數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)模型第一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六課程目標(biāo)與考核系統(tǒng)地學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本原理、理論、方法及應(yīng)用，通過對(duì)當(dāng)前主流數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)——關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的重點(diǎn)學(xué)習(xí)，掌握基本數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)思想，提高獨(dú)立開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。主要包括：軟件開發(fā)方法、數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用開發(fā)、Web訪問及開發(fā)、系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)安全以及數(shù)據(jù)通信考勤與平時(shí)成績(jī)（作業(yè)、上機(jī)實(shí)習(xí)）10%課程設(shè)計(jì)20％期末考試70％第二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六教材及參考書AbrahamSilberschatz,HenryF.Korth,S.Sudarshan,DatabaseSystemConcepts,SixthEdition,McGraw-Hill,2009S.Sumathi,S.Esakkirajan,FundamentalsofRelationalDatabaseManagementSystems,2007RaghuRamakrishnan,JohannesGehrke,DATABASEMANAGEMENTSYSTEMS,THIRDEDITION,InternationalEdition2003丁寶康、董健全.數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)用教程（第3版）.北京：清華大學(xué)出版社，2007年陳志泊,李冬梅等:數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用教程（第2版），人民郵電出版社,2005MITOpenCourseWare

，2002-2012第三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六第四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六教學(xué)內(nèi)容與進(jìn)度第一章：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論2學(xué)時(shí)OverviewofDatabaseManagementSystem第二章：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)4學(xué)時(shí)

RelationalDatabases第三章：結(jié)構(gòu)化查詢語言6學(xué)時(shí)StructuredQuiryLanguage(SQL)第四章：數(shù)據(jù)庫(kù)分析與設(shè)計(jì)4學(xué)時(shí)DatabasesAnalysisandDesign第五章：數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開發(fā)4學(xué)時(shí)DatabasesApplicationDevelopment第六章：事務(wù)管理4學(xué)時(shí)TransactionManagement第七章：數(shù)據(jù)庫(kù)安全4學(xué)時(shí)DatabasesSecurity

第八章：數(shù)據(jù)庫(kù)新技術(shù)2學(xué)時(shí)RecentChallengesinDBMS第五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六第一章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論OverviewofDatabaseManagementSystem第六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六LearningObjectivesData,information,database,databasemanagementsystemNeedandevolutionofDBMSFilemanagementvs.databasemanagementsystemANSI/SPARKdatamodelDatabasearchitecture:two-,three-,andmulti-tierarchitecture第七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六1.1引言1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第一章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論本章小結(jié)第八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六

1.1引言一、基本概念數(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)等操作。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是研究數(shù)據(jù)管理的技術(shù)。即如何妥善地保存和科學(xué)地管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理技術(shù)好壞評(píng)判的標(biāo)準(zhǔn)：（1）數(shù)據(jù)冗余:指同一數(shù)據(jù)多次存放。問題有:①浪費(fèi)空間②修改麻煩③引起不一致（2）數(shù)據(jù)共享:體現(xiàn)在：

①多個(gè)應(yīng)用可使用同一數(shù)據(jù)(文件、記錄、數(shù)據(jù)項(xiàng))②多個(gè)用戶可同時(shí)存取同一數(shù)據(jù)。

③為開放資源。（3）數(shù)據(jù)獨(dú)立性:指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)之間相互獨(dú)立。

（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管理。第九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六1.1引言數(shù)據(jù)庫(kù)(DB)：

數(shù)據(jù)庫(kù)是按一定結(jié)構(gòu)組織，并長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、可共享的大量數(shù)據(jù)的有機(jī)集合。

說明：關(guān)系？DBDBMS主機(jī)外存OS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)：管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)軟件。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DBS)：有管理數(shù)據(jù)庫(kù)功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)SQLServerOracleDB2Sybase……第十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序nDBMS

1.1引言二、數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)據(jù)管理的三個(gè)階段人工管理文件系統(tǒng)文件1應(yīng)用程序1文件2應(yīng)用程序2文件n應(yīng)用程序n文件管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)第十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六1.2數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型:是表示數(shù)據(jù)及其聯(lián)系的模型。是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)關(guān)系、特征的抽象。分類：概念模型(信息模型)：從用戶角度對(duì)數(shù)據(jù)建模，用于DB設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)模型(結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型)：從計(jì)算機(jī)角度對(duì)數(shù)據(jù)建模，用于DBMS實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)實(shí)世界認(rèn)識(shí)、分析、抽象DBMS支持的數(shù)據(jù)模型機(jī)器世界概念模型信息世界一、信息的三個(gè)世界:描述規(guī)范轉(zhuǎn)換第十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六

一、信息的三個(gè)世界

現(xiàn)實(shí)信息機(jī)器世界世界世界

信息世界的基本概念：

實(shí)體：事物及聯(lián)系

屬性：實(shí)體的特征簡(jiǎn)單屬性和復(fù)合屬性單值屬性和多值屬性存儲(chǔ)屬性和派生屬性分析抽象編碼規(guī)范↓↓↓

事物----信息----數(shù)據(jù)

屬性域:屬性取值范圍

碼:關(guān)鍵字/鍵

實(shí)體型:結(jié)構(gòu)

實(shí)體集:一組同類實(shí)體第十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六三個(gè)世界術(shù)語間關(guān)系：

學(xué)生

學(xué)

號(hào)

姓

名

年齡

性別

籍貫學(xué)生1

990927胡

偉22男

湖南學(xué)生2

990652張春24男

湖北學(xué)生3

991091程軍23男

山西學(xué)生4

990676王

翌22女

四川實(shí)體↓屬性↓

←

值1←

值2←

值3←

值4←記錄型記錄↓項(xiàng)↓機(jī)器世界信息世界↑事物

↑特征

現(xiàn)實(shí)世界用概念模型用數(shù)據(jù)模型

值1→

實(shí)體型→

值3→

值4→

值2→實(shí)體集第十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六

二、概念模型1.概念實(shí)體集間的聯(lián)系:1：11：mm：n例：系---系主任學(xué)生---座位班級(jí)---學(xué)生公司---職員學(xué)生---圖書運(yùn)動(dòng)員---項(xiàng)目設(shè)實(shí)體集：

E1E2第十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六二、概念模型實(shí)體集間聯(lián)系的表示:兩實(shí)體集間多實(shí)體集間同一實(shí)體集內(nèi)部門D職工EE-D聯(lián)系名實(shí)體集A實(shí)體集B11nm1n供應(yīng)商供求項(xiàng)目零件pmn供應(yīng)商項(xiàng)目零件第十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六二、概念模型實(shí)體集間聯(lián)系的表示:兩實(shí)體集間多實(shí)體集間同一實(shí)體集內(nèi)相同實(shí)體集間的兩個(gè)聯(lián)系職工E領(lǐng)導(dǎo)1n職工E領(lǐng)導(dǎo)1n職工中的M醫(yī)生D病人P診病1n護(hù)理mn第十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六二、概念模型概念模型的表示方法：E-R圖:實(shí)體集、屬性、聯(lián)系職工Eeno部門...no學(xué)生s課程cS-Cagenamecnocnamesum?總分:sum?成績(jī):scorescore例：第十八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六1.數(shù)據(jù)模型的三要素(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性）①數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象類型：與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象；與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對(duì)象。②數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系：隱式和顯式。(2)數(shù)據(jù)操作（描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性）指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)各種對(duì)象允許進(jìn)行操作的集合，包括操作語言及有關(guān)操作規(guī)則的定義。(3)數(shù)據(jù)的完整性約束是對(duì)數(shù)據(jù)及其關(guān)系的制約規(guī)則的集合。三、數(shù)據(jù)模型的組成及新特征

第十九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六數(shù)據(jù)模型的新特征

（1）數(shù)據(jù)特征：數(shù)據(jù)可以是多維的、易變、多態(tài)的。（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)類型更豐富；數(shù)據(jù)格式多樣化。（3）數(shù)據(jù)操作：包含特殊的操作、數(shù)據(jù)的互操作性及操作的主動(dòng)性。主要數(shù)據(jù)模型：

（1）三種基本數(shù)據(jù)模型：層次、網(wǎng)狀、關(guān)系模型。（2）面向?qū)ο竽Ｐ停?）謂詞模型（4）XML模型（5）擴(kuò)充的數(shù)據(jù)模型三、數(shù)據(jù)模型的組成及新特征第二十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六2.三種基本數(shù)據(jù)模型的概念層次模型網(wǎng)狀模型關(guān)系模型基本層次聯(lián)系兩個(gè)記錄集及其間的1:n聯(lián)系

學(xué)號(hào)姓名年齡RiRj雙親結(jié)點(diǎn)子女結(jié)點(diǎn)Lij1:n的聯(lián)系名三、數(shù)據(jù)模型的組成及新特征第二十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六四.層次模型(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：樹結(jié)構(gòu)記錄集(類型)1:n的聯(lián)系R1R3R2R4R5層次數(shù)據(jù)庫(kù)的型與值：層次模型的基本特點(diǎn)：需按路徑查看給定記錄的值。

1.2數(shù)據(jù)模型第二十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六四.層次模型(2)數(shù)據(jù)操作與完整性約束基本數(shù)據(jù)操作：查、插、刪、改結(jié)點(diǎn)值使用過程化語言主要的完整性約束：插入：無雙親不能插子女；刪除：刪雙親則子女無；修改：保證一致性。(3)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)1）鄰接法：按樹前序序列依次存放記錄值2）鏈接法孩子-兄弟鏈接法

1.2數(shù)據(jù)模型第二十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六五.網(wǎng)狀模型(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)的型與值：網(wǎng)狀模型m:n聯(lián)系的表示L1L2RiRjRk系主成員

1.2數(shù)據(jù)模型例：訂貨人與貨物：？系:以記錄型為結(jié)點(diǎn)的二級(jí)樹。第二十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六(2)數(shù)據(jù)操作與完整性約束基本數(shù)據(jù)操作：對(duì)記錄的操作對(duì)系的操作使用過程化語言主要的完整性約束：①一個(gè)記錄型不能在同一個(gè)系型中既是主記錄型又是屬記錄型。②任何一個(gè)系值中至多只有一個(gè)主記錄。③插、刪一個(gè)記錄時(shí)，須遵守系籍約束。(3)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)S1…C1…S1c1AS1c2AS3c1AS2c1AS4c1A五.網(wǎng)狀模型

S8……C6……第二十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期六六.關(guān)系模型(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

屬性元組學(xué)號(hào)姓名年齡

關(guān)系元組屬性(值)主碼(主Key)域主碼關(guān)系名屬性名例：學(xué)生(學(xué)號(hào),姓名,年齡)

關(guān)系模式：關(guān)系結(jié)構(gòu)的描述

R(A1，A