數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理第一章緒論參考幻燈片

1、第一章 緒 論,2,本章內(nèi)容,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),3,1-1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述,術(shù)語(yǔ) 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn),4,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述術(shù)語(yǔ),什么是數(shù)據(jù)庫(kù) 長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的、互相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合。 是一個(gè)持久數(shù)據(jù)的集合。,5,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述術(shù)語(yǔ),數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) DBMS DataBase Management System 系統(tǒng)軟件 一組用以管理、維護(hù)、訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的程序 基本目標(biāo) 提供一個(gè)可以方便地、有效地存取數(shù)據(jù)庫(kù)信息的環(huán)境。,6,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述術(shù)語(yǔ),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù) DBMS 應(yīng)用系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理員 用戶(hù),

2、7,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述術(shù)語(yǔ),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成,8,數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展,文件系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),9,數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的特點(diǎn),結(jié)構(gòu)化 高共享、低冗余 獨(dú)立性強(qiáng) 統(tǒng)一管理 DBMS,10,1-2 數(shù)據(jù)模型,數(shù)據(jù)模型 現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象 是用來(lái)描述數(shù)據(jù)的一組概念和定義 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基于某種數(shù)據(jù)模型 抽象、表示、處理數(shù)據(jù)和信息 要求 較好地模擬現(xiàn)實(shí)世界 能在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn) 易于理解,11,數(shù)據(jù)模型的要素,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 是所研究的對(duì)象類(lèi)型的集合 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)間的聯(lián)系 數(shù)據(jù)操作 定義在數(shù)據(jù)上的操作 數(shù)據(jù)的約束條件 一組完整性規(guī)則的集合 數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則,12,數(shù)據(jù)模型的要求,要求 較好地模擬現(xiàn)實(shí)世界 能在

3、計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn) 易于理解,13,數(shù)據(jù)模型的種類(lèi),概念數(shù)據(jù)模型(DBMS無(wú)關(guān)) 面向用戶(hù)、面向現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)模型 反映現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)象及其聯(lián)系，概念化結(jié)構(gòu) 邏輯數(shù)據(jù)模型(DBMS相關(guān)) 反映數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu) 物理數(shù)據(jù)模型(DBMS/OS相關(guān)) 反映數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),14,認(rèn)識(shí)抽象,轉(zhuǎn)換,概念模型 （信息模型）,DBMS支持 的數(shù)據(jù)模型,數(shù)據(jù)模型的聯(lián)系,15,數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程,需求收集和分析 設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu) 物理實(shí)現(xiàn),16,數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程,需求收集和分析 用戶(hù)關(guān)心什么 用戶(hù)要什么結(jié)果 設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu) 物理實(shí)現(xiàn),17,數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程,需求收集和分析 設(shè)

4、計(jì)概念結(jié)構(gòu) 存什么 關(guān)系（聯(lián)系）如何，概念數(shù)據(jù)模型 E/R圖、OO定義 設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu) 物理實(shí)現(xiàn),18,數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程,需求收集和分析 設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu) 用什么邏輯數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)庫(kù)的模式（database schema） 用戶(hù)子模式 設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu) 物理實(shí)現(xiàn),19,數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程,需求收集和分析 設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)怎么存，物理數(shù)據(jù)模型 根據(jù)DBMS產(chǎn)品、環(huán)境特點(diǎn) 物理實(shí)現(xiàn),20,數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程,需求收集和分析 設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu) 物理實(shí)現(xiàn) 運(yùn)行DDL 裝入測(cè)試數(shù)據(jù) 應(yīng)用程序,21,概念數(shù)據(jù)模型,是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一

5、個(gè)中間層次 用作數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)模型 面向用戶(hù)，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象，信息世界的建模，試圖有效和自然地模擬現(xiàn)實(shí)世界 常見(jiàn)的概念模型 實(shí)體-聯(lián)系數(shù)據(jù)模型(E-R) 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型(OO),22,實(shí)體-聯(lián)系數(shù)據(jù)模型,E-R(Entity-Relationship Data Model) 出發(fā)點(diǎn) 世界由一組稱(chēng)作實(shí)體的基本對(duì)象及這些對(duì)象間的聯(lián)系組成 E-R模型是一種語(yǔ)義模型，力圖表達(dá)數(shù)據(jù)的意義,23,E-R模型中的術(shù)語(yǔ),實(shí)體 客觀存在并可相互區(qū)別的事物 如：學(xué)生、雇員. 屬性 實(shí)體所具有的某一特性 如：學(xué)號(hào)、姓名、年齡.,24,E-R模型中的術(shù)語(yǔ),碼 唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集 如：學(xué)號(hào)、身份證號(hào)碼 其任

6、意真子集不具有此性質(zhì) 域 屬性的取值范圍就是該屬性的域 如：年齡取值.,25,E-R模型中的術(shù)語(yǔ),實(shí)體型 用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻畫(huà)同類(lèi)實(shí)體，這種形式就是實(shí)體型 如：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡） 實(shí)體集 同型實(shí)體的集合 如：全體學(xué)生 聯(lián)系 實(shí)體間的相互關(guān)聯(lián),26,E-R模型中的術(shù)語(yǔ),聯(lián)系的映射基數(shù) 某實(shí)體集與另一實(shí)體集相聯(lián)系的實(shí)體數(shù)目 一對(duì)一 一對(duì)多 多對(duì)多,27,1:1,一對(duì)一 A中的每個(gè)實(shí)體至多與B中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，反之亦然，則稱(chēng)實(shí)體集A與實(shí)體集B有一對(duì)一的聯(lián)系，記為1：1 如班級(jí)與正班長(zhǎng),28,1:N,一對(duì)多 A中的每個(gè)實(shí)體可以與B中個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，反之，對(duì)于B中的每個(gè)實(shí)體至多同A中

7、的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則稱(chēng)實(shí)體集A與實(shí)體集B有一對(duì)多的聯(lián)系，記為1：n 如班級(jí)與學(xué)生、系與學(xué)生,29,M:N,多對(duì)多 A中的每一個(gè)實(shí)體，可以與B中任意個(gè)實(shí)體相聯(lián)系；反之，B中的每一個(gè)實(shí)體，也可以與A中任意個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則稱(chēng)實(shí)體集A與實(shí)體集B具有多對(duì)多聯(lián)系，記為m:n 如學(xué)生與課程,30,聯(lián)系的表示,31,E-R數(shù)據(jù)模型的表示,E-R圖 矩形：實(shí)體型（實(shí)體集） 橢圓：屬性 菱形：聯(lián)系 學(xué)生-課程,32,E-R數(shù)據(jù)模型的表示,33,邏輯數(shù)據(jù)模型,是用戶(hù)從數(shù)據(jù)庫(kù)所看到的數(shù)據(jù)模型 反映數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 傾向于計(jì)算機(jī)世界 DBMS常以其所用的邏輯數(shù)據(jù)模型來(lái)分類(lèi),34,邏輯數(shù)據(jù)模型,四類(lèi)邏輯數(shù)據(jù)模型

8、層次 網(wǎng)狀 關(guān)系 面向?qū)ο?35,關(guān)系數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),扁平的二維表，由行/列組成 表(關(guān)系)實(shí)體集 行(元組)實(shí)體 列(屬性)屬性 關(guān)系模式:對(duì)關(guān)系的描述 關(guān)系名(屬性1,屬性2,屬性n),36,關(guān)系數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),37,關(guān)系數(shù)據(jù)模型操作,集合操作，操作數(shù)和操作結(jié)果均為關(guān)系(元組的集合) 查詢(xún) 插入 刪除 修改 與路徑無(wú)關(guān),38,關(guān)系數(shù)據(jù)模型約束,完整性約束 實(shí)體完整性 參照完整性 用戶(hù)定義的完整性,39,1-3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),DBMS角度 內(nèi)部體系結(jié)構(gòu) 最終用戶(hù)角度 外部體系結(jié)構(gòu),40,數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)模式,數(shù)據(jù)模型 是描述數(shù)據(jù)的手段 如同程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 數(shù)據(jù)模式 用給定的數(shù)據(jù)模型對(duì)具體數(shù)據(jù)的描述 如同編寫(xiě)出的程序 數(shù)據(jù)庫(kù)模式 全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述,41,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu),外模式 子模式/用戶(hù)模式（有多