第1章數(shù)據(jù)庫概論

1、2021/3/261數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程（第（第3版）版）2021/3/262目錄目錄上篇上篇 基礎(chǔ)篇基礎(chǔ)篇第第1章章 數(shù)據(jù)庫概論數(shù)據(jù)庫概論第第2章章 關(guān)系運(yùn)算理論關(guān)系運(yùn)算理論第第3章章 SQL語言語言第第4章章 規(guī)范化設(shè)計(jì)理論規(guī)范化設(shè)計(jì)理論第第5章章 DBD與與ER模型模型第第6章章 DB的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)第第7章章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)下篇下篇 發(fā)展篇發(fā)展篇第第8章章 ODBS第第9章章 DDBS第第10章章 ODBC技術(shù)技術(shù)第第11章章 XML技術(shù)技術(shù)第第12章章 現(xiàn)代信息現(xiàn)代信息 集成技術(shù)集成技術(shù)2021/3/263數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程（第數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程（第3版）版）v特點(diǎn)特點(diǎn)

2、:理論性強(qiáng)（關(guān)系運(yùn)算理論性強(qiáng)（關(guān)系運(yùn)算,模式設(shè)計(jì)）模式設(shè)計(jì)）應(yīng)用性強(qiáng)（應(yīng)用性強(qiáng)（SQL,數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)）可操作性（有很多題目）可操作性（有很多題目）實(shí)用系統(tǒng)實(shí)用系統(tǒng)vDBMS:DB2，Sybase，Oracle， SQL server 開源：開源：PostgreSQL、MySQL、HSQLv工具：工具：PB，VB，Delphi2021/3/264第第1章章 數(shù)據(jù)庫概論數(shù)據(jù)庫概論2021/3/265第第1章章 數(shù)據(jù)庫概論數(shù)據(jù)庫概論1.1 引言引言1.2 數(shù)據(jù)庫的由來和發(fā)展數(shù)據(jù)庫的由來和發(fā)展1.3 數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)描述1.4 數(shù)據(jù)抽象的級(jí)別數(shù)據(jù)抽象的級(jí)別1.5 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（

3、DBMS）1.6 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）1.7 小結(jié)小結(jié)2021/3/266本章的重要概念（本章的重要概念（1）（1）DB、DBMS和和DBS的定義的定義（2）數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展階段）數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展階段:人工管理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和人工管理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和高級(jí)數(shù)據(jù)庫等各階段的特點(diǎn)。高級(jí)數(shù)據(jù)庫等各階段的特點(diǎn)。（3）數(shù)據(jù)描述）數(shù)據(jù)描述:概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)等各概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)等各階段中數(shù)據(jù)描述的術(shù)語階段中數(shù)據(jù)描述的術(shù)語,概念設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)中 實(shí)實(shí)體間二元聯(lián)系的描述（體間二元聯(lián)系的描述（1:1,1:N， M:N）。2021/3/267 本章的重要概念（本章的重要

4、概念（2）（4）數(shù)據(jù)抽象的級(jí)別）數(shù)據(jù)抽象的級(jí)別:數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的定義的定義,概概念模念模 型型,邏輯模型（層次模型、網(wǎng)狀模邏輯模型（層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系型、關(guān)系 模型和對(duì)模型和對(duì) 象模型），外部模象模型），外部模型，內(nèi)部模型。型，內(nèi)部模型。三層模式和兩級(jí)映像三層模式和兩級(jí)映像，數(shù)據(jù)獨(dú)立性數(shù)據(jù)獨(dú)立性。數(shù)據(jù)抽象中各個(gè)層次中記。數(shù)據(jù)抽象中各個(gè)層次中記錄的聯(lián)系。錄的聯(lián)系。（5） DBMS:DBMS的工作模式和主要功能。的工作模式和主要功能。（6） DBS：DBS的組成，的組成，DBA，DBS的全局的全局結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)，DBS結(jié)構(gòu)的分類。結(jié)構(gòu)的分類。 2021/3/268前前 言言 1946年年:第一

5、臺(tái)計(jì)算機(jī)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC問世。問世。 60年代末年代末: 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展。數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展。 目前目前:完善完善,完整的理論體系和實(shí)用技術(shù)。完整的理論體系和實(shí)用技術(shù)。2021/3/2691.1 引言引言v最早的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)最早的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):1963年年,Honeywell公司的公司的IDS（Integrated Data Store）。）。(設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)者Charles Bachman獲獲1973年年Turing Award） v20世紀(jì)世紀(jì)70年代年代:網(wǎng)狀系統(tǒng)和層次系統(tǒng)。網(wǎng)狀系統(tǒng)和層次系統(tǒng)。 層次系統(tǒng)層次系統(tǒng)：1968年年IBM的的IMS系統(tǒng)系統(tǒng) 網(wǎng)狀系統(tǒng)網(wǎng)狀系統(tǒng)：1969年年DBTG的報(bào)

6、告的報(bào)告 關(guān)系系統(tǒng)：關(guān)系系統(tǒng)：1970年年E.F.Codd 關(guān)系模型（關(guān)系模型（1981 Turing Award） v20世紀(jì)世紀(jì)80-90年代年代,關(guān)系數(shù)據(jù)庫成為主流。關(guān)系數(shù)據(jù)庫成為主流。 v進(jìn)入進(jìn)入21世紀(jì)世紀(jì)：其它類型數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)。：其它類型數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)。 2021/3/26101.2 數(shù)據(jù)庫的由來和發(fā)展數(shù)據(jù)庫的由來和發(fā)展v1.2.1 人工管理階段人工管理階段v1.2.2 文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段v1.2.3 數(shù)據(jù)庫階段數(shù)據(jù)庫階段v1.2.4 高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段2021/3/26111.2 數(shù)據(jù)庫的由來和發(fā)展數(shù)據(jù)庫的由來和發(fā)展v磁盤容量的發(fā)展磁盤容量的發(fā)展數(shù)據(jù)庫的發(fā)展數(shù)據(jù)庫的發(fā)展

7、v內(nèi)存數(shù)據(jù)庫時(shí)間時(shí)間1956 1965 1971 1978 1981 1985 1995 2003 2008容量容量/軸軸5MB30MB100MB600MB1.2GB5GB10GB180GB1TB2021/3/26121.2.1 人工管理階段人工管理階段v50年代前年代前:v計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算。計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算。v外部存儲(chǔ)器外部存儲(chǔ)器,沒有磁盤等字節(jié)存取存儲(chǔ)設(shè)備沒有磁盤等字節(jié)存取存儲(chǔ)設(shè)備,只有磁只有磁帶、卡片和紙帶等帶、卡片和紙帶等v軟件只有匯編語言。軟件只有匯編語言。v數(shù)據(jù)處理的方式數(shù)據(jù)處理的方式:批處理。批處理。v特點(diǎn)：特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)不保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)。數(shù)據(jù)不保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)。 沒有專

8、用的軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。沒有專用的軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。 只有程序（只有程序（program）的概念，）的概念， 沒有文件（沒有文件（file）的概念。）的概念。 數(shù)據(jù)面向程序。即一組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)程序。數(shù)據(jù)面向程序。即一組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)程序。2021/3/26131.2.2 文件系統(tǒng)階段（文件系統(tǒng)階段（1）v50年代年代末末60年代中年代中:v計(jì)算機(jī)用于科學(xué)計(jì)算計(jì)算機(jī)用于科學(xué)計(jì)算,還用于還用于信息管理信息管理。v數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)管理技術(shù)迅速發(fā)展。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)管理技術(shù)迅速發(fā)展。v磁盤、磁鼓等直接存取存儲(chǔ)設(shè)備磁盤、磁鼓等直接存取存儲(chǔ)設(shè)備出現(xiàn)。出現(xiàn)。v高級(jí)語言和操作系統(tǒng)。高級(jí)語言和操作系統(tǒng)。v數(shù)據(jù)處理的

9、方式有批處理數(shù)據(jù)處理的方式有批處理、聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理。、聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理。 2021/3/26141.2.2 文件系統(tǒng)階段（文件系統(tǒng)階段（2）v特點(diǎn)特點(diǎn): 數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)以“文件文件”形式可長(zhǎng)期保存在外部存儲(chǔ)器的磁盤上。形式可長(zhǎng)期保存在外部存儲(chǔ)器的磁盤上。 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)有了區(qū)別數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)有了區(qū)別,但比較簡(jiǎn)單。但比較簡(jiǎn)單。 文件組織已多樣化。有索引文件、鏈接文件和直接存取文件組織已多樣化。有索引文件、鏈接文件和直接存取文件等。文件等。 數(shù)據(jù)不再屬于某個(gè)特定的程序數(shù)據(jù)不再屬于某個(gè)特定的程序,可以重復(fù)使用，即數(shù)據(jù)可以重復(fù)使用，即數(shù)據(jù) 面向應(yīng)用。面向應(yīng)用。 對(duì)數(shù)據(jù)的操作以記錄為單位。對(duì)數(shù)

10、據(jù)的操作以記錄為單位。v 2021/3/26151.2.2 文件系統(tǒng)階段（文件系統(tǒng)階段（2）v v缺陷缺陷: 數(shù)據(jù)冗余（數(shù)據(jù)冗余（redundancy） 數(shù)據(jù)不一致（數(shù)據(jù)不一致（inconsistency） 數(shù)據(jù)聯(lián)系弱（數(shù)據(jù)聯(lián)系弱（poor data relationship） 2021/3/2616職工工資文件職工工資文件職工檔案文件職工檔案文件職工保健文件職工保健文件文件庫文件庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫oooooo2021/3/26171.2.3 數(shù)據(jù)庫階段（數(shù)據(jù)庫階段（1）v數(shù)據(jù)管理技術(shù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫階段的標(biāo)志是數(shù)據(jù)管理技術(shù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫階段的標(biāo)志是20世紀(jì)世紀(jì)60年年代末的三件大事代末的三件大事: 196

11、8年美國(guó)年美國(guó)IBM層次模型的層次模型的IMS系統(tǒng)系統(tǒng) 。1969年美國(guó)年美國(guó)CODASYL組織發(fā)布了組織發(fā)布了DBTG報(bào)告報(bào)告,提出提出網(wǎng)狀模型。網(wǎng)狀模型。1970年美國(guó)年美國(guó)IBM公司的公司的E.F.Codd ,提出關(guān)系模型。提出關(guān)系模型。 2021/3/26181.2.3 數(shù)據(jù)庫階段（數(shù)據(jù)庫階段（3）數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的整體邏輯結(jié)構(gòu)整體邏輯結(jié)構(gòu)用戶的局部用戶的局部邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)邏輯數(shù)據(jù)邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性獨(dú)立性物理數(shù)據(jù)物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性獨(dú)立性圖圖1.2 1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)返回返回2021/3/26191.2.3 數(shù)據(jù)庫階段（數(shù)據(jù)庫階段（2）v數(shù)據(jù)

12、庫階段的數(shù)據(jù)管理具有以下特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫階段的數(shù)據(jù)管理具有以下特點(diǎn): 數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型。 高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。 方便的用戶接口。方便的用戶接口。 數(shù)據(jù)控制功能數(shù)據(jù)控制功能:并發(fā)控制并發(fā)控制,恢復(fù)恢復(fù),完整性和安完整性和安全性。全性。 增加了系統(tǒng)的靈活性增加了系統(tǒng)的靈活性 ，操作單位為，操作單位為數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)。2021/3/2620v程序和數(shù)據(jù)的聯(lián)系程序和數(shù)據(jù)的聯(lián)系v文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段:程序?yàn)橹行某绦驗(yàn)橹行?.2.3 數(shù)據(jù)庫階段（數(shù)據(jù)庫階段（4）應(yīng)用程序應(yīng)用程序n n應(yīng)用程序應(yīng)用程序1 1數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫輸入輸入程序程序輸出輸出2021/3/2621v數(shù)據(jù)庫階段信息處理方式的演變數(shù)據(jù)庫

13、階段信息處理方式的演變 1.2.3 數(shù)據(jù)庫階段（數(shù)據(jù)庫階段（5）聯(lián)機(jī)聯(lián)機(jī)終端終端 要求要求報(bào)表報(bào)表查詢處理程序查詢處理程序報(bào)表生成程序報(bào)表生成程序數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序應(yīng)用程序應(yīng)用程序應(yīng)用程序輸入輸入輸出輸出輸入輸入輸出輸出2021/3/2622DB、DBMS、DBS、DBT的區(qū)別?2021/3/26231.2.3 數(shù)據(jù)庫階段（數(shù)據(jù)庫階段（6）v定義定義1.1 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫（Database,簡(jiǎn)記為簡(jiǎn)記為DB）:DB是是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的有組織的、統(tǒng)一統(tǒng)一管理的管理的相關(guān)相關(guān)數(shù)據(jù)的集合數(shù)據(jù)的集合。 DB能為各種用戶共享能為各種用戶共享,具有較小冗余度、數(shù)具有較小冗余度

14、、數(shù)據(jù)間聯(lián)系緊密而又有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性等特?fù)?jù)間聯(lián)系緊密而又有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性等特點(diǎn)。點(diǎn)。2021/3/2624問v我們是否直接對(duì)DB進(jìn)行操作和訪問?2021/3/26251.2.3 數(shù)據(jù)庫階段（數(shù)據(jù)庫階段（7）v定義定義1.2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）:DBMS是位于用戶與是位于用戶與OS之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件,它為用戶或應(yīng)用程序提供訪問它為用戶或應(yīng)用程序提供訪問DB的方法的方法,包括包括DB的的建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制。建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制。DBMS總是基總是基于某種于某種數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型，可以分為層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系，可以分為層次型、

15、網(wǎng)狀型、關(guān)系型和面向?qū)ο笮偷取Ｐ秃兔嫦驅(qū)ο笮偷?。OS 用戶用戶DBMS2021/3/26261.2.3 數(shù)據(jù)庫階段（數(shù)據(jù)庫階段（8） v定義定義1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Database System,簡(jiǎn)記為簡(jiǎn)記為DBS）: DBS是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、方便多用戶訪問的計(jì)算機(jī)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、方便多用戶訪問的計(jì)算機(jī)硬件、硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng),即它是采用數(shù)即它是采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。據(jù)庫技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。v定義定義1.4 數(shù)據(jù)庫技術(shù)（數(shù)據(jù)庫技術(shù)（DBT）: 數(shù)據(jù)庫技術(shù)是研究數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、存數(shù)據(jù)庫技術(shù)是研究數(shù)據(jù)庫的

16、結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)、設(shè)計(jì)、管理和使用的一門軟件學(xué)科。儲(chǔ)、設(shè)計(jì)、管理和使用的一門軟件學(xué)科。2021/3/26271.2.4 高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段（高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段（1）20世紀(jì)世紀(jì)80年代的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（年代的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DDBS）20世紀(jì)世紀(jì)90年代的對(duì)象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（年代的對(duì)象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ODBS） 開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)技術(shù)（開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)技術(shù)（ODBC）21世紀(jì)初的世紀(jì)初的 Web數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) XML數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù) 現(xiàn)代信息集成現(xiàn)代信息集成(DW、OLAP、DM)2021/3/26281.2.4 高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段（高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段（2）1. 對(duì)象對(duì)象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要有以下兩個(gè)特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要有

17、以下兩個(gè)特點(diǎn) 完整地描述現(xiàn)實(shí)世界完整地描述現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),能表達(dá)數(shù)能表達(dá)數(shù)據(jù)間嵌套、遞歸的聯(lián)系。據(jù)間嵌套、遞歸的聯(lián)系。 具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)的具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)的封裝性封裝性（把數(shù)據(jù)與操作（把數(shù)據(jù)與操作定義在一起）和定義在一起）和繼承性繼承性（繼承數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和（繼承數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作）的特點(diǎn)操作）的特點(diǎn),提高了軟件的可重用性。提高了軟件的可重用性。2021/3/2629 1.2.4 高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段（高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段（3）v分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 通信網(wǎng)通信網(wǎng)全局終端全局終端數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫局部處局部處理機(jī)理機(jī)局部處局部處理機(jī)理機(jī)局部終端局部終端局部終端局部終端數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫20

18、21/3/26301.2.4 高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段（高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段（4）2. 分布式分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要有下面三個(gè)特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要有下面三個(gè)特點(diǎn) 物理上分布物理上分布,邏輯上是一個(gè)整體。邏輯上是一個(gè)整體。 既可以執(zhí)行局部應(yīng)用既可以執(zhí)行局部應(yīng)用,也可以執(zhí)行全局應(yīng)用。也可以執(zhí)行全局應(yīng)用。 由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系。由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系。2021/3/2631 1.2.4 高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段（高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段（5）3 3開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)（開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)（ODBCODBC）技術(shù)）技術(shù)一個(gè)公共的、與一個(gè)公共的、與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)無關(guān)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)無關(guān)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)接口（應(yīng)用程序設(shè)計(jì)接口（APIAPI）。在使用）。在使用

19、APIAPI以后以后, ,同一個(gè)應(yīng)用程序就可以訪問不同的數(shù)據(jù)庫服同一個(gè)應(yīng)用程序就可以訪問不同的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。務(wù)器。MicrosoftMicrosoft公司于公司于19921992年推出年推出2021/3/2632 1.2.4 高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段（高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段（6）4 4XMLXML數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)XMLXML:Internet:Internet數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。半結(jié)構(gòu)化。半結(jié)構(gòu)化。支持嵌套支持嵌套, ,靈活。靈活。 5 5現(xiàn)代信息集成技術(shù)現(xiàn)代信息集成技術(shù)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫（數(shù)據(jù)倉(cāng)庫（DWDW）聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)（聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)（OLAPOLAP）數(shù)據(jù)挖據(jù)（數(shù)據(jù)挖據(jù)（DMDM）2021/3/2

20、6331.3 數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)描述v1.3.1 概念設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述概念設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述v1.3.2 邏輯設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述邏輯設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述v1.3.3 物理設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述物理設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述v1.3.4 數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述2021/3/26341.3 數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)描述三個(gè)階段三個(gè)階段 概念概念設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述 邏輯邏輯設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述 物理物理設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述。設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述。2021/3/26351.3.1 概念設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述概念設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述v實(shí)體實(shí)體（entity）:客觀存在客觀存在,可以相互區(qū)別的事物?？梢韵嗷^(qū)別的事物。 v實(shí)體集實(shí)體

21、集（entity set）:性質(zhì)相同的同類實(shí)體的性質(zhì)相同的同類實(shí)體的集合。集合。v屬性屬性（attribute）：實(shí)體）：實(shí)體的特性。的特性。值域值域,數(shù)據(jù)類型。數(shù)據(jù)類型。 v實(shí)體標(biāo)識(shí)符實(shí)體標(biāo)識(shí)符（identifier）：能惟一標(biāo)識(shí)實(shí)體的）：能惟一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性或?qū)傩约?。有時(shí)也稱為關(guān)鍵碼（屬性或?qū)傩约?。有時(shí)也稱為關(guān)鍵碼（key），），或簡(jiǎn)稱為鍵或簡(jiǎn)稱為鍵。2021/3/26361.3.2 邏輯設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述（邏輯設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述（1）v字段字段（field）:標(biāo)記實(shí)體屬性的命名單位稱為標(biāo)記實(shí)體屬性的命名單位稱為字段字段,或數(shù)據(jù)項(xiàng)。它是可以命名的最小信息單或數(shù)據(jù)項(xiàng)。它是可以命名的最小信息單位。

22、位。 v記錄記錄（record）:字段的有序集合。字段的有序集合。 v文件文件（file）：同一類記錄的集合。）：同一類記錄的集合。 v關(guān)鍵碼關(guān)鍵碼（key）：能惟一標(biāo)識(shí)文件中每個(gè)記錄）：能惟一標(biāo)識(shí)文件中每個(gè)記錄的字段或字段集（簡(jiǎn)稱為鍵）。的字段或字段集（簡(jiǎn)稱為鍵）。2021/3/26371.3.2 邏輯設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述（邏輯設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述（2）v術(shù)語的對(duì)應(yīng)關(guān)系術(shù)語的對(duì)應(yīng)關(guān)系:概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì) 實(shí)體實(shí)體 記錄記錄 屬性屬性 字段（數(shù)據(jù)項(xiàng)）字段（數(shù)據(jù)項(xiàng)） 實(shí)體集實(shí)體集 文件文件 實(shí)體標(biāo)識(shí)符實(shí)體標(biāo)識(shí)符 關(guān)鍵碼關(guān)鍵碼2021/3/26381.3.3 物理設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述物理設(shè)計(jì)中的

23、數(shù)據(jù)描述(1)v問問:常見的存儲(chǔ)介質(zhì)有哪些常見的存儲(chǔ)介質(zhì)有哪些? 2021/3/26391.3.3 物理設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述物理設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述(1)（1）高速緩沖存儲(chǔ)器（）高速緩沖存儲(chǔ)器（cache）（2）主存儲(chǔ)器（）主存儲(chǔ)器（main memory）（3）快擦寫存儲(chǔ)器（）快擦寫存儲(chǔ)器（flash memory）（4）磁盤存儲(chǔ)器（）磁盤存儲(chǔ)器（magnetic disk）（5）光存儲(chǔ)器（）光存儲(chǔ)器（optical storage）（6）磁帶（）磁帶（tape storage）2021/3/26401.3.3 物理設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述物理設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述(2)高速緩存高速緩存內(nèi)存內(nèi)存快閃存儲(chǔ)器快閃存儲(chǔ)

24、器磁盤存儲(chǔ)器磁盤存儲(chǔ)器光存儲(chǔ)器光存儲(chǔ)器磁帶存儲(chǔ)器磁帶存儲(chǔ)器圖圖1.6 1.6 存儲(chǔ)介質(zhì)層次存儲(chǔ)介質(zhì)層次 輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器第三級(jí)存儲(chǔ)器第三級(jí)存儲(chǔ)器2021/3/26411.3.3 物理設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述物理設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)描述(3)v位位（bit,比特）比特）:一個(gè)二進(jìn)制位稱為一個(gè)二進(jìn)制位稱為“位位”。一位只。一位只能取能取0或或1兩個(gè)狀態(tài)。兩個(gè)狀態(tài)。 v字節(jié)字節(jié)（byte）:8個(gè)比特稱為一個(gè)字節(jié)個(gè)比特稱為一個(gè)字節(jié),可以存放一個(gè)可以存放一個(gè)字符所對(duì)應(yīng)的字符所對(duì)應(yīng)的ASCII碼。碼。 v字字（word）：若干個(gè)字節(jié)組成一個(gè)字。一個(gè)字所含）：若干個(gè)字節(jié)組成一個(gè)字。一個(gè)字所含的二進(jìn)制位的位數(shù)稱為字長(zhǎng)。的

25、二進(jìn)制位的位數(shù)稱為字長(zhǎng)。 v塊塊（block）：又稱為物理塊或物理記錄。塊是內(nèi)）：又稱為物理塊或物理記錄。塊是內(nèi)存和外存交換信息的最小單位，每塊的大小，通常存和外存交換信息的最小單位，每塊的大小，通常為為210214字節(jié)。字節(jié)。 v桶桶（bucket）：外存的邏輯單位，一個(gè)桶可以包含）：外存的邏輯單位，一個(gè)桶可以包含一個(gè)物理塊或多個(gè)在空間上不一定連續(xù)的物理塊。一個(gè)物理塊或多個(gè)在空間上不一定連續(xù)的物理塊。 v卷（卷（volume）：一個(gè)輸入輸出設(shè)備所能裝載的全）：一個(gè)輸入輸出設(shè)備所能裝載的全部有用信息，稱為部有用信息，稱為“卷卷”。 2021/3/26421.3.4 數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述（數(shù)據(jù)聯(lián)系的描

26、述（1）v定義定義1.5 聯(lián)系聯(lián)系（relationship）是實(shí)體之間的相互關(guān)系。）是實(shí)體之間的相互關(guān)系。與一個(gè)聯(lián)系有關(guān)的實(shí)體集個(gè)數(shù)與一個(gè)聯(lián)系有關(guān)的實(shí)體集個(gè)數(shù),稱為聯(lián)系的稱為聯(lián)系的元數(shù)元數(shù)。v定義定義1.6 二元聯(lián)系有以下三種類型二元聯(lián)系有以下三種類型: 一對(duì)一聯(lián)系一對(duì)一聯(lián)系 1:1 一對(duì)多聯(lián)系一對(duì)多聯(lián)系 1:N 多對(duì)多聯(lián)系多對(duì)多聯(lián)系:M:N乘客和座位什么聯(lián)系乘客和座位什么聯(lián)系?學(xué)生和班級(jí)什么聯(lián)系學(xué)生和班級(jí)什么聯(lián)系?學(xué)生和課程什么聯(lián)系？學(xué)生和課程什么聯(lián)系？2021/3/26431.3.4 數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述（數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述（2）v例例1.2 E2E1 E2座位座位E1乘客乘客E1 E2E1E2學(xué)

27、生學(xué)生課程課程E2E1 E2E1車間車間工人工人2021/3/26441.3.4 數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述（數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述（3）v例例1.3 零件零件MN飛機(jī)飛機(jī)駕駛員駕駛員航行班次航行班次N1M圖圖1.10 1.10 三元聯(lián)系三元聯(lián)系 圖圖1.11 1.11 一元聯(lián)系一元聯(lián)系2021/3/26451.4 數(shù)據(jù)抽象的級(jí)別數(shù)據(jù)抽象的級(jí)別 1.4.1 數(shù)據(jù)抽象的過程數(shù)據(jù)抽象的過程 1.4.2 概念模型概念模型 1.4.3 邏輯模型邏輯模型 1.4.4 外部模型外部模型 1.4.5 內(nèi)部模型內(nèi)部模型 1.4.6 三層模式和兩級(jí)映像三層模式和兩級(jí)映像 1.4.7 高度的數(shù)據(jù)獨(dú)立性高度的數(shù)據(jù)獨(dú)立性2021/3/2

28、6461.4.1 1.4.1 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)抽象的過程（抽象的過程（1）v模型（模型（model）:對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象。對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象。v數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型:表示實(shí)體類型及其聯(lián)系的模型表示實(shí)體類型及其聯(lián)系的模型。v從現(xiàn)實(shí)世界的信息到數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以及用從現(xiàn)實(shí)世界的信息到數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以及用戶使用的數(shù)據(jù)是一個(gè)戶使用的數(shù)據(jù)是一個(gè)逐步抽象逐步抽象過程。過程。v根據(jù)數(shù)據(jù)抽象的級(jí)別定義了四種模型：根據(jù)數(shù)據(jù)抽象的級(jí)別定義了四種模型：概念數(shù)概念數(shù)據(jù)模型據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型邏輯數(shù)據(jù)模型、外部數(shù)據(jù)模型外部數(shù)據(jù)模型和和內(nèi)部?jī)?nèi)部數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型。2021/3/26471.4.1 1.4.1 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)抽象的過程（抽象的過

29、程（2）v定義定義1.7 1.7 v表達(dá)表達(dá)用戶需求觀點(diǎn)用戶需求觀點(diǎn)的的數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)的模的模型型, ,稱為稱為“概念模型概念模型”。v表達(dá)表達(dá)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)的的DBDB全局邏輯結(jié)構(gòu)全局邏輯結(jié)構(gòu)的模的模型型, ,稱為稱為“邏輯模型邏輯模型”。v表達(dá)表達(dá)用戶使用觀點(diǎn)用戶使用觀點(diǎn)的的DBDB局部邏輯結(jié)構(gòu)局部邏輯結(jié)構(gòu)的模型，的模型，稱為稱為“外部模型外部模型”。v表達(dá)表達(dá)DBDB物理結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)的模型，稱為的模型，稱為“內(nèi)部模型內(nèi)部模型”。2021/3/26481.4.1 1.4.1 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)抽象的過程（抽象的過程（3）綜合綜合轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換應(yīng)用應(yīng)用1 1應(yīng)用應(yīng)用3應(yīng)用應(yīng)用

30、2邏輯模型邏輯模型內(nèi)部模型內(nèi)部模型外部模型外部模型3外部模型外部模型2外部模型外部模型1映像映像映像映像DBDB概念模型概念模型用戶需求用戶需求用戶需求用戶需求用戶用戶1用戶用戶3用戶用戶2用戶需求用戶需求圖圖1.12 1.12 四種模型之間的相互關(guān)系四種模型之間的相互關(guān)系Dbs結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)2021/3/26491.4.1 1.4.1 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)抽象的過程（抽象的過程（4）v數(shù)據(jù)抽象的過程數(shù)據(jù)抽象的過程,具體步驟如下具體步驟如下:v第第1步步:綜合綜合v第第2步：步：轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換v第第3步：步：邏輯邏輯-外部映像外部映像v第第4步：步：邏輯邏輯-內(nèi)部映像。內(nèi)部映像。2021/3/26501.4.2 1.

31、4.2 概念模型概念模型（1）v特點(diǎn)特點(diǎn):（1）表達(dá)了數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)。）表達(dá)了數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)。（2）從用戶需求的觀點(diǎn)出發(fā)）從用戶需求的觀點(diǎn)出發(fā),對(duì)數(shù)據(jù)建模。對(duì)數(shù)據(jù)建模。（3）獨(dú)立于硬件和軟件。）獨(dú)立于硬件和軟件。（4）是數(shù)據(jù)庫）是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)人員與與用戶用戶之間進(jìn)行交流的之間進(jìn)行交流的工具。工具。2021/3/26511.4.2 1.4.2 概念模型概念模型（2）vERER模型模型是是P.P.ChenP.P.Chen（陳品山陳品山）于）于19761976年提出的。年提出的。v定義定義1.8 ER1.8 ER圖有三個(gè)基本成分圖有三個(gè)基本成分: :矩形框矩形框, ,表示表示實(shí)體類型實(shí)

32、體類型（考慮問題的對(duì)象）。（考慮問題的對(duì)象）。菱形框菱形框, ,表示表示聯(lián)系類型聯(lián)系類型（實(shí)體間聯(lián)系）。（實(shí)體間聯(lián)系）。橢圓形框，表示實(shí)體類型和聯(lián)系類型的橢圓形框，表示實(shí)體類型和聯(lián)系類型的屬性屬性。Peter P. Chen, The Entity-Relationship Model - Toward a Unified View of Data. ACM Transactions on Database Systems (TODS) Volume 1 Number 1: pp 9-36（1976）2021/3/2652ER模型示例v大學(xué)教務(wù)方面研究課程、教師、任課、學(xué)生和選修等。如何構(gòu)建E

33、R圖?2021/3/26531.4.2 1.4.2 概念模型概念模型（3）圖圖1.13 ER1.13 ER圖實(shí)例圖實(shí)例 S#STUDENTSCSNAMEAGEC#SEXCNAMET#TNAMETITLESCORETCCOURSETEACHER1NMN2021/3/26541.4.2 1.4.2 概念模型概念模型（4）v優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): :v 簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單, ,易理解易理解; ;v 計(jì)算機(jī)無關(guān)。計(jì)算機(jī)無關(guān)。v缺點(diǎn)缺點(diǎn): :v只能說明實(shí)體間語義的聯(lián)系只能說明實(shí)體間語義的聯(lián)系, ,還不能進(jìn)一步說還不能進(jìn)一步說明詳細(xì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。明詳細(xì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2021/3/26551.4.3 1.4.3 邏輯模型邏輯模型v概

34、念模型概念模型要按照選定的要按照選定的DBMS的特點(diǎn)轉(zhuǎn)換成邏輯模型。的特點(diǎn)轉(zhuǎn)換成邏輯模型。v邏輯模型具有下列特點(diǎn)邏輯模型具有下列特點(diǎn):（1）DB的整體邏輯結(jié)構(gòu)的整體邏輯結(jié)構(gòu)（2）從）從數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)出發(fā)出發(fā),對(duì)數(shù)據(jù)建模。對(duì)數(shù)據(jù)建模。（3）邏輯模型獨(dú)立于硬件邏輯模型獨(dú)立于硬件,但依賴于軟件但依賴于軟件（DBMS）。）。（4）邏輯模型是數(shù)據(jù)庫）邏輯模型是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)人員與與應(yīng)用程序員應(yīng)用程序員之間進(jìn)之間進(jìn)行交流的工具。行交流的工具。2021/3/26561. 層次模型（層次模型（1）v樹型（層次）結(jié)構(gòu)樹型（層次）結(jié)構(gòu)v指針指針v層次模型有兩個(gè)層次模型有兩個(gè)缺點(diǎn)缺點(diǎn):v 一是

35、只能表示一是只能表示1:N聯(lián)系聯(lián)系;v 二是數(shù)據(jù)的查詢和更新操作復(fù)雜二是數(shù)據(jù)的查詢和更新操作復(fù)雜2021/3/26571. 層次模型（層次模型（2）層次模型例子層次模型例子 層次模型的具體實(shí)例層次模型的具體實(shí)例（樹結(jié)構(gòu)）（樹結(jié)構(gòu)）COURSESCTEACHERSTUDENTC4，C+C3，OSC2，DBC1，CS1,C1,80S2,C1,85S1,WANG,20,MS2,LIU,18,FT2,C1,SHI,教授教授2021/3/26582. 網(wǎng)狀模型（網(wǎng)狀模型（1）v有向圖結(jié)構(gòu)有向圖結(jié)構(gòu)v指針指針v優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):M:N聯(lián)系也容易實(shí)現(xiàn)。聯(lián)系也容易實(shí)現(xiàn)。v缺點(diǎn)缺點(diǎn): 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和編程復(fù)雜。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)

36、雜和編程復(fù)雜。2021/3/26592. 網(wǎng)狀模型（網(wǎng)狀模型（2）網(wǎng)狀模型例子網(wǎng)狀模型例子網(wǎng)狀模型的實(shí)例（局部）網(wǎng)狀模型的實(shí)例（局部）（有向圖結(jié)構(gòu)）（有向圖結(jié)構(gòu)）STUDENTCOURSETEACHERSCT_CC_SCS_SCC1C3C2C4S1,C1,80S1S2S3S4S1,C2,60S1,C3,70S2,C1,85S2,C2,75S4,C4,902021/3/2660v層次模型層次模型（DS是樹結(jié)構(gòu)）是樹結(jié)構(gòu)）v網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型（DS是有向圖結(jié)構(gòu)）是有向圖結(jié)構(gòu)）DS復(fù)雜復(fù)雜用指針表示聯(lián)系用指針表示聯(lián)系編程復(fù)雜編程復(fù)雜2021/3/26613. 關(guān)系模型（關(guān)系模型（1）v用用二維表格二維

37、表格表表示實(shí)體集。示實(shí)體集。 v關(guān)系關(guān)系模式模式即即記錄類型記錄類型,關(guān)系模式的實(shí)例稱關(guān)系模式的實(shí)例稱為為關(guān)系關(guān)系v每個(gè)關(guān)系實(shí)際上是一張二維表格。每個(gè)關(guān)系實(shí)際上是一張二維表格。 v v關(guān)系模型是由若干個(gè)關(guān)系模式組成的集關(guān)系模型是由若干個(gè)關(guān)系模式組成的集合。合。 2021/3/2662問vER模型如何轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型?ER模型2021/3/2663ER轉(zhuǎn)換成關(guān)系轉(zhuǎn)換成關(guān)系 實(shí)體轉(zhuǎn)換成一個(gè)關(guān)系模式實(shí)體轉(zhuǎn)換成一個(gè)關(guān)系模式 1:1 1:1 在任一實(shí)體中加入另一實(shí)體的鍵在任一實(shí)體中加入另一實(shí)體的鍵 1:N1:N 在在N N端實(shí)體中加入端實(shí)體中加入1 1端實(shí)體的鍵端實(shí)體的鍵 M:N M:N 聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模

38、式聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式2021/3/26643. 關(guān)系模型（關(guān)系模型（2）v例例1.7 TEACHERTEACHER模式（模式（T#T#, ,TNAMETNAME, ,TITLETITLE）COURSECOURSE模式（模式（C#C#，CNAMECNAME，T#T#）STUDENTSTUDENT模式（模式（S#S#，SNAMESNAME，AGEAGE，SEXSEX）SCSC模式（模式（S#S#，C#C#，SCORESCORE）圖圖1.18 1.18 關(guān)系模型的例子關(guān)系模型的例子 2021/3/26653. 關(guān)系模型（關(guān)系模型（3） TEACHER關(guān)系關(guān)系 COURSE關(guān)系關(guān)系T#T#TNAMET

39、NAME TITLETITLEC#C#CNAMECNAMET#T#T2T2SHISHI教授教授C1C1C CT2T2T3T3LILI副教授副教授C2C2DBDBT3T3T1T1DAIDAI講師講師C3C3OSOST3T3T4T4GUGU講師講師C4C4C+C+T2T2 STUDENT關(guān)系關(guān)系 SC關(guān)系關(guān)系S#S#SNAMESNAME AGEAGESEXSEXS#S#C#C#SCORESCORES1S1WANGWANG2020M MS1S1C1C18080S4S4LIULIU1818F FS1S1C2C26060S2S2HUHU1717M MS1S1C3C37070S3S3XIAXIA1919F

40、 FS4S4C4C49090S2S2C1C18585圖圖1.19 1.19 關(guān)系模型的實(shí)例關(guān)系模型的實(shí)例S2S2C2C275752021/3/26663. 關(guān)系模型（關(guān)系模型（4）關(guān)系模型用關(guān)系模型用關(guān)鍵碼關(guān)鍵碼導(dǎo)航數(shù)據(jù)導(dǎo)航數(shù)據(jù)。其表格簡(jiǎn)單其表格簡(jiǎn)單, ,易懂易懂、易操作、易操作不涉及存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、訪問技術(shù)等細(xì)節(jié)。不涉及存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、訪問技術(shù)等細(xì)節(jié)。集合論、數(shù)理邏輯可引入到關(guān)系模型集合論、數(shù)理邏輯可引入到關(guān)系模型。2021/3/26674. 對(duì)象模型（對(duì)象模型（1）v表達(dá)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)表達(dá)復(fù)雜的結(jié)構(gòu),如嵌套遞歸如嵌套遞歸v對(duì)象（對(duì)象（object）是現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的模型化）是現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的模型化v屬性集

41、和方法集相同的所有對(duì)象組合在一起屬性集和方法集相同的所有對(duì)象組合在一起,構(gòu)成了一個(gè)類（構(gòu)成了一個(gè)類（class）。）。2021/3/26684. 對(duì)象模型（對(duì)象模型（2）類類SC PC PS SCORE類類COURSE C# CNAME PT 類類TEACHER T# TNAME TITLE類類STUDENT S# SNAME AGE SEX圖圖1.20 1.20 對(duì)象模型的類層次例子對(duì)象模型的類層次例子2021/3/2669四種邏輯模型的比較四種邏輯模型的比較層次模型層次模型網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型關(guān)系模型關(guān)系模型面向?qū)ο竽Ｐ兔嫦驅(qū)ο竽Ｐ蛣?chuàng)始創(chuàng)始1968年年IBM公司公司的的IMS系統(tǒng)系統(tǒng)1969年

42、年CODASYL的的DBTG報(bào)告報(bào)告(1971年通過年通過)1970年年E.F.Codd提出關(guān)系模型提出關(guān)系模型20世紀(jì)世紀(jì)80年代年代數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜復(fù)雜（樹結(jié)構(gòu)）（樹結(jié)構(gòu)）復(fù)雜復(fù)雜（有向圖結(jié)構(gòu)）（有向圖結(jié)構(gòu)）簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單（二維表）（二維表）復(fù)雜復(fù)雜(嵌套嵌套、遞歸遞歸)數(shù)據(jù)聯(lián)系數(shù)據(jù)聯(lián)系通過指針通過指針通過指針通過指針通過表間的公通過表間的公共屬性共屬性通過對(duì)象標(biāo)識(shí)通過對(duì)象標(biāo)識(shí)查詢語言查詢語言過程性語言過程性語言過程性語言過程性語言非過程性語言非過程性語言 面向?qū)ο笳Z言面向?qū)ο笳Z言典型產(chǎn)品典型產(chǎn)品IMSIDS/IMAGE/3000IDMSTOTALOracleSybaseDB2SQL Ser

43、verInformixONTOS DB盛行期盛行期20世紀(jì)世紀(jì)70年代年代70年代至年代至80年代中年代中期期80年代至現(xiàn)在年代至現(xiàn)在 90年代至現(xiàn)在年代至現(xiàn)在2021/3/26701.4.4 1.4.4 外部模型（外部模型（1 1）v例例1.9 1.9 圖圖1.181.18所示的關(guān)系模型由所示的關(guān)系模型由TEACHERTEACHER、COURSECOURSE、STUDENTSTUDENT和和SCSC等四個(gè)關(guān)系模式組成。等四個(gè)關(guān)系模式組成。 外部模型中的模式稱為外部模型中的模式稱為“視圖視圖”（ViewView）。）。學(xué)生視圖學(xué)生視圖 STUDENT_VIEW STUDENT_VIEW（S#S

44、#, ,SNAMESNAME, ,C#C#， CNAME CNAME，SCORESCORE，T#T#，TNAMETNAME）教師視圖教師視圖 TEACHER_VIEW TEACHER_VIEW（T#T#，TNAMETNAME，C#C#， CNAME CNAME，S#S#，SNAMESNAME，SEXSEX，SCORESCORE）2021/3/26711.4.4 1.4.4 外部模型（外部模型（2 2）v外部模型具有如下的特點(diǎn)外部模型具有如下的特點(diǎn): :（1 1）外部模型是邏輯模型的一個(gè)）外部模型是邏輯模型的一個(gè)邏輯子集邏輯子集。（2 2）外部模型獨(dú)立于硬件外部模型獨(dú)立于硬件, ,依賴于軟件依賴

45、于軟件。（3 3）外部模型反映了）外部模型反映了用戶使用數(shù)據(jù)庫用戶使用數(shù)據(jù)庫的觀點(diǎn)。的觀點(diǎn)。2021/3/26721.4.5 1.4.5 內(nèi)部模型內(nèi)部模型v內(nèi)部模型又稱物理模型內(nèi)部模型又稱物理模型v存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)方式（文件的結(jié)構(gòu)）、（文件的結(jié)構(gòu)）、存取設(shè)備存取設(shè)備（外存的空（外存的空間分配）和間分配）和存取方法存取方法（主索引和輔助索引）。（主索引和輔助索引）。v內(nèi)部模型與硬件和軟件緊密相連。內(nèi)部模型與硬件和軟件緊密相連。關(guān)系模型是以關(guān)系模型是以邏輯級(jí)邏輯級(jí)為目標(biāo)為目標(biāo), ,不必考慮內(nèi)部級(jí)的設(shè)不必考慮內(nèi)部級(jí)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)計(jì)細(xì)節(jié), ,由系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。由系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。2021/3/26731.4.6 1

46、.4.6 三層模式和兩級(jí)映像三層模式和兩級(jí)映像(1)(1)1. 1. 三層模式體系結(jié)構(gòu)三層模式體系結(jié)構(gòu)定義定義1.9 1.9 從用戶（或應(yīng)用程序）到數(shù)據(jù)庫之間從用戶（或應(yīng)用程序）到數(shù)據(jù)庫之間, ,DBDB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述有三個(gè)層次的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述有三個(gè)層次: : 外模式外模式: :用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口, ,是是用戶用到用戶用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。的描述。 是數(shù)據(jù)庫中是數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)的描述。的描述。邏輯模式邏輯模式 內(nèi)模式內(nèi)模式是數(shù)據(jù)庫在是數(shù)據(jù)庫在物理存儲(chǔ)方面物理存儲(chǔ)方面的描述，定義的描述，定義所有內(nèi)部記錄類型、索引和文件的組

47、織方式，所有內(nèi)部記錄類型、索引和文件的組織方式，以及數(shù)據(jù)控制方面的細(xì)節(jié)。以及數(shù)據(jù)控制方面的細(xì)節(jié)。2021/3/26741.4.6 1.4.6 三層模式和兩級(jí)映像三層模式和兩級(jí)映像(3)(3)2 2兩級(jí)映像兩級(jí)映像v定義定義1.10 1.10 三層模式之間存在著兩級(jí)映像三層模式之間存在著兩級(jí)映像: : 外模式邏輯模式映像外模式邏輯模式映像 邏輯模式內(nèi)模式映像邏輯模式內(nèi)模式映像v數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的三層模式三層模式和和兩級(jí)映像兩級(jí)映像結(jié)構(gòu)稱為結(jié)構(gòu)稱為“數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)”。2021/3/26751.4.7 1.4.7 高度的數(shù)據(jù)獨(dú)立性高度的數(shù)據(jù)獨(dú)立性(1)(1)v定義定義1.11 1.1

48、1 數(shù)據(jù)獨(dú)立性數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫的數(shù)是指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨(dú)立據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨(dú)立, ,不受影響。在修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)不受影響。在修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí), ,盡可能不修改應(yīng)用程序，則稱系統(tǒng)達(dá)到了數(shù)據(jù)獨(dú)立盡可能不修改應(yīng)用程序，則稱系統(tǒng)達(dá)到了數(shù)據(jù)獨(dú)立性目標(biāo)。性目標(biāo)。 (1) (1)物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性: :對(duì)內(nèi)模式的修改盡量不影響邏對(duì)內(nèi)模式的修改盡量不影響邏輯模式、外模式和應(yīng)用程序。輯模式、外模式和應(yīng)用程序。 (2) (2)邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性: :對(duì)邏輯模式的修改盡量不影響對(duì)邏輯模式的修改盡量不影響外模式和應(yīng)用程序。外模式和應(yīng)用程序。2021/3/26761.5 數(shù)

49、據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)v1.5.1 DBMS的工作模式的工作模式v1.5.2 DBMS的主要功能的主要功能2021/3/26771.5.1 DBMS的工作模式（的工作模式（1）DB應(yīng)用程序應(yīng)用程序數(shù)據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)請(qǐng)求低層指令低層指令 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(處理結(jié)果處理結(jié)果) 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(查詢結(jié)果查詢結(jié)果)圖圖1.22 DBMS1.22 DBMS的工作模式的工作模式 2021/3/26781.5.1 DBMS的工作模式（的工作模式（2）圖圖1.23 用戶訪問數(shù)據(jù)的過程用戶訪問數(shù)據(jù)的過程應(yīng)用程序應(yīng)用程序DB的系統(tǒng)緩沖區(qū)的系統(tǒng)緩沖區(qū)外模式外模式模式模式內(nèi)模式內(nèi)模式DB數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 字字 典典2021/3/26791

50、.5.2 DBMS的主要功能的主要功能 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的定義定義功能（功能（DDL） 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的操縱操縱功能（功能（DML） 過程性過程性:做什么、怎么做做什么、怎么做 非過程性非過程性:做什么做什么 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的保護(hù)保護(hù)功能功能 恢復(fù)恢復(fù),并發(fā)控制并發(fā)控制,完整性，安全性。完整性，安全性。 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的維護(hù)維護(hù)功能（功能（Utilities） 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典（DD）2021/3/26801.6 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)v1.6.1 DBS的組成的組成v1.6.2 DBS的全局結(jié)構(gòu)的全局結(jié)構(gòu)v1.6.3 DBS結(jié)構(gòu)的分類結(jié)構(gòu)的分類v1.6.4 應(yīng)用程序的演變應(yīng)用程序的演變v1.6.5 DBS的效益的效益2021/3/26811.6.1 DBS的組成（的組成（1）vDBS是采用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它是是采用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它是數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫庫、硬件硬件、軟件軟件和和數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員的集合體。的集合體。vDB:全部數(shù)據(jù)的集合全部數(shù)據(jù)的集合。 v軟件軟件:DBMS、OS、主語言。主語言。v定義定義1.12 DBA是控制數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)的一組人員是控制數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)的一組人員,負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)DBS的正常運(yùn)行的正常運(yùn)行,承擔(dān)創(chuàng)建、監(jiān)控和維護(hù)數(shù)據(jù)庫承擔(dān)創(chuàng)建、監(jiān)控和維