孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論課件

1、2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論1數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院孫學(xué)斌 手機(jī)：新科研樓618室2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論2教學(xué)目的 通過本課程的學(xué)習(xí)，能對數(shù)據(jù)庫技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng)有一個(gè)較全面的認(rèn)識。 了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念、原理和方法 掌握使用一種關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理 掌握使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的方法2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論3教學(xué)基本要求 了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識，理解關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本概念、原理和方法 掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言sql(structured query lang

2、uage)語言的基本使用 掌握使用ms sql server實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 了解數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本過程和方法，具有使用powerbuilder設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的能力2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論4教材及參考書 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論高教出版社 薩師煊、 王珊編著 sql server 2000 入門與提高清華大學(xué)出版社 周緒等編著 powerbuilder 8.0數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)教程清華大學(xué)出版社 崔巍 編著2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論5第一章 數(shù)據(jù)庫概論 數(shù)據(jù)庫技術(shù)就是數(shù)據(jù)管理的技術(shù)。 數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象。數(shù)據(jù)的種類包括：數(shù)字、文字、

3、圖形、圖像、聲音等。 數(shù)據(jù)庫（database，簡稱db)：存放數(shù)據(jù)的倉庫。與某個(gè)特定主題或目的有關(guān)的數(shù)據(jù)的集合，或看成一個(gè)用來存儲和管理需要的各種信息的通用容器。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(datadbase management system，簡稱dbms)：是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(database system，簡稱dbs)：一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構(gòu)成。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論6應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫用戶用戶用戶數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0

4、數(shù)據(jù)庫理論71.1 數(shù)據(jù)管理的發(fā)展 數(shù)據(jù)管理：對數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、編碼、存儲、檢索和維護(hù)。 數(shù)據(jù)管理的發(fā)展經(jīng)歷三個(gè)階段人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫階段2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論81.1.1 人工管理階段 時(shí)間：50年代中期以前 背景：計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算 硬件：磁帶、卡片、紙帶，沒有磁盤 軟件：沒有操作系統(tǒng)，只有匯編語言 人工管理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：數(shù)據(jù)不保存應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)面向程序，一組數(shù)據(jù)只能對應(yīng)一個(gè)程序2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論91.1.1 人工管理階段應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n數(shù)據(jù)與程序之間的關(guān)系 2021-10-3

5、0孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論101.1.2 文件系統(tǒng)階段 時(shí)間：50年代后期到60年代中期 背景：計(jì)算機(jī)不僅用于科學(xué)計(jì)算，而且用于數(shù)據(jù)處理 硬件：磁盤、磁鼓 軟件：操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了專門的管理數(shù)據(jù)的軟件(即文件系統(tǒng))2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論111.1.2 文件系統(tǒng)階段 特點(diǎn)：數(shù)據(jù)以文件的形式長期保存在外存的磁盤上由文件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理：文件系統(tǒng)把數(shù)據(jù)組成相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)文件，利用“按文件名訪問，按記錄進(jìn)行存取”的管理技術(shù)，可以對文件進(jìn)行修改、插入和刪除的操作。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論121.1.2 文件系統(tǒng)階段 缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)不共享：文件

6、是面向應(yīng)用的，一個(gè)文件對應(yīng)一個(gè)應(yīng)用程序。當(dāng)不同的應(yīng)用程序具有部分相同的數(shù)據(jù)時(shí)，也必須建立個(gè)自的文件，而無法共享數(shù)據(jù)，浪費(fèi)存儲空間數(shù)據(jù)和程序缺乏獨(dú)立性2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論13 應(yīng)用程序1文件1文件2應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n文件n存取方法數(shù)據(jù)與程序之間的關(guān)系.2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論141.1.3 數(shù)據(jù)庫階段 時(shí)間：60年代后期 - 背景：數(shù)據(jù)管理規(guī)模更為龐大，應(yīng)用更廣泛，數(shù)據(jù)量劇增，共享要求(多種應(yīng)用、多種語言互相覆蓋地共享數(shù)據(jù)集合)更強(qiáng) 硬件：有了大容量和快速存取磁盤 指導(dǎo)思想：對所有的數(shù)據(jù)實(shí)行統(tǒng)一的、集中的、獨(dú)立的管理，使數(shù)據(jù)存儲獨(dú)立于

7、使用數(shù)據(jù)的程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論151.1.3 數(shù)據(jù)庫階段應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序ndbmsdbms數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡圖2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論161.1.3 數(shù)據(jù)庫階段 在數(shù)據(jù)庫階段：信息系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫為核心信息系統(tǒng)的研制從圍繞加工數(shù)據(jù)的程序?yàn)橹行?，轉(zhuǎn)移到以共享數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)為中心2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論17 輸入程序輸出文件傳統(tǒng)方式: 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)為中心; 程序處于主導(dǎo)地位,數(shù)據(jù)起著服從程序設(shè)計(jì)需要的作用;2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)

8、據(jù)庫理論18 數(shù)據(jù)庫查詢處理程序聯(lián)機(jī)終端要求報(bào)表輸入輸出輸入輸出報(bào)表生成程序應(yīng)用程序應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)庫處理方式:數(shù)據(jù)占據(jù)了中心位置。數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為中心問題,而利用這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)退居于次要地位.2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論191.1.4 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用實(shí)例及比較 學(xué)生信息管理系統(tǒng)實(shí)例 該系統(tǒng)用來管理學(xué)生的基本情況,開設(shè)課程情況,學(xué)生的選課情況及成績; 數(shù)據(jù)庫: 以表格的形式儲存了學(xué)生,課程,選課的記錄; 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(dbms)負(fù)責(zé)存儲和檢索這些表格的數(shù)據(jù); 建立相關(guān)的應(yīng)用程序,負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)輸入,數(shù)據(jù)查詢和產(chǎn)生報(bào)表2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理

9、論20數(shù)據(jù)表的例子:2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論21數(shù)據(jù)輸入的例子:2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論22數(shù)據(jù)查詢的例子:2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論23數(shù)據(jù)輸出的例子:2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論241.1.4 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用實(shí)例及比較 幾種數(shù)據(jù)庫應(yīng)用比較:類型例子典 型 的 用 戶數(shù)典 型 的 數(shù) 據(jù)庫大小人事主管學(xué)生信息管理系統(tǒng)110mb工作組學(xué)院信息管理系統(tǒng)25106mb2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論251.1.4 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用實(shí)例及比較 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的一般結(jié)構(gòu)用戶數(shù)據(jù)庫應(yīng)用dbms

10、數(shù)據(jù)庫用戶與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用交互;數(shù)據(jù)庫應(yīng)用通過dbms訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù);用戶需要的不只是數(shù)據(jù)庫,而是基于這些數(shù)據(jù)的表格,報(bào)表和查詢.2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論261.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：采用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便多用戶訪問的計(jì)算機(jī)軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng). 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫、硬件、軟件和用戶的集合體。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論271.2.1 數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的工作對象,數(shù)據(jù)庫由dbms處理; 數(shù)據(jù)庫包含: 用戶數(shù)據(jù),元數(shù)據(jù),索引和應(yīng)用元數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù): 大多數(shù)數(shù)據(jù)庫

11、把用戶數(shù)據(jù)表示為關(guān)系,可以簡單地把關(guān)系看作數(shù)據(jù)表;元數(shù)據(jù): 數(shù)據(jù)庫是自描述的,它自身包含了它的結(jié)構(gòu)的描述,這種關(guān)于結(jié)構(gòu)的描述稱為元數(shù)據(jù);索引: 用于改進(jìn)數(shù)據(jù)庫的性能和可訪問性,可以用來排序,快速訪問數(shù)據(jù);應(yīng)用元數(shù)據(jù): 用來存儲用戶表格,報(bào)表,查詢和其他形式的應(yīng)用組件,一般不直接訪問應(yīng)用元數(shù)據(jù).2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論281.2.2 用戶 存在一組使用數(shù)據(jù)庫的用戶，即指存儲、維護(hù)和檢索數(shù)據(jù)的各類請求，主要由三類用戶1. 最終用戶(end user) 是指從計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)終端存取數(shù)據(jù)庫的人員2. 應(yīng)用程序員(application programmer) 是指負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和編制

12、應(yīng)用程序的人員 使用高級語言編寫應(yīng)用程序，以對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取操作3. 數(shù)據(jù)庫管理員(date base administrator) dba2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論291.2.3 軟件 主要是指負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫存取、維護(hù)和管理的軟件系統(tǒng)，通常叫做數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（data base management system）（dbms）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心軟件；dbms是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的各類用戶對db的各種操作請求，都是由dbms完成的，包括db的建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論301.2.4

13、硬件 是指存儲數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(操作系統(tǒng))的硬件資源足夠大的內(nèi)存足夠大的外存足夠大的通道能力2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論311.2.5 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖 硬件操作系統(tǒng)dbms應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具應(yīng)用系統(tǒng)2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論321.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu) 絕大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在總的體系結(jié)構(gòu)上都具有三級模式的結(jié)構(gòu)特征 模式：使用語言描述來規(guī)定其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 三級模式是對數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級別：外模式（用戶模式）模式（邏輯模式）（概念模式）內(nèi)模式（存儲模式）2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論331.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模

14、式結(jié)構(gòu)1. 模式：（概念模式）數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特性的描述。模式不僅要描述數(shù)據(jù)記錄有哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)組成，數(shù)據(jù)項(xiàng)的名字、類型、取值范圍等，還要描述記錄間的聯(lián)系，操作及數(shù)據(jù)的完整性。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論341.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式結(jié)構(gòu)2. 外模式：是數(shù)據(jù)庫用戶看到的局部的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。外模式通常是模式的子集，不同用戶的外模式的描述可以不同。不同用戶的外模式可以互相覆蓋，同一外模式可以為某一用戶的多個(gè)應(yīng)用所啟用，一個(gè)應(yīng)用程序只能啟用一個(gè)外模式。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論351.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式結(jié)構(gòu)3. 內(nèi)模式：是數(shù)據(jù)庫在

15、物理存儲方面的描述，即對數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述。例如：記錄的存儲方法，索引的組織方式是什么，數(shù)據(jù)是否壓縮、是否加密，數(shù)據(jù)的存儲記錄結(jié)構(gòu)的規(guī)定等。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論361.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式結(jié)構(gòu)三級模式都是處理數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)框架。（數(shù)據(jù)庫框架）三級模式都是處理數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)框架。（數(shù)據(jù)庫框架）應(yīng)用a應(yīng)用b應(yīng)用c應(yīng)用d應(yīng)用e外模式1外模式2外模式3模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫 2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論371.4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (dbms)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (dbms): 是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)。 用戶使用的各種數(shù)據(jù)庫的命令及應(yīng)用程序

16、的執(zhí)行，都要通過dbms。（dbms是用戶和數(shù)據(jù)庫的接口）2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論381.4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (dbms) dbms總是基于某種數(shù)據(jù)模型，根據(jù)數(shù)據(jù)模型的不同，dbms可以分成層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型、面向?qū)ο笮?，等等?021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論391.4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (dbms) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能：1. 數(shù)據(jù)庫定義功能dbms一般提供數(shù)據(jù)定義語言(ddl)定義數(shù)據(jù)庫的三級結(jié)構(gòu)，包括外模式、模式和內(nèi)模式，定義數(shù)據(jù)的完整性、安全控制等約束。ddldata definition language2021-10-30孫學(xué)斌

17、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論401.4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (dbms)2. 數(shù)據(jù)庫的操縱功能dbms一般提供數(shù)據(jù)操縱語言(dml)實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的基本操作（檢索、插入、修改和刪除）dmldata manipulation language2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論411.4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (dbms)3. 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行管理dbms一般提供數(shù)據(jù)控制功能，包括并發(fā)控制、存取控制、完整性約束條件的檢查和執(zhí)行所有的操作都要在這些控制程序的統(tǒng)一管理下進(jìn)行，保證數(shù)據(jù)庫的正確有效2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論421.4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (dbms)4. 數(shù)據(jù)庫的

18、維護(hù)功能包括數(shù)據(jù)庫的裝載、數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲、恢復(fù)、重組織、系統(tǒng)性能監(jiān)視、分析等功能由dbms的實(shí)用程序來完成2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論431.4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (dbms)5. 數(shù)據(jù)字典(data dictionary)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中存放三級結(jié)構(gòu)定義的數(shù)據(jù)庫稱為數(shù)據(jù)字典(dd)對數(shù)據(jù)庫的操作都要通過訪問dd才能實(shí)現(xiàn)2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論441.5 數(shù)據(jù)模型(data model) 數(shù)據(jù)庫不僅反映數(shù)據(jù)本身的內(nèi)容，同時(shí)也反映數(shù)據(jù)之間的關(guān)系聯(lián)系。 在數(shù)據(jù)庫中是用數(shù)據(jù)模型來對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行抽象的。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論45

19、1.5 數(shù)據(jù)模型根據(jù)應(yīng)用目的，模型分為兩個(gè)層次：概念模型(信息模型)：也是按用戶觀點(diǎn)來對數(shù)據(jù)和信息建模，主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)模型(網(wǎng)狀、層狀、關(guān)系)：從計(jì)算機(jī)觀點(diǎn)來看，它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對數(shù)據(jù)建模，主要用于dbms的實(shí)現(xiàn)。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論461.5.1 概念模型概念模型是將數(shù)據(jù)從現(xiàn)實(shí)世界向抽象世界轉(zhuǎn)換的概念模型是將數(shù)據(jù)從現(xiàn)實(shí)世界向抽象世界轉(zhuǎn)換的第一步模型。第一步模型?，F(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界信息世界、概念模型信息世界、概念模型機(jī)器世界、機(jī)器世界、dbmsdbms支持的支持的數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型認(rèn)識和抽象認(rèn)識和抽象轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0

20、數(shù)據(jù)庫理論47信息世界涉及到的主要概念信息世界涉及到的主要概念 實(shí)體(entity)：客觀存在并可以相互區(qū)分的事物。實(shí)體可以是具體的人、事、物，也可以是抽象的概念或聯(lián)系，例如：一個(gè)學(xué)生、一個(gè)職工、一個(gè)部門、一門課、學(xué)生的一次選課、部門的一次訂貨。 屬性(attribute)：實(shí)體所具有的某一特征，一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來刻畫。例如：學(xué)生實(shí)體可以由學(xué)號、姓名、性別、出生年份、系、入學(xué)時(shí)間等屬性組成。 碼(key)：唯一標(biāo)識實(shí)體的屬性集（鍵）。 域(domain)：某個(gè)(些)屬性的取值范圍。 實(shí)體型(entity type)：具有相同屬性的實(shí)體必然具有共同的特征和性質(zhì)，用實(shí)體名及其屬性名集合來抽

21、象和刻畫同類實(shí)體，稱為實(shí)體型。例如：學(xué)生(學(xué)號、姓名、年齡、性別、系、年級)是一個(gè)實(shí)體型。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論481.5.1 概念模型 實(shí)體集(entity set)：同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。例如：全體學(xué)生就是一個(gè)實(shí)體集。 聯(lián)系(relationship)：兩類實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系，如組成實(shí)體的屬性之間的聯(lián)系。實(shí)體之間的聯(lián)系。 兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系可分為三類： 1對1聯(lián)系(1:1) 1對多聯(lián)系(1:n) 多對多聯(lián)系(n:n)2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論491.5.1 概念模型 1對1聯(lián)系定義：若對于實(shí)體集a中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集b中至多有一個(gè)

22、實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實(shí)體集a與實(shí)體集b具有一對一聯(lián)系，記為1:1。例如：一個(gè)班級只有一個(gè)正班長，而一個(gè)班長只在一個(gè)班級任職，則班級與班長之間為一對一關(guān)系。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論501.5.1 概念模型 1對多聯(lián)系定義：若對于實(shí)體集a中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集b中有n個(gè)實(shí)體(n0)與之聯(lián)系，反之，對于對于實(shí)體集b中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集a中至多只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集a與實(shí)體集b具有一對多聯(lián)系，記為1:n。例如：一個(gè)班級有若干名學(xué)生，而每個(gè)學(xué)生只在一個(gè)班集中學(xué)習(xí)，則班級與學(xué)生之間為一對多的關(guān)系。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論511.5

23、.1 概念模型 多對多聯(lián)系定義：若對于實(shí)體集a中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集b中有n個(gè)實(shí)體(n0)與之聯(lián)系，反之，對于對于實(shí)體集b中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集a中也有m個(gè)實(shí)體(m0)與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集a與實(shí)體集b具有多對多聯(lián)系，記為m:n。例如：一門課程同時(shí)有若干個(gè)學(xué)生選修，而一個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門課程，則課程與學(xué)生之間為多對多關(guān)系。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論521.5.1 概念模型實(shí)體型a聯(lián)系名實(shí)體型b實(shí)體型a聯(lián)系名實(shí)體型b實(shí)體型a聯(lián)系名實(shí)體型b111nmn(a) 1:1的聯(lián)系(b) 1:n的聯(lián)系 (c) m:n的聯(lián)系實(shí)體型之間的聯(lián)系示意圖實(shí)體型之間的聯(lián)系示意圖 2021-1

24、0-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論531.5.1 概念模型 一般地，兩個(gè)以上實(shí)體型之間也存在著一對一、一對多和多對多的聯(lián)系，課程教員參考書講授1mn三個(gè)實(shí)體型之間的一對多關(guān)系供應(yīng)商項(xiàng)目零件供應(yīng)pmn三個(gè)實(shí)體型之間的多對多關(guān)系多個(gè)實(shí)體型之間的關(guān)系多個(gè)實(shí)體型之間的關(guān)系2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論541.5.1 概念模型 同一實(shí)體集內(nèi)的各實(shí)體之間可以有某種聯(lián)系 例如：職工實(shí)體集職工領(lǐng)導(dǎo)1n同一實(shí)體集內(nèi)同一實(shí)體集內(nèi)一對多聯(lián)系一對多聯(lián)系2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論551.5.1 概念模型 概念模型的表示方法最常用的是實(shí)體-聯(lián)系方法( (entity-

25、relationship approach)entity-relationship approach)，是p.p.s. chenp.p.s. chen于19761976年提出的，該方法是用e-re-r圖來描述某一組織的概念模型。 e-r方法是抽象和描述現(xiàn)實(shí)世界的有力工具。 用e-r表示的概念模型與dbms所支持的數(shù)據(jù)模型相獨(dú)立，是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論561.5.1 概念模型 其要點(diǎn)如下：使用長方形來表示實(shí)體型，框內(nèi)寫上實(shí)體名。橢圓型表示實(shí)體的屬性，并用無向邊把實(shí)體和屬性連接起來。用菱形表示實(shí)體間的聯(lián)系，菱形框內(nèi)寫上聯(lián)系名，用無向邊把菱形分別

26、與有關(guān)實(shí)體相連接，在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型，若實(shí)體之間聯(lián)系也具有屬性，則把屬性和菱形也用無向邊連接上。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論571.5.1 概念模型學(xué)生學(xué)號姓名年齡性別系年級學(xué)生實(shí)體及屬性學(xué)生實(shí)體及屬性供應(yīng)商項(xiàng)目零件供應(yīng)1mn供應(yīng)量實(shí)體和實(shí)體實(shí)體和實(shí)體之間聯(lián)系之間聯(lián)系職工領(lǐng)導(dǎo)1n同一實(shí)體集內(nèi)同一實(shí)體集內(nèi)一對多聯(lián)系一對多聯(lián)系2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論581.5.1 概念模型舉例：為倉庫管理設(shè)計(jì)一個(gè)舉例：為倉庫管理設(shè)計(jì)一個(gè)e-re-r模型模型, ,該倉庫主要管理零該倉庫主要管理零件的入庫、出庫和采購等事項(xiàng)。倉庫根據(jù)需要向外面件的入庫、出庫和采

27、購等事項(xiàng)。倉庫根據(jù)需要向外面廠家訂購零件，而許多工程項(xiàng)目需要倉庫供應(yīng)零件。廠家訂購零件，而許多工程項(xiàng)目需要倉庫供應(yīng)零件。實(shí)體有：實(shí)體有： 倉庫：屬性有倉庫號、倉庫面積、電話號碼。 零件：屬性有零件號、名稱、規(guī)格、單價(jià)、描述。 供應(yīng)商：屬性有供應(yīng)商號、姓名、地址、電話號、帳號。 項(xiàng)目：屬性有項(xiàng)目號、預(yù)算、開工日期。 職工：屬性有職工號、姓名、年齡、職稱。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論591.5.1 概念模型實(shí)體之間的聯(lián)系如下：實(shí)體之間的聯(lián)系如下： 一個(gè)倉庫可以存放多種零件，一種零件可以存放在多個(gè)倉庫中。某種零件在某個(gè)倉庫中的數(shù)量用庫存量描述。 一個(gè)倉庫有多個(gè)職工當(dāng)倉庫保管員

28、，一個(gè)職工只能在一個(gè)倉庫工作。 職工之間具有領(lǐng)導(dǎo)被領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)系，即倉庫主任領(lǐng)導(dǎo)若干保管員。 2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論601.5.1 概念模型 如果某個(gè)部門的概念模型中涉及的實(shí)體和實(shí)體屬性較多,可以把實(shí)體及其屬性在另一個(gè)圖上畫出倉庫倉庫號面積電話號實(shí)體及其屬性圖2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論611.5.1 概念模型供應(yīng)商項(xiàng)目零件供應(yīng)供應(yīng)量庫存?zhèn)}庫庫存量職工領(lǐng)導(dǎo)工作mnpmn1n1n實(shí)體及其聯(lián)系圖2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論62工廠物資管理e-r圖供應(yīng)商項(xiàng)目零件供應(yīng)庫存?zhèn)}庫職工領(lǐng)導(dǎo)工作mnpmn1n1n供應(yīng)商號庫存量職稱年齡職

29、工號姓名倉庫號 面積 電話號項(xiàng)目號地址姓名電話號賬號預(yù)算開工日期描述單價(jià)規(guī)格名稱零件號供應(yīng)量2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論631.5.2 數(shù)據(jù)模型的分類 當(dāng)前流行的基本數(shù)據(jù)模型有三類：層次模型(hierarchical model)網(wǎng)狀模型(network model)關(guān)系模型(relational model)2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論641.5.3 層次模型 最早使用的一種模型 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一棵有向樹 特點(diǎn)：(1) 僅有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)無雙親結(jié)點(diǎn)。(2) 其他結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親。(3)上一層和下一層記錄類型間聯(lián)系是1:naba_cc根結(jié)點(diǎn)兄弟結(jié)點(diǎn)2

30、021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論65rirjlijri位于聯(lián)系 lij的始點(diǎn)，稱為雙親結(jié)點(diǎn)，rj位于聯(lián)系 lij的終點(diǎn)，稱為子女結(jié)點(diǎn)。同一雙親的結(jié)點(diǎn)為兄弟結(jié)點(diǎn)。2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論66教師學(xué)生系編號系名辦公地點(diǎn)學(xué)號姓名成績職工號姓名研究方向教研室編號教研室系教研室學(xué)生教師2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論671.5.3 層次模型 實(shí)例：行政關(guān)系、家族關(guān)系等 典型代表：ibm公司1968年研制的ims數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 缺點(diǎn)：不能表示兩個(gè)以上實(shí)體型之間的復(fù)雜聯(lián)系和實(shí)體型之間的多對多的聯(lián)系2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)

31、庫理論681.5.4 網(wǎng)狀模型 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一個(gè)有向圖 特點(diǎn)：（1）有一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)沒有雙親（2）結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親 能表示實(shí)體之間的多種復(fù)雜聯(lián)系 實(shí)例： 缺點(diǎn): 編寫應(yīng)用程序比較復(fù)雜,需熟悉數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)aa_bb_cbc2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論69學(xué)號姓名系別課程號課程名學(xué)分學(xué)生學(xué)號課程號成績課程選課s-scc-sc2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論701.5.5 關(guān)系模型 關(guān)系模型是用二維表格結(jié)構(gòu)來表示實(shí)體及實(shí)體之間的聯(lián)系的模型 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一個(gè)“二維表框架”組成的集合 關(guān)系模型概念簡單，清晰，用戶易懂易用，有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 市場上典型的關(guān)系dbms產(chǎn)品：oracle，sybase，sql server 等；微機(jī)型產(chǎn)品：foxpro，access等2021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論71學(xué)生登記表學(xué)號姓名年齡性別系部年級21002李勇19男信息系0121004王敏18女計(jì)算機(jī)0121006王平20男通信012021-10-30孫學(xué)斌數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)0數(shù)據(jù)庫理論721.5.5 關(guān)系模型關(guān)系模型中的主要術(shù)語：關(guān)系模型中的主要術(shù)語：關(guān)系：一個(gè)關(guān)系對應(yīng)于我們平常講的一張表元組：表中的一行稱為一個(gè)元組屬性：表中的一列稱為屬性，每列的名稱為屬性名例如：上述表對應(yīng)六個(gè)屬性（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系部，年級）域