)主要職責(zé)1.參與數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程2.決定數(shù)據(jù)庫的存儲與讀取策略3.定義數(shù)據(jù)的安全性和完整性4.監(jiān)督控制數(shù)據(jù)庫的使用和運行，及時處理運行程序中出現(xiàn)的問題5.改進和重新構(gòu)造數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第十頁，共八十四頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具軟件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)硬件/數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫用戶第十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成相互有關(guān)聯(lián)關(guān)系的數(shù)據(jù)的集合DBDBMS管理數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)軟件DBA完成某一功能的應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序nDBAP1DBAP2DBAPnComputerSystem第十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日硬件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成DatabaseOSDBMS應(yīng)用開發(fā)工具應(yīng)用程序DBA用戶用戶用戶應(yīng)用程序員第十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日人工管理階段文件系統(tǒng)階段二、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n文件系統(tǒng)物理文件1物理文件2物理文件n數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫第十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫技術(shù)的三個階段人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段時間－50年代中期50年代后期－60年代中期60年代后期—應(yīng)用背景科學(xué)計算科學(xué)計算、管理大規(guī)模管理硬件背景無直接存取存儲設(shè)備磁盤、磁鼓大容量磁盤軟件背景沒有操作系統(tǒng)有操作系統(tǒng)（文件系統(tǒng)）有DBMS處理方式批處理批處理聯(lián)機實時處理批處理聯(lián)機實時處理分布處理第十五頁，共八十四頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫技術(shù)的三個階段(續(xù)1)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)保存方式數(shù)據(jù)不保存以文件的形式長期保存，但無結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)形式保存，有結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)管理考慮安排數(shù)據(jù)的物理存儲位置與數(shù)據(jù)文件名打交道對所有數(shù)據(jù)實行統(tǒng)一、集中、獨立的管理數(shù)據(jù)與程序數(shù)據(jù)面向程序數(shù)據(jù)與程序脫離數(shù)據(jù)與程序脫離實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享數(shù)據(jù)的管理者人文件系統(tǒng)DBMS數(shù)據(jù)面向的對象某一應(yīng)用程序某一應(yīng)用程序現(xiàn)實世界第十六頁，共八十四頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫技術(shù)的三個階段(續(xù)2)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)的共享程度無共享共享性差共享性高數(shù)據(jù)的冗余度冗余度極大冗余度大冗余度小數(shù)據(jù)的獨立性不獨立，完全依賴于程序獨立性差具有高度的物理獨立性和一定的邏輯獨立性數(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)的控制能力應(yīng)用程序自己控制應(yīng)用程序自己控制由DBMS提供數(shù)據(jù)的安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復(fù)能力第十七頁，共八十四頁，2022年，8月28日三、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域1)數(shù)據(jù)庫理論2)數(shù)據(jù)庫設(shè)計3)DBMS的研制**4)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計第十八頁，共八十四頁，2022年，8月28日四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展方向

1、系統(tǒng)規(guī)模A、越來越大：GB---TB應(yīng)用規(guī)模的不斷擴大，如定票系統(tǒng)的國際聯(lián)網(wǎng)并行計算新應(yīng)用，如數(shù)據(jù)倉庫等多媒體數(shù)據(jù)

B、越來越小硬件的發(fā)展使幾乎所有信息產(chǎn)品均有可能包括數(shù)據(jù)管理應(yīng)用擴展，如手機等第十九頁，共八十四頁，2022年，8月28日四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展方向

2、數(shù)據(jù)模式面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型對象－關(guān)系模型3、數(shù)據(jù)的主動特性約束觸發(fā)器第二十頁，共八十四頁，2022年，8月28日四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展方向

4、分布式數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)物理分布在不同節(jié)點同構(gòu)分布數(shù)據(jù)管理：存在全局數(shù)據(jù)模式，使用相同數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)異構(gòu)分布數(shù)據(jù)管理：存在全局數(shù)據(jù)模式，使用不同數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)聯(lián)邦數(shù)據(jù)管理：不存在全局數(shù)據(jù)模式第二十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展方向

5、多媒體數(shù)據(jù)管理單元數(shù)據(jù)量大，變長數(shù)據(jù)處理方式不同原來：簡單的算術(shù)操縱現(xiàn)在：復(fù)雜的算法，如圖象上基于內(nèi)容的檢索 類型很多，―――>OODBMS的發(fā)展推動力數(shù)據(jù)流處理不同原來：全部送到Client現(xiàn)在：不能：原因：太大實際只需要部分內(nèi)容可能希望連續(xù)播放等等。第二十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展方向

6、數(shù)據(jù)綜合分析應(yīng)用數(shù)據(jù)倉庫：DataWarehouse數(shù)據(jù)發(fā)掘DataMining7、Internet數(shù)據(jù)庫電子商務(wù)XML8、移動數(shù)據(jù)庫主要技術(shù)問題：數(shù)據(jù)同步。第二十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日五、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)1)模式(1)數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述(2)僅涉及到數(shù)據(jù)類型的描述，不涉及到具體的數(shù)值(實例)(3)模式是穩(wěn)定的，實例是相對變動的(4)模式反映數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和關(guān)系，實例反映數(shù)據(jù)庫某時刻的狀態(tài)第二十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日五、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)2)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)☆(1)外模式(用戶模式)1.是數(shù)據(jù)庫用戶看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特性的描述2.是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖3.描述數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)4.是概念模式的子集5.有多個外模式（不同的用戶有不同的外模式）6.用戶通過外模式訪問數(shù)據(jù)庫7.與用戶看待數(shù)據(jù)庫方式有關(guān)的層第二十五頁，共八十四頁，2022年，8月28日五、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)2)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)☆(2)概念模式(邏輯模式)1.是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特性的描述2.是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖3.所有個別用戶視圖綜合起來的用戶共同視圖4.描述數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)5.只有一個概念模式第二十六頁，共八十四頁，2022年，8月28日五、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)2)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)☆(3)內(nèi)模式(存儲模式)1.與實際存儲數(shù)據(jù)方式有關(guān)的層2.數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)的描述3.數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式4.描述數(shù)據(jù)的物理存儲結(jié)構(gòu)5.存儲方式、索引、壓縮加密6.只有一個內(nèi)模式第二十七頁，共八十四頁，2022年，8月28日五、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)3)數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性(1)外模式/概念模式的映象1.定義外模式與概念模式的對應(yīng)關(guān)系2.概念模式改變→改變映象→外模式不變→應(yīng)用程序不變→3.保證數(shù)據(jù)的邏輯獨立性第二十八頁，共八十四頁，2022年，8月28日五、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)3)數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性(2)概念模式/內(nèi)模式的映象1.定義數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系2.存儲結(jié)構(gòu)改變→映象改變→概念模式不變→3.保證數(shù)據(jù)的物理獨立性第二十九頁，共八十四頁，2022年，8月28日五、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)4)三級結(jié)構(gòu)帶來的優(yōu)點(1)保證數(shù)據(jù)的獨立性(2)簡化了用戶的使用(3)減少冗余，利于共享(4)有利于數(shù)據(jù)的安全操作第三十頁，共八十四頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)用D外模式1外模式2外模式3概念模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫外模式/概念模式映象概念模式/內(nèi)模式映象第三十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日六、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)☆

1)單用戶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2)主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（終端）3)分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)）4)客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第三十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)第三十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日七、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

1、DBMS的功能（DataBaseManagementSystem）1)數(shù)據(jù)庫定義功能(1)結(jié)構(gòu)模式定義(2)模式映射定義2)數(shù)據(jù)操縱功能(1)檢索（查詢）(2)插入(3)修改(4)刪除第三十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日七、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

1、DBMS的功能3)數(shù)據(jù)庫運行管理功能(1)安全性控制(2)完整性控制(3)并發(fā)控制4)數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能(1)初始數(shù)據(jù)輸入(2)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(3)數(shù)據(jù)恢復(fù)(4)數(shù)據(jù)重構(gòu)5)數(shù)據(jù)通信功能（接口）第三十五頁，共八十四頁，2022年，8月28日班級課程教師學(xué)期學(xué)號姓名成績數(shù)據(jù)格式(型)981101數(shù)據(jù)庫李四98秋01張三100981101數(shù)據(jù)庫李四98秋02張四90981101數(shù)據(jù)庫李四98秋03張五80981101計算機李五98秋01張三89981101計算機李五98秋02張四98981101計算機李五98秋03張五72981102數(shù)據(jù)庫李四99秋01王三30981102數(shù)據(jù)庫李四99秋02王四90981102數(shù)據(jù)庫李四99秋03王武78數(shù)據(jù)(值)981102數(shù)據(jù)庫李四99秋02王四90UserDBMS(DBMS依據(jù)各種定義對數(shù)據(jù)庫進行管理和使用)DBMS面向用戶的功能檢查用戶合法性檢查數(shù)據(jù)合法性按用戶要求進行操作誰能訪問數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)有什么要求…………

用戶定義的數(shù)據(jù)安全性完整性(1)User通過DDL語言定義數(shù)據(jù)格式(2)User通過DML語言操縱數(shù)據(jù)進出數(shù)據(jù)庫(3)User通過DCL語言定義數(shù)據(jù)安全性(4)User通過DDL語言定義數(shù)據(jù)安全性/完整性第三十六頁，共八十四頁，2022年，8月28日七、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

2、DBMS的組成☆1)語言編譯處理程序(1)數(shù)據(jù)描述語言DDL翻譯程序(2)數(shù)據(jù)操作語言DML處理程序(3)終端命令解釋程序(4)數(shù)據(jù)庫控制命令解釋程序第三十七頁，共八十四頁，2022年，8月28日七、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

2、DBMS的組成☆2)系統(tǒng)運行控制程序(1)系統(tǒng)總控程序(2)存取控制程序(3)并發(fā)控制程序(4)完整性控制程序(5)保密性控制程序(6)數(shù)據(jù)存取和更新程序(7)通信控制程序第三十八頁，共八十四頁，2022年，8月28日七、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

2、DBMS的組成☆3)數(shù)據(jù)庫運行控制程序(1)數(shù)據(jù)裝入程序(2)數(shù)據(jù)庫重組織程序(3)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)恢復(fù)程序(4)性能監(jiān)督程序(5)工作日志程序第三十九頁，共八十四頁，2022年，8月28日七、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

2、DBMS的組成☆4)數(shù)據(jù)字典(1)數(shù)據(jù)庫三級模式(2)數(shù)據(jù)類型(3)用戶名表(4)用戶權(quán)限第四十頁，共八十四頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三要素人員終端用戶應(yīng)用程序員數(shù)據(jù)庫管理員(DBA)系統(tǒng)分析員系統(tǒng)程序員數(shù)據(jù)庫使用數(shù)據(jù)輔助數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)控制程序數(shù)據(jù)存取程序并發(fā)控制程序數(shù)據(jù)更新程序合法性檢驗程序完整性控制程序通信控制程序數(shù)據(jù)定義語言/DDL數(shù)據(jù)操縱語言/DML系統(tǒng)控制運行程序語言翻譯處理程序公用程序DDL翻譯程序DML處理程序終端查詢語言解釋程序DB控制語言解釋程序定義公用程序維護公用程序模式定義程序子模式定義程序安全/保密定義程序信息格式定義程序裝入程序DB重組與重構(gòu)程序DB恢復(fù)程序統(tǒng)計分析程序信息格式維護程序運行日志維護程序轉(zhuǎn)儲、編輯、打印程序數(shù)據(jù)控制語言/DCL數(shù)據(jù)庫管理例行程序查詢處理與優(yōu)化事務(wù)管理與調(diào)度完整性/安全性管理模式/數(shù)據(jù)字典管理索引及數(shù)據(jù)存取方式第四十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日七、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

3、DBMS的工作過程第四十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日DBMS的工作過程(讀取記錄)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)緩沖區(qū)應(yīng)用程序程序工作區(qū)DBMSOS概念模式物理模式外模式讀記錄檢查權(quán)限讀取邏輯記錄讀取物理記錄讀取物理記錄讀數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)讀記錄送記錄OK!第四十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日七、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

4、DBMS的實現(xiàn)方法1)N方案：DBMS與應(yīng)用程序融合2)2N方案：DBMS與用戶進程一一對應(yīng)3)M＋N方案：多個DBMS進程與多個用戶進程對應(yīng)4)N＋1方案：一個DBMS進程與所有用戶進程對應(yīng)第四十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日DBMS的實現(xiàn)方法OSU1U2文件DBAP1AP2AP3DBMSDBMSDBMSAP1AP2AP3DBMSDBMSDBMSAP1AP2AP3服務(wù)進程池DBMSDBMSAP1AP2AP3DBMS

N方案

2N方案

N+M方案

N+1方案第四十五頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

1、什么是數(shù)據(jù)模型計算機無法直接處理現(xiàn)實事物需要將現(xiàn)實事物轉(zhuǎn)化為計算機可以理解的數(shù)據(jù)，這需要一個工具。在數(shù)據(jù)庫中用“數(shù)據(jù)模型”這個工具來抽象、表示和處理現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)和信息。通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實世界的模擬。第四十六頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

2、對數(shù)據(jù)模型的要求1)較真實地模擬現(xiàn)實世界2)容易理解（人的角度）

＝＝>信息模型，數(shù)據(jù)庫概念模型

3)易于實現(xiàn)（計算機的角度）

＝＝>狹義的數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)庫邏輯模型

第四十七頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

3、數(shù)據(jù)模型的三要素1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(1)描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性(2)所研究的對象類型的集合(3)不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)決定不同的數(shù)據(jù)模型有層次結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、關(guān)系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是刻畫一個數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面。因此與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型相對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型有層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型。第四十八頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

3、數(shù)據(jù)模型的三要素2)數(shù)據(jù)操作(1)描述系統(tǒng)的動態(tài)特性(2)對數(shù)據(jù)庫中的各種對象的實例允許執(zhí)行的操作和操作規(guī)則的集合(3)操作分類1.檢索2.插入3.修改4.刪除(4)定義操作1.含義2.符號3.規(guī)則第四十九頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

3、數(shù)據(jù)模型的三要素3)數(shù)據(jù)的約束條件(1)一組完整性規(guī)則的集合(2)保證數(shù)據(jù)的正確、有效和相容第五十頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

4、對象的抽象過程1)第一級抽象：概念模型在將現(xiàn)實世界中的具體事物抽象、組織為某一DBMS支持的農(nóng)奴制模型，人們常首先將現(xiàn)實世界抽象為信息世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)換成機器世界。即得到信息世界內(nèi)的一種信息結(jié)構(gòu)，這種不信賴于具體的計算機系統(tǒng)，是一概念級的模型。是信息世界的建模，是第一層抽象。

是用戶與數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員之間進行交流的語言。因此具有較強的語義表達能力，且應(yīng)簡單、清晰、易于被理解。第五十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)抽象現(xiàn)實世界信息世界計算機世界概念化形式化用戶計算機第五十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

4、對象的抽象過程1)第一級抽象：概念模型(1)信息世界中的基本概念1.實體(1)客觀存在并相互區(qū)別的事物(2)例子1.具體：人、事、物2.抽象概念：學(xué)生、選課3.聯(lián)系：師生關(guān)系第五十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

4、對象的抽象過程1)第一級抽象：概念模型(1)信息世界中的基本概念2.實體集(1)性質(zhì)相同的同類實體的集合(2)實體整體(3)例子1.所有的學(xué)生2.所有的演出第五十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

4、對象的抽象過程1)第一級抽象：概念模型(1)信息世界中的基本概念3.屬性(1)實體所具有的某一特性(2)用若干個屬性來描述實體(3)包含1.屬性的型：學(xué)生（姓名，系別……）2.屬性的值：學(xué)生（張三，計算機系……）第五十五頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

4、對象的抽象過程1)第一級抽象：概念模型(1)信息世界中的基本概念4.實體型(1)用若干個屬性型所組成的集合表征一個實體類型(2)用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體(3)例如：學(xué)生（學(xué)號、姓名、系別……）第五十六頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

4、對象的抽象過程1)第一級抽象：概念模型(1)信息世界中的基本概念5.碼(1)唯一標識實體的屬性集(2)實體鍵、關(guān)鍵字（段）(3)把某個實體個體與其他實體個體區(qū)分來開第五十七頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

4、對象的抽象過程1)第一級抽象：概念模型（教材第六章）(2)概念模型的表示方法1.實體－聯(lián)系方法（E-R圖）（Entity-RelationshipModel）1976年，由提出Ｅ-Ｒ模型2.表示(1)實體型：矩形＋實體名(2)屬性：橢圓形，無向邊與實體連接(3)聯(lián)系：菱形＋聯(lián)系名，無向邊與實體連接，邊上標注聯(lián)系類型3.實例☆第五十八頁，共八十四頁，2022年，8月28日基本Ｅ-Ｒ圖要點例：學(xué)生選修課程用矩形表示實體集，在框內(nèi)寫上實體名用橢圓表示實體的屬性用無向邊把實體與其屬性連接起來用菱形表示實體間的聯(lián)系將參與聯(lián)系的實體用線段連接并標上聯(lián)系類型學(xué)號系另姓名學(xué)生課程選修mn先修課主講教師課程名成績第五十九頁，共八十四頁，2022年，8月28日E-R圖實例職工號姓名性別年齡職稱書號書名簡介價格課程名學(xué)分課程號專業(yè)系班編號成績學(xué)員學(xué)號姓名性別年齡教師參考書講授課程mn1選修mn領(lǐng)導(dǎo)1n學(xué)生組成班級n1實體集聯(lián)系屬性第六十頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

4、對象的抽象過程2)第二級抽象：數(shù)據(jù)模型(1)實體模型→數(shù)據(jù)模型(2)實體集→文件(3)實體→記錄(4)實體型→記錄型(5)屬性→數(shù)據(jù)項、字段第六十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)模型定義數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中用于提供信息表示和操作手段的形式構(gòu)架應(yīng)用概念數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型現(xiàn)實世界信息世界計算機世界第六十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日對象的抽象過程第一級抽象現(xiàn)實世界信息世界概念模型機器世界數(shù)據(jù)模型第二級抽象事物個體 實體 記錄事物總體 實體集 文件特征 屬性 字段事物間聯(lián)系 實體模型 數(shù)據(jù)模型認識抽象轉(zhuǎn)換第六十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

5、數(shù)據(jù)模型的分類1)層次數(shù)據(jù)模型☆(1)代表系統(tǒng)1.IBM的IMS(2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.樹型結(jié)構(gòu)（一對多關(guān)系）(1)只有一個根結(jié)點：無雙親(2)其他結(jié)點有且只有一個雙親2.多對多關(guān)系的表示(1)轉(zhuǎn)換成一對多關(guān)系3.非樹形結(jié)構(gòu)的表示(1)先轉(zhuǎn)換成樹形結(jié)構(gòu)第六十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

5、數(shù)據(jù)模型的分類1)層次數(shù)據(jù)模型☆(3)操縱與完整性約束1.不能插入無雙親的子結(jié)點2.子結(jié)點和雙親結(jié)點一起刪除3.更新操作要保證數(shù)據(jù)的一致性(4)存儲結(jié)構(gòu)1.鄰接法2.鏈接法第六十五頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

5、數(shù)據(jù)模型的分類1)層次數(shù)據(jù)模型☆(5)優(yōu)點1.數(shù)據(jù)模型簡單2.若實體間的關(guān)系固定，性能優(yōu)于關(guān)系模型3.良好的完整性支持第六十六頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

5、數(shù)據(jù)模型的分類1)層次數(shù)據(jù)模型☆(6)缺點1.描述現(xiàn)實世界的非層次性很笨拙2.插入和刪除操作限制較多3.必須通過雙親才能找到子結(jié)點4.由于結(jié)構(gòu)嚴密，層次命令趨于程序化第六十七頁，共八十四頁，2022年，8月28日層次數(shù)據(jù)模型第六十八頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

5、數(shù)據(jù)模型的分類2)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型(1)代表系統(tǒng)1.CODASYL的DBTG(2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)☆1.允許多個結(jié)點無雙親2.允許結(jié)點有多個雙親3.允許結(jié)點間有多個聯(lián)系（復(fù)合聯(lián)系）第六十九頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

5、數(shù)據(jù)模型的分類2)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型(3)操縱與完整性約束1.允許插入無雙親的子結(jié)點2.允許只刪除雙親結(jié)點3.更新操作較簡單(4)存儲結(jié)構(gòu)1.鏈接法第七十頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

5、數(shù)據(jù)模型的分類2)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型(5)優(yōu)點1.能夠直接描述現(xiàn)實世界2.存取效率較高(6)缺點1.數(shù)據(jù)描述語言極其復(fù)雜2.數(shù)據(jù)獨立性差第七十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型第七十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

5、數(shù)據(jù)模型的分類3)關(guān)系數(shù)據(jù)模型(1)代表系統(tǒng)1.Oracle2.Sybase3.VFP4.Access5.xBASE6.xSQL7.rmix第七十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

5、數(shù)據(jù)模型的分類3)關(guān)系數(shù)據(jù)模型(2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.關(guān)系模型2.規(guī)范的二維表(3)概念☆1.關(guān)系：整個二維表2.關(guān)系名：表格名稱3.元組：行數(shù)據(jù)（記錄）4.屬性名：列名稱（字段名）5.屬性：列數(shù)據(jù)（字段）第七十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

5、數(shù)據(jù)模型的分類3)關(guān)系數(shù)據(jù)模型(2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.關(guān)系模型2.規(guī)范的二維表(3)概念☆6.主碼：唯一確定元組的屬性組（關(guān)鍵字）7.域：屬性的取值范圍8.分量：元組中的一個屬性值9.關(guān)系模式：關(guān)系名（屬性……）如：學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）第七十五頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

5、數(shù)據(jù)模型的分類3)關(guān)系數(shù)據(jù)模型(4)操縱與完整性約束1.操縱：查詢、更新（插入、修改、刪除）2.完整性：實體完整性、參照完整性、用戶定義完整性3.操作的對象與結(jié)果都是關(guān)系4.數(shù)據(jù)獨立性高（隱蔽存取路徑）第七十六頁，共八十四頁，2022年，8月28日八、數(shù)據(jù)模型

5、數(shù)據(jù)模型的分類3)關(guān)系數(shù)據(jù)模型(5)存