數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理1課件

課程名稱：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

課時：72

任課教師：陳紅

課程名稱：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

課時：72

任內(nèi)容安排1基礎(chǔ)篇第1章：緒論第2章：關(guān)系數(shù)據(jù)庫第3章：關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL設(shè)計篇第4章：關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論第6章：數(shù)據(jù)庫設(shè)計內(nèi)容安排1基礎(chǔ)篇內(nèi)容安排2系統(tǒng)篇第5章：數(shù)據(jù)庫保護第7章：關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實例第8章：數(shù)據(jù)庫技術(shù)新進(jìn)展內(nèi)容安排2系統(tǒng)篇第1章緒論1.1引言1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.5數(shù)據(jù)庫工程與應(yīng)用1.6小結(jié)第1章緒論1.1引言第1章緒論1.1引言1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.5數(shù)據(jù)庫工程與應(yīng)用1.6小結(jié)第1章緒論1.1引言1.1

引言1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的生產(chǎn)與發(fā)展1.1.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域1.1引言1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管1.1

引言1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的生產(chǎn)與發(fā)展1.1.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域1.1引言1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管數(shù)據(jù)庫的地位數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)，是計算機科學(xué)的重要分支。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了計算機應(yīng)用向各行各業(yè)的滲透。數(shù)據(jù)庫的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個國家信息化程度的重要標(biāo)志。數(shù)據(jù)庫的地位數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)一、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象數(shù)據(jù)的定義描述事物的符號記錄組成數(shù)據(jù)的符號種類數(shù)字、字符串、日期、邏輯值、文本、圖形、圖象、聲音數(shù)據(jù)的特點數(shù)據(jù)與其語義是不可分的一、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象數(shù)據(jù)舉例學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄（李明，男，1972，江蘇，計算機系，1990）數(shù)據(jù)的形式不能完全表達(dá)其內(nèi)容數(shù)據(jù)的解釋語義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學(xué)時間解釋：李明是個大學(xué)生，1972年出生，男，江蘇人，1990年考入計算機系數(shù)據(jù)舉例學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄二、數(shù)據(jù)庫人們收集并抽取出一個應(yīng)用所需要的大量數(shù)據(jù)之后，應(yīng)將其保存起來以供進(jìn)一步加工處理，進(jìn)一步抽取有用信息。數(shù)據(jù)庫的定義數(shù)據(jù)庫(Database,簡稱DB)是長期儲存在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。二、數(shù)據(jù)庫人們收集并抽取出一個應(yīng)用所需要的大量數(shù)據(jù)之后，應(yīng)將數(shù)據(jù)庫(續(xù))數(shù)據(jù)庫的特征數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存可為各種用戶共享冗余度較小數(shù)據(jù)獨立性較高易擴展數(shù)據(jù)庫(續(xù))數(shù)據(jù)庫的特征三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)什么是DBMS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，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。DBMS的用途科學(xué)地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護數(shù)據(jù)三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)什么是DBMS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(續(xù))DBMS的主要功能數(shù)據(jù)定義功能:提供數(shù)據(jù)定義語言(DDL)，用于定義數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象。數(shù)據(jù)操縱功能:提供數(shù)據(jù)操縱語言(DML)，用于操縱數(shù)據(jù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的基本操作(查詢、插入、刪除和修改)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(續(xù))DBMS的主要功能數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(續(xù))DBMS的主要功能(續(xù))數(shù)據(jù)庫的運行管理:保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶對數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)。數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能:提供實用程序，完成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)批量裝載，數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲，介質(zhì)故障恢復(fù)，數(shù)據(jù)庫的重組織和性能監(jiān)視等數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(續(xù))DBMS的主要功能(續(xù))四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡稱DBS）是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成。在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構(gòu)成。四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)成圖示用戶用戶用戶應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)成圖示用戶用戶用戶應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開用系應(yīng)統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))發(fā)工開具用軟應(yīng)件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的位置圖示BMDS編統(tǒng)譯系作系操統(tǒng)硬件用系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))發(fā)工數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在計1.1

引言1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的生產(chǎn)與發(fā)展1.1.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域1.1引言1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管1.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展什么是數(shù)據(jù)管理對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護，是數(shù)據(jù)處理的中心問題。數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程人工管理階段(40年代中--50年代中)文件系統(tǒng)階段(50年代末--60年代中)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(60年代末--現(xiàn)在)1.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展什么是數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展(續(xù))數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展動力應(yīng)用需求的推動計算機硬件的發(fā)展計算機軟件的發(fā)展數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展(續(xù))數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展動力一、人工管理時期40年代中--50年代中產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求 科學(xué)計算 硬件水平 無直接存取存儲設(shè)備 軟件水平 沒有操作系統(tǒng) 處理方式 批處理 一、人工管理時期人工管理(續(xù))特點1數(shù)據(jù)的管理者：應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)不保存。人工管理(續(xù))特點1人工管理(續(xù))特點2－數(shù)據(jù)面向的對象：某一應(yīng)用程序

應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系圖應(yīng)用程序１數(shù)據(jù)集１應(yīng)用程序２數(shù)據(jù)集２應(yīng)用程序ｎ數(shù)據(jù)集n...…...…人工管理(續(xù))特點2－數(shù)據(jù)面向的對象：某一應(yīng)用程序應(yīng)用程序１人工管理(續(xù))特點3數(shù)據(jù)的共享程度：無共享、冗余度極大數(shù)據(jù)的獨立性：不獨立，完全依賴于程序數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制人工管理(續(xù))特點3二、文件系統(tǒng)時期50年代末--60年代中產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求 科學(xué)計算、管理 硬件水平 磁盤、磁鼓 軟件水平 有文件系統(tǒng) 處理方式 聯(lián)機實時處理、批處理

二、文件系統(tǒng)時期文件系統(tǒng)(續(xù))特點1數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長期保存文件系統(tǒng)(續(xù))特點1應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系(文件系統(tǒng))特點2－數(shù)據(jù)面向的對象：某一應(yīng)用程序

應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系應(yīng)用程序１文件１應(yīng)用程序２文件2應(yīng)用程序ｎ文件n存取方法...…...…應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系(文件系統(tǒng))特點2－數(shù)據(jù)面向的對象：文件系統(tǒng)(續(xù))特點3數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、冗余度大文件系統(tǒng)(續(xù))特點3文件系統(tǒng)(續(xù))特點4－數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu),整體無結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)

學(xué)生人事記錄數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是靠程序定義和解釋的。學(xué)號姓名性別系別年齡政治面貌家庭出身籍貫家庭成員獎懲情況文件系統(tǒng)(續(xù))特點4－數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu),整體無結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)(續(xù))數(shù)據(jù)一般是定長的?？梢蚤g接實現(xiàn)數(shù)據(jù)變長要求，但訪問相應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序復(fù)雜了。學(xué)生人事主記錄學(xué)號姓名性別系別年齡政治面貌家庭出身籍貫家庭成員獎懲情況姓名與本人關(guān)系詳細(xì)情況日期獎懲條目家庭成員記錄獎懲情況記錄文件系統(tǒng)(續(xù))數(shù)據(jù)一般是定長的。學(xué)號姓名性別系別年齡政治面貌文件系統(tǒng)(續(xù))900201李明男計算機24共青團員工人江蘇無錫李義山父子…李平兄弟…1991吳玉章獎學(xué)金1991一等獎學(xué)金張玉母子…家庭成員記錄獎懲情況記錄文件系統(tǒng)(續(xù))900201李明男計算機24共青團員工人江蘇無文件間是獨立的，因此數(shù)據(jù)整體無結(jié)構(gòu)。間接實現(xiàn)數(shù)據(jù)整體的有結(jié)構(gòu)也比較困難。數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。文件間是獨立的，因此數(shù)據(jù)整體無結(jié)構(gòu)。文件系統(tǒng)(續(xù))特點5數(shù)據(jù)的獨立性：獨立性差，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變必須修改應(yīng)用程序數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制文件系統(tǒng)(續(xù))特點5三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時期60年代末以來產(chǎn)生的背景應(yīng)用背景 大規(guī)模管理 硬件背景 大容量磁盤 軟件背景 有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 處理方式 聯(lián)機實時處理,分布處理,批處理 三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時期數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點1數(shù)據(jù)的管理者：DBMS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點2－數(shù)據(jù)面向的對象：現(xiàn)實世界

應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系DBMS應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)庫…數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點2－數(shù)據(jù)面向的對象：現(xiàn)實世界DBMS應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點3－數(shù)據(jù)的共享程度：共享性高數(shù)據(jù)的高共享性的好處降低數(shù)據(jù)的冗余度，節(jié)省存儲空間避免數(shù)據(jù)間的不一致性使系統(tǒng)易于擴充數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點3－數(shù)據(jù)的共享程度：共享性高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點4－數(shù)據(jù)的獨立性：高度的物理獨立性和一定的邏輯獨立性數(shù)據(jù)的物理獨立性指用戶的應(yīng)用程序與存儲在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是相互獨立的。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲改變了，應(yīng)用程序不用改變。數(shù)據(jù)的邏輯獨立性指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨立的。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點4－數(shù)據(jù)的獨立性：高度的物理獨立性和一定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點5－數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：整體結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一。數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的真正結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型描述，無需程序定義和解釋。數(shù)據(jù)可以變長。數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點5－數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：整體結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點6－數(shù)據(jù)控制能力：由DBMS統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點6DBMS對數(shù)據(jù)的控制功能數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護使每個用戶只能按指定方式使用和處理指定數(shù)據(jù)，保護數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞。數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查將數(shù)據(jù)控制在有效的范圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)之間滿足一定的關(guān)系。DBMS對數(shù)據(jù)的控制功能數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護DBMS對數(shù)據(jù)的控制功能（續(xù)）并發(fā)（Concurrency）控制對多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，防止相互干擾而得到錯誤的結(jié)果。數(shù)據(jù)庫恢復(fù)（Recovery）將數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)。DBMS對數(shù)據(jù)的控制功能（續(xù)）并發(fā)（Concurrency）1.1

引言1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的生產(chǎn)與發(fā)展1.1.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域1.1引言1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管1.1.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的研制數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫理論1.1.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的研制數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的研制DBMS本身以DBMS為核心的一組相互聯(lián)系的軟件系統(tǒng)工具軟件中間件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的研制DBMS本身數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法設(shè)計工具設(shè)計理論數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)建模數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法數(shù)據(jù)庫理論關(guān)系的規(guī)范化理論關(guān)系數(shù)據(jù)理論數(shù)據(jù)庫理論關(guān)系的規(guī)范化理論第1章緒論1.1引言1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.5數(shù)據(jù)庫工程與應(yīng)用1.6小結(jié)第1章緒論1.1引言1.2數(shù)據(jù)模型1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素1.2.2概念模型1.2.3數(shù)據(jù)模型1.2數(shù)據(jù)模型1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素數(shù)據(jù)模型在數(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。

數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面要求能比較真實地模擬現(xiàn)實世界容易為人所理解便于在計算機上實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型在數(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)實世數(shù)據(jù)模型(續(xù))數(shù)據(jù)模型分成兩個不同的層次(1)概念模型也稱信息模型，它是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模。(2)數(shù)據(jù)模型主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型等，它是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模。數(shù)據(jù)模型(續(xù))數(shù)據(jù)模型分成兩個不同的層次數(shù)據(jù)模型(續(xù))客觀對象的抽象過程---兩步抽象現(xiàn)實世界中的客觀對象抽象為概念模型；把概念模型轉(zhuǎn)換為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型。概念模型是現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次。數(shù)據(jù)模型(續(xù))客觀對象的抽象過程---兩步抽象1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素1.2.2概念模型1.2.3數(shù)據(jù)模型1.2數(shù)據(jù)模型1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)的約束條件1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對象類型的集合兩類對象與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對象與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實例（值）允許執(zhí)行的操作及有關(guān)的操作規(guī)則數(shù)據(jù)操作的類型檢索更新（包括插入、刪除、修改）2.數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作(續(xù))數(shù)據(jù)模型對操作的定義操作的確切含義操作符號操作規(guī)則（如優(yōu)先級）實現(xiàn)操作的語言數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。數(shù)據(jù)操作(續(xù))數(shù)據(jù)模型對操作的定義3.數(shù)據(jù)的約束條件數(shù)據(jù)的約束條件一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和儲存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。3.數(shù)據(jù)的約束條件數(shù)據(jù)的約束條件數(shù)據(jù)的約束條件(續(xù))數(shù)據(jù)模型對約束條件的定義反映和規(guī)定本數(shù)據(jù)模型必須遵守的基本的通用的完整性約束條件。例如在關(guān)系模型中，任何關(guān)系必須滿足實體完整性和參照完整性兩個條件。提供定義完整性約束條件的機制，以反映具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定的語義約束條件。數(shù)據(jù)的約束條件(續(xù))數(shù)據(jù)模型對約束條件的定義1.2數(shù)據(jù)模型1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素

1.2.2概念模型1.2.3數(shù)據(jù)模型1.2數(shù)據(jù)模型1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素1.2.2概念模型1.概念模型2.信息世界中的基本概念3.概念模型的表示方法1.2.2概念模型1.概念模型1.概念模型概念模型的用途概念模型用于信息世界的建模是現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的有力工具數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員和用戶之間進(jìn)行交流的語言對概念模型的基本要求較強的語義表達(dá)能力，能夠方便、直接地表達(dá)應(yīng)用中的各種語義知識簡單、清晰、易于用戶理解1.概念模型概念模型的用途2.信息世界中的基本概念

(1)實體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體?？梢允蔷唧w的人、事、物或抽象的概念。(2)屬性（Attribute）實體所具有的某一特性稱為屬性。一個實體可以由若干個屬性來刻畫。(3)碼（Key）唯一標(biāo)識實體的屬性集稱為碼。2.信息世界中的基本概念(1)實體（Entity）信息世界中的基本概念(續(xù))(4)域（Domain）屬性的取值范圍稱為該屬性的域。(5)實體型（EntityType）用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體稱為實體型。(6)實體集（EntitySet）同型實體的集合稱為實體集。

信息世界中的基本概念(續(xù))(4)域（Domain）信息世界中的基本概念(續(xù))(7)聯(lián)系（Relationship）現(xiàn)實世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界中反映為實體內(nèi)部的聯(lián)系和實體之間的聯(lián)系。實體內(nèi)部的聯(lián)系：組成實體的各屬性之間的聯(lián)系實體之間的聯(lián)系：不同實體集之間的聯(lián)系三類實體型間聯(lián)系

一對一聯(lián)系（1:1）一對多聯(lián)系（1:n）多對多聯(lián)系（m:n）

信息世界中的基本概念(續(xù))(7)聯(lián)系（Relationsh兩個實體型間的聯(lián)系一對一聯(lián)系如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中至多有一個實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集A與實體集B具有一對一聯(lián)系。記為1:1。實例班級與班長之間的聯(lián)系：一個班級只有一個正班長，而一個班長只在一個班中任職兩個實體型間的聯(lián)系一對一聯(lián)系兩個實體型間的聯(lián)系(續(xù))一對多聯(lián)系如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體B有一對多聯(lián)系。記為1:n實例班級與學(xué)生之間的聯(lián)系：一個班級中有若干名學(xué)生，而每個學(xué)生只在一個班級中學(xué)習(xí)兩個實體型間的聯(lián)系(續(xù))一對多聯(lián)系兩個實體型間的聯(lián)系(續(xù))多對多聯(lián)系（m:n）如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中也有m個實體（m≥0）與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體B具有多對多聯(lián)系。記為m:n實例課程與學(xué)生之間的聯(lián)系：一門課程同時有若干個學(xué)生選修，而一個學(xué)生可以同時選修多門課程兩個實體型間的聯(lián)系(續(xù))多對多聯(lián)系（m:n）聯(lián)系的表示方法示例班級班級-班長班長111:1聯(lián)系課程選修學(xué)生mnm:n聯(lián)系班級組成學(xué)生1n1:n聯(lián)系聯(lián)系的表示方法示例班級班級-班長班長111:1聯(lián)系課程選修學(xué)實體型間聯(lián)系(續(xù))三類聯(lián)系之間的關(guān)系m:n聯(lián)系1:1聯(lián)系1:n聯(lián)系特例特例特例實體型間聯(lián)系(續(xù))三類聯(lián)系之間的關(guān)系m:n聯(lián)系1:1聯(lián)系1多個實體型間的聯(lián)系多個實體型之間的聯(lián)系一對一聯(lián)系一對多聯(lián)系多對多聯(lián)系多個實體型間的聯(lián)系多個實體型之間的聯(lián)系多個實體型間的聯(lián)系(續(xù))多個實體型間的一對多聯(lián)系若實體集E1，E2，...，En存在聯(lián)系，對于實體集Ej（j=1，2，...，i-1，i+1，...，n）中的給定實體，最多只和Ei中的一個實體相聯(lián)系，則我們說Ei與E1，E2，...，Ei-1，Ei+1，...，En之間的聯(lián)系是一對多的。多個實體型間的聯(lián)系(續(xù))多個實體型間的一對多聯(lián)系多個實體型間的聯(lián)系(續(xù))多個實體型間的一對多聯(lián)系(續(xù))實例對于課程、教師與參考書三個實體型，如果一門課程可以有若干個教師講授，使用若干本參考書，而每一個教師只講授一門課程，每一本參考書只供一門課程使用，則課程與教師、參考書之間的聯(lián)系是一對多的多個實體型間的一對一聯(lián)系多個實體型間的多對多聯(lián)系多個實體型間的聯(lián)系(續(xù))多個實體型間的一對多聯(lián)系(續(xù))聯(lián)系的表示方法示例(續(xù))職工領(lǐng)導(dǎo)1n同一實體型內(nèi)部的1:n聯(lián)系課程講授教師1m多個實體型間的1:n聯(lián)系參考書n聯(lián)系的表示方法示例(續(xù))職工領(lǐng)導(dǎo)1n同一實體型內(nèi)部的1:n聯(lián)同一實體集內(nèi)各實體間的聯(lián)系一對多聯(lián)系實例職工實體集內(nèi)部具有領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)系，即某一職工（干部）“領(lǐng)導(dǎo)”若干名職工，而一個職工僅被另外一個職工直接領(lǐng)導(dǎo)，因此這是一對多的聯(lián)系一對一聯(lián)系多對多聯(lián)系同一實體集內(nèi)各實體間的聯(lián)系一對多聯(lián)系3.概念模型的表示方法概念模型的表示方法很多實體－聯(lián)系方法(E-R方法)是最為常用的概念模型表示方法。用E-R圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型。E-R方法也稱為E-R模型。3.概念模型的表示方法概念模型的表示方法很多E-R圖實體型用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名。學(xué)生教師E-R圖實體型學(xué)生教師E-R圖(續(xù))屬性用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實體連接起來學(xué)生學(xué)號年齡性別姓名E-R圖(續(xù))屬性學(xué)生學(xué)號年齡性別姓名E-R圖(續(xù))聯(lián)系聯(lián)系本身：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實體連接起來，同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1、1:n或m:n）E-R圖(續(xù))聯(lián)系聯(lián)系的表示方法實體型1聯(lián)系名實體型2111:1聯(lián)系實體型1聯(lián)系名實體型2mnm:n聯(lián)系實體型1聯(lián)系名實體型21n1:n聯(lián)系聯(lián)系的表示方法實體型1聯(lián)系名實體型2111:1聯(lián)系實體型1聯(lián)聯(lián)系的表示方法(續(xù))實體型1聯(lián)系名mn同一實體型內(nèi)部的m:n聯(lián)系實體型1聯(lián)系名實體型21m多個實體型間的1:n聯(lián)系實體型3n聯(lián)系的表示方法(續(xù))實體型1聯(lián)系名mn同一實體型內(nèi)部的m:n聯(lián)系的表示方法示例班級班級-班長班長111:1聯(lián)系課程選修學(xué)生mnm:n聯(lián)系班級組成學(xué)生1n1:n聯(lián)系聯(lián)系的表示方法示例班級班級-班長班長111:1聯(lián)系課程選修學(xué)聯(lián)系的表示方法示例(續(xù))職工領(lǐng)導(dǎo)1n同一實體型內(nèi)部的1:n聯(lián)系課程講授教師1m多個實體型間的1:n聯(lián)系參考書n聯(lián)系的表示方法示例(續(xù))職工領(lǐng)導(dǎo)1n同一實體型內(nèi)部的1:n聯(lián)E-R圖(續(xù))聯(lián)系聯(lián)系的屬性：聯(lián)系本身也是一種實體型，也可以有屬性。如果一個聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無向邊與該聯(lián)系連接起來。E-R圖(續(xù))聯(lián)系聯(lián)系屬性的表示方法課程選修學(xué)生mn成績聯(lián)系屬性的表示方法課程選修學(xué)生mn成績E-R圖實例:某個工廠物資管理的概念模型物資管理涉及的實體：倉庫:屬性有倉庫號、面積、電話號碼。零件:屬性有零件號、名稱、規(guī)格、單價、描述。供應(yīng)商:屬性有供應(yīng)商號、姓名、地址、電話號碼、賬號。項目:屬性有項目號、預(yù)算、開工日期。職工:屬性有職工號、姓名、年齡、職稱。E-R圖實例:某個工廠物資管理的概念模型物資管理涉及的實體：E-R圖實例(續(xù))實體之間的聯(lián)系一個倉庫可以存放多種零件，一種零件可以存放在多個倉庫中。用庫存量來表示某種零件在某個倉庫中的數(shù)量。一個倉庫有多個職工當(dāng)倉庫保管員，一個職工只能在一個倉庫工作。職工之間具有領(lǐng)導(dǎo)-被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系。即倉庫主任領(lǐng)導(dǎo)若干保管員。一個供應(yīng)商可以供給若干項目多種零件，每個項目可以使用不同供應(yīng)商供應(yīng)的零件，每種零件可由不同供應(yīng)商供給。E-R圖實例(續(xù))實體之間的聯(lián)系1.2數(shù)據(jù)模型1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素1.2.2概念模型

1.2.3數(shù)據(jù)模型1.2數(shù)據(jù)模型1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素1.2.3數(shù)據(jù)模型一、層次數(shù)據(jù)模型二、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型三、關(guān)系數(shù)據(jù)模型1.2.3數(shù)據(jù)模型一、層次數(shù)據(jù)模型1.2.3數(shù)據(jù)模型非關(guān)系模型種類層次模型（HierarchicalModel）網(wǎng)狀模型(NetworkModel)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：以基本層次聯(lián)系為基本單位基本層次聯(lián)系：兩個記錄以及它們之間的一對多（包括一對一)的聯(lián)系1.2.3數(shù)據(jù)模型非關(guān)系模型數(shù)據(jù)模型(續(xù))關(guān)系模型(RelationalModel)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：表面向?qū)ο竽Ｐ?ObjectOrientedModel）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對象數(shù)據(jù)模型(續(xù))關(guān)系模型(RelationalModel)1.2.3數(shù)據(jù)模型一、層次數(shù)據(jù)模型二、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型三、關(guān)系數(shù)據(jù)模型1.2.3數(shù)據(jù)模型一、層次數(shù)據(jù)模型層次模型1.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操縱3.層次數(shù)據(jù)模型的完整性約束4.層次數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu)5.層次數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點

6.典型的層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)層次模型1.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層次模型滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。1.有且只有一個結(jié)點沒有雙親結(jié)點，這個結(jié)點稱為根結(jié)點2.根以外的其它結(jié)點有且只有一個雙親結(jié)點層次模型中的幾個術(shù)語根結(jié)點，雙親結(jié)點，兄弟結(jié)點，葉結(jié)點1.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層次模型層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）

Ｒ1

根結(jié)點

Ｒ2

兄弟結(jié)點

Ｒ3

葉結(jié)點

Ｒ4

兄弟結(jié)點

Ｒ5

葉結(jié)點

葉結(jié)點層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）表示方法實體型：用記錄類型描述。每個結(jié)點表示一個記錄類型。屬性：用字段描述。每個記錄類型可包含若干個字段。聯(lián)系：用結(jié)點之間的連線表示記錄（類）型之間的一對多的聯(lián)系。層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）表示方法數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理1課件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理1課件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理1課件層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）特點結(jié)點的雙親是唯一的只能直接處理一對多的實體聯(lián)系每個記錄類型定義一個排序字段，也稱為碼字段任何記錄值只有按其路徑查看時，才能顯出它的全部意義沒有一個子女記錄值能夠脫離雙親記錄值而獨立存在層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）特點數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理1課件層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）多對多聯(lián)系在層次模型中的表示用層次模型間接表示多對多聯(lián)系表示方法將多對多聯(lián)系分解成一對多聯(lián)系分解方法冗余結(jié)點法虛擬結(jié)點法層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）多對多聯(lián)系在層次模型中的表示2.層次模型的數(shù)據(jù)操縱查詢插入刪除更新2.層次模型的數(shù)據(jù)操縱查詢3.層次模型的完整性約束無相應(yīng)的雙親結(jié)點值就不能插入子女結(jié)點值如果刪除雙親結(jié)點值，則相應(yīng)的子女結(jié)點值也被同時刪除更新操作時，應(yīng)更新所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性3.層次模型的完整性約束無相應(yīng)的雙親結(jié)點值就不能插入子女結(jié)4.層次數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu)鄰接法按照層次樹前序遍歷的順序把所有記錄值依次鄰接存放，即通過物理空間的位置相鄰來實現(xiàn)層次順序。鏈接法用指引元來反映數(shù)據(jù)之間的層次聯(lián)系子女－兄弟鏈接法P18層次序列鏈接法P18D02R01E2101E1709E3501R02R03E1101E3102S63871S63874S638764.層次數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu)鄰接法D02R01E2101E175.層次模型的優(yōu)缺點優(yōu)點層次數(shù)據(jù)模型簡單，對具有一對多的層次關(guān)系的部門描述自然、直觀，容易理解性能優(yōu)于關(guān)系模型，不低于網(wǎng)狀模型層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持5.層次模型的優(yōu)缺點優(yōu)點層次模型的優(yōu)缺點（續(xù)）缺點多對多聯(lián)系表示不自然對插入和刪除操作的限制多查詢子女結(jié)點必須通過雙親結(jié)點層次命令趨于程序化層次模型的優(yōu)缺點（續(xù)）缺點6.典型的層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)IMS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)第一個大型商用DBMS1968年推出IBM公司研制6.典型的層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)IMS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.2.3數(shù)據(jù)模型一、層次數(shù)據(jù)模型二、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型三、關(guān)系數(shù)據(jù)模型1.2.3數(shù)據(jù)模型一、層次數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型1.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操縱3.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束4.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu)5.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點6.典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)網(wǎng)狀模型1.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀模型滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合為網(wǎng)狀模型。1.允許一個以上的結(jié)點無雙親；2.一個結(jié)點可以有多于一個的雙親。1.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）表示方法（與層次數(shù)據(jù)模型相同）實體型：用記錄類型描述。每個結(jié)點表示一個記錄類型。屬性：用字段描述。每個記錄類型可包含若干個字段。聯(lián)系：用結(jié)點之間的連線表示記錄（類）型之間的一對多的父子聯(lián)系。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）表示方法（與層次數(shù)據(jù)模型相同）網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）特點只能直接處理一對多的實體聯(lián)系每個記錄類型定義一個排序字段，也稱為碼字段任何記錄值只有按其路徑查看時，才能顯出它的全部意義網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）特點網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）網(wǎng)狀模型與層次模型的區(qū)別網(wǎng)狀模型允許多個結(jié)點沒有雙親結(jié)點網(wǎng)狀模型允許結(jié)點有多個雙親結(jié)點網(wǎng)狀模型允許兩個結(jié)點之間有多種聯(lián)系（復(fù)合聯(lián)系）網(wǎng)狀模型可以更直接地去描述現(xiàn)實世界層次模型實際上是網(wǎng)狀模型的一個特例網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）網(wǎng)狀模型與層次模型的區(qū)別網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）

Ｒ1

Ｒ2

R3L1L2

R1

R2L3L1L2

R3L4

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網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）

Ｒ1

L1L2

R2網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）Ｒ1L網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）學(xué)生宿舍學(xué)生教研室系教師網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）學(xué)生宿舍學(xué)生教研室系教師網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）父親人獨生子女樹種植砍伐養(yǎng)育贍養(yǎng)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）父親人獨生子女樹種植砍伐養(yǎng)育贍養(yǎng)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）父親關(guān)系男人網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）父親關(guān)系男人網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）多對多聯(lián)系在網(wǎng)狀模型中的表示用網(wǎng)狀模型間接表示多對多聯(lián)系表示方法將多對多聯(lián)系直接分解成一對多聯(lián)系網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）多對多聯(lián)系在網(wǎng)狀模型中的表示數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理1課件2.網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)操縱查詢插入刪除更新2.網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)操縱查詢3.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束完整性約束條件不嚴(yán)格允許插入尚未確定雙親結(jié)點值的子女結(jié)點值允許只刪除雙親結(jié)點值3.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束完整性約束條件不嚴(yán)格網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束(續(xù))具體的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（如DBTG）對數(shù)據(jù)操縱加了一些限制，提供了一定的完整性約束。碼屬籍類別加入類別(自動的，手工的)移出類別(固定的，必須的，隨意的)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束(續(xù))具體的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（如DBT4.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu)關(guān)鍵實現(xiàn)記錄之間的聯(lián)系常用方法單向鏈接雙向鏈接環(huán)狀鏈接向首鏈接例：P294.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu)關(guān)鍵5.網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點優(yōu)點能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結(jié)點可以有多個雙親具有良好的性能，存取效率較高5.網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點優(yōu)點網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點（續(xù)）缺點結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴大，數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)就變得越來越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握DDL、DML語言復(fù)雜，用戶不容易使用網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點（續(xù)）缺點6.典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBTG系統(tǒng)，亦稱CODASYL系統(tǒng)由DBTG提出的一個系統(tǒng)方案奠定了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念、方法和技術(shù)70年代推出實際系統(tǒng)CullinetSoftwareInc.公司的IDMSUnivac公司的DMS1100Honeywell公司的IDS/2HP公司的IMAGE6.典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBTG系統(tǒng)，亦稱CODASYL系1.2.3數(shù)據(jù)模型一、層次數(shù)據(jù)模型二、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型三、關(guān)系數(shù)據(jù)模型1.2.3數(shù)據(jù)模型一、層次數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型1.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的操縱3.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的完整性約束4.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu)5.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點6.典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

關(guān)系模型1.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系模型最重要的一種數(shù)據(jù)模型。也是目前主要采用的數(shù)據(jù)模型1970年由美國IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd提出本課程的重點關(guān)系模型最重要的一種數(shù)據(jù)模型。也是目前主要采用的數(shù)據(jù)模型1.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系模型的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系模型的基本概念實體及實體間的聯(lián)系的表示方法關(guān)系必須是規(guī)范化的1.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系模型的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù))關(guān)系模型的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在用戶觀點下，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，它由行和列組成。關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù))關(guān)系模型的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）關(guān)系模型的基本概念關(guān)系（Relation）：一個關(guān)系對應(yīng)通常說的一張表。元組（Tuple）表中的一行即為一個元組。屬性（Attribute）表中的一列即為一個屬性，給每一個屬性起一個名稱即屬性名。關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）關(guān)系模型的基本概念關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）關(guān)系模型的基本概念（續(xù)）主碼（Key）表中的某個屬性組，它可以唯一確定一個元組。域（Domain）屬性的取值范圍。分量元組中的一個屬性值。關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）關(guān)系模型的基本概念（續(xù)）關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）關(guān)系模型的基本概念（續(xù)）關(guān)系模式對關(guān)系的描述表示方法關(guān)系名（屬性1，屬性2，…，屬性n）例如：

學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系，年級）關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）關(guān)系模型的基本概念（續(xù)）關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）實體及實體間的聯(lián)系的表示方法實體型：直接用關(guān)系（表）表示。屬性：用屬性名表示。一對一聯(lián)系：隱含在實體對應(yīng)的關(guān)系中。一對多聯(lián)系：隱含在實體對應(yīng)的關(guān)系中。多對多聯(lián)系：直接用關(guān)系表示。關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）實體及實體間的聯(lián)系的表示方法關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）例1學(xué)生、系、系與學(xué)生之間的一對多聯(lián)系：學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系號，年級）系(系號，系名，辦公地點)例2系、系主任、系與系主任間的一對一聯(lián)系關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）例1關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）例3學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對多聯(lián)系：

學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系號，年級）課程（課程號，課程名，學(xué)分）選修（學(xué)號，課程號，成績）關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）例3關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）關(guān)系必須是規(guī)范化的，即必須滿足一定的規(guī)范條件最基本的規(guī)范條件：關(guān)系的每一個分量必須是一個不可分的數(shù)據(jù)項。關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）關(guān)系必須是規(guī)范化的，即必須滿足一

2.關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱查詢、插入、刪除、更新數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對象和操作結(jié)果都是關(guān)系，即若干元組的集合存取路徑對用戶隱蔽，用戶只要指出“干什么”，不必詳細(xì)說明“怎么干”2.關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱查詢、插入、刪除、更新3.關(guān)系模型的完整性約束實體完整性參照完整性用戶定義的完整性3.關(guān)系模型的完整性約束實體完整性4.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu)表以文件形式存儲有的DBMS一個表對應(yīng)一個操作系統(tǒng)文件，有的DBMS自己設(shè)計文件結(jié)構(gòu)4.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu)表以文件形式存儲5.關(guān)系模型的優(yōu)缺點優(yōu)點建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上概念單一。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、清晰，用戶易懂易用實體和各類聯(lián)系都用關(guān)系來表示。對數(shù)據(jù)的檢索結(jié)果也是關(guān)系。關(guān)系模型的存取路徑對用戶透明具有更高的數(shù)據(jù)獨立性，更好的安全保密性簡化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫開發(fā)建立的工作5.關(guān)系模型的優(yōu)缺點優(yōu)點關(guān)系模型的優(yōu)缺點（續(xù)）缺點存取路徑對用戶透明導(dǎo)致查詢效率往往不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型為提高性能，必須對用戶的查詢請求進(jìn)行優(yōu)化增加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的難度關(guān)系模型的優(yōu)缺點（續(xù)）缺點6.典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)ORACLESYBASEDB/2SQLServerINFORMIXCOBASEPBASEEasyBaseKingBase小金靈DM/4OpenBase6.典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)ORACLE第1章緒論1.1引言1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.5數(shù)據(jù)庫工程與應(yīng)用1.6小結(jié)第1章緒論1.1引言1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看1.3.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)

從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看1.3.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性小結(jié)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性小結(jié)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念“型”和“值”的概念型（Type）對某一類數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說明值（Value）是型的一個具體賦值例如：學(xué)生記錄記錄型：（學(xué)號，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）該記錄型的一個記錄值：（900201，李明，男，計算機，22，江蘇）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念“型”和“值”的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念（續(xù)）模式的概念模式（Schema）數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述是型的描述反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系模式是相對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念（續(xù)）模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念（續(xù)）模式的概念（續(xù)）模式的一個實例（Instance）模式的一個具體值反映數(shù)據(jù)庫某一時刻的狀態(tài)同一個模式可以有很多實例實例隨數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的更新而變動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念（續(xù)）模式的概念（續(xù)）1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性小結(jié)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫1．模式（Schema）模式（也稱邏輯模式）數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，綜合了所有用戶的需求一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式模式的地位：是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層與數(shù)據(jù)的物理存儲細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境無關(guān)與具體的應(yīng)用程序、開發(fā)工具及高級程序設(shè)計語言無關(guān)模式的定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)項的名字、類型、取值范圍等）數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性要求1．模式（Schema）模式（也稱邏輯模式）2.外模式（ExternalSchema）外模式（也稱子模式或用戶模式）數(shù)據(jù)庫用戶（包括應(yīng)用程序員和最終用戶）使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示2.外模式（ExternalSchema）外模式（也稱子外模式（續(xù)）外模式的地位：介于模式與應(yīng)用之間模式與外模式的關(guān)系：一對多外模式通常是模式的子集一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式。反映了不同的用戶的應(yīng)用需求、看待數(shù)據(jù)的方式、對數(shù)據(jù)保密的要求對模式中同一數(shù)據(jù)，在外模式中的結(jié)構(gòu)、類型、長度、保密級別等都可以不同外模式與應(yīng)用的關(guān)系：一對多同一外模式也可以為某一用戶的多個應(yīng)用系統(tǒng)所使用，但一個應(yīng)用程序只能使用一個外模式。外模式（續(xù)）外模式的地位：介于模式與應(yīng)用之間外模式（續(xù)）外模式的用途保證數(shù)據(jù)庫安全性的一個有力措施。每個用戶只能看見和訪問所對應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)保證數(shù)據(jù)獨立性的一個有力措施。外模式（續(xù)）外模式的用途3．內(nèi)模式（InternalSchema）內(nèi)模式（也稱存儲模式）是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式記錄的存儲方式（順序存儲，按照B樹結(jié)構(gòu)存儲，按hash方法存儲）索引的組織方式數(shù)據(jù)是否壓縮存儲數(shù)據(jù)是否加密數(shù)據(jù)存儲記錄結(jié)構(gòu)的規(guī)定一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式3．內(nèi)模式（InternalSchema）內(nèi)模式（也稱存儲1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性小結(jié)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念三級模式與二級映象三級模式是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別二級映象在DBMS內(nèi)部實現(xiàn)這三個抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換三級模式與二級映象三級模式是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別二級映象功能1．外模式／模式映象2．模式／內(nèi)模式映象二級映象功能1．外模式／模式映象1．外模式／模式映象什么是外模式／模式映象定義外模式與模式之間的對應(yīng)關(guān)系每一個外模式都對應(yīng)一個外模式／模式映象映象定義通常包含在各自外模式的描述中1．外模式／模式映象什么是外模式／模式映象外模式／模式映象（續(xù)）外模式／模式映象的用途：保證數(shù)據(jù)的邏輯獨立性當(dāng)模式改變時，數(shù)據(jù)庫管理員修改有關(guān)的外模式／模式映象，使外模式保持不變應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。外模式／模式映象（續(xù)）外模式／模式映象的用途：保證數(shù)據(jù)的邏輯2．模式／內(nèi)模式映象什么是模式／內(nèi)模式映象模式／內(nèi)模式映象定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。例如，說明邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的數(shù)據(jù)庫中模式／內(nèi)模式映象是唯一的該映象定義通常包含在模式描述中2．模式／內(nèi)模式映象什么是模式／內(nèi)模式映象模式／內(nèi)模式映象（續(xù)）模式／內(nèi)模式映象的用途：保證數(shù)據(jù)的物理獨立性當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)改變了（例如選用了另一種存儲結(jié)構(gòu)），數(shù)據(jù)庫管理員修改模式／內(nèi)模式映象，使模式保持不變應(yīng)用程序不受影響。保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨立性。模式／內(nèi)模式映象（續(xù)）模式／內(nèi)模式映象的用途：保證數(shù)據(jù)的物理1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性小結(jié)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念小結(jié)數(shù)據(jù)庫小結(jié)數(shù)據(jù)庫小結(jié)（續(xù)）模式是數(shù)據(jù)庫的中心與關(guān)鍵獨立于數(shù)據(jù)庫的其它層次設(shè)計數(shù)據(jù)庫模式結(jié)構(gòu)時應(yīng)首先確定數(shù)據(jù)庫的邏輯模式小結(jié)（續(xù)）模式小結(jié)（續(xù)）內(nèi)模式依賴于全局邏輯結(jié)構(gòu)，但獨立于數(shù)據(jù)庫的用戶視圖即外模式，也獨立于具體的存儲設(shè)備。它將全局邏輯結(jié)構(gòu)中所定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系按照一定的物理存儲策略進(jìn)行組織，以達(dá)到較好的時間與空間效率。小結(jié)（續(xù)）內(nèi)模式小結(jié)（續(xù)）外模式面向具體的應(yīng)用程序，定義在邏輯模式之上，但獨立于存儲模式和存儲設(shè)備設(shè)計外模式時應(yīng)充分考慮到應(yīng)用的擴充性。當(dāng)應(yīng)用需求發(fā)生較大變化，相應(yīng)外模式不能滿足其視圖要求時，該外模式就得做相應(yīng)改動小結(jié)（續(xù)）外模式小結(jié)（續(xù)）應(yīng)用程序在外模式描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上編制的，它依賴于特定的外模式，與數(shù)據(jù)庫的模式和存儲結(jié)構(gòu)獨立。不同的應(yīng)用程序有時可以共用同一個外模式。小結(jié)（續(xù)）應(yīng)用程序小結(jié)（續(xù)）二級映象保證了數(shù)據(jù)庫外模式的穩(wěn)定性，從而從底層保證了應(yīng)用程序的穩(wěn)定性，除非應(yīng)用需求本身發(fā)生變化，否則應(yīng)用程序一般不需要修改。數(shù)據(jù)與程序之間的獨立性，使得數(shù)據(jù)的定義和描述可以從應(yīng)用程序中分離出去。數(shù)據(jù)庫特點與數(shù)據(jù)庫的模式結(jié)構(gòu)小結(jié)（續(xù)）二級映象1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看1.3.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)1.3.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)單用戶結(jié)構(gòu)主從式結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)1.3.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)單用戶結(jié)構(gòu)1.單用戶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(應(yīng)用程序、DBMS、數(shù)據(jù))都裝在一臺計算機上，為一個用戶獨占，不同機器之間不能共享數(shù)據(jù)。早期的最簡單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.單用戶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(應(yīng)用程序、DBMS、數(shù)2.主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一個主機帶多個終端的多用戶結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括應(yīng)用程序、DBMS、數(shù)據(jù)，都集中存放在主機上，所有處理任務(wù)都由主機來完成各個用戶通過主機的終端并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫，共享數(shù)據(jù)資源。2.主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一個主機帶多個終端的多用戶結(jié)構(gòu)主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù)）優(yōu)點簡單，數(shù)據(jù)易于管理與維護。缺點當(dāng)終端用戶數(shù)目增加到一定程度后，主機的任務(wù)會過分繁重，成為瓶頸，從而使系統(tǒng)性能大幅度下降。系統(tǒng)的可靠性不高,當(dāng)主機出現(xiàn)故障時，整個系統(tǒng)都不能使用。主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù)）優(yōu)點3.分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個整體，但物理地分布在計算機網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點上。網(wǎng)絡(luò)中的每個結(jié)點都可以獨立處理本地數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行局部應(yīng)用同時也可以同時存取和處理多個異地數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行全局應(yīng)用3.分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個整體分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（續(xù)）優(yōu)點適應(yīng)了地理上分散的公司、團體和組織對于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的需求。缺點數(shù)據(jù)的分布存放給數(shù)據(jù)的處理、管理與維護帶來困難。當(dāng)用戶需要經(jīng)常訪問遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)效率會明顯地受到網(wǎng)絡(luò)交通的制約。分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（續(xù)）優(yōu)點4．客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)把DBMS功能和應(yīng)用分開網(wǎng)絡(luò)中某個（些）結(jié)點上的計算機專門用于執(zhí)行DBMS功能，稱為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，簡稱服務(wù)器其他結(jié)點上的計算機安裝DBMS的外圍應(yīng)用開發(fā)工具，支持用戶的應(yīng)用，稱為客戶機4．客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)把DBMS功能和應(yīng)用分開客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（續(xù)）客戶／服務(wù)器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的種類集中的服務(wù)器結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)中僅有一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，而客戶機是多臺分布的服務(wù)器結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)中有多臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器分布的服務(wù)器結(jié)構(gòu)是客戶／服務(wù)器與分布式數(shù)據(jù)庫的結(jié)合客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（續(xù)）客戶／服務(wù)器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的種客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（續(xù)）優(yōu)點客戶端的用戶請求被傳送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行處理后，只將結(jié)果返回給用戶，從而顯著減少了數(shù)據(jù)傳輸量數(shù)據(jù)庫更加開放客戶與服務(wù)器一般都能在多種不同的硬件和軟件平臺上運行可以使用不同廠商的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)工具應(yīng)用程序具有更強的可移植性，同時也可以減少軟件維護開銷客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（續(xù)）優(yōu)點客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（續(xù)）缺點在集中的服務(wù)器結(jié)構(gòu)中，一個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器要為眾多的客戶服務(wù)，往往容易成為瓶頸，制約系統(tǒng)的性能（與主從式結(jié)構(gòu)相似）在分布的服務(wù)器結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)分布在不同的服務(wù)器給數(shù)據(jù)的處理、管理與維護帶來困難（與分布式結(jié)構(gòu)相似）客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（續(xù)）缺點第1章緒論1.1引言1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.5數(shù)據(jù)庫工程與應(yīng)用1.6小結(jié)第1章緒論1.1引言1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與組成1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程1.4.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與組成1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程1.4.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與組成1.數(shù)據(jù)定義2.數(shù)據(jù)操縱3.數(shù)據(jù)庫運行管理4.數(shù)據(jù)組織、存儲和管理5.數(shù)據(jù)庫的建立和維護6.數(shù)據(jù)通信接口1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與組成1.數(shù)據(jù)定義1.數(shù)據(jù)定義定義構(gòu)成數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的模式、存儲模式和外模式定義各個外模式與模式之間的映射定義模式與存儲模式之間的映射定義有關(guān)的約束條件1.數(shù)據(jù)定義定義構(gòu)成數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的模式、存儲模式和外模式2.數(shù)據(jù)操縱檢索插入修改刪除2.數(shù)據(jù)操縱檢索3.數(shù)據(jù)庫運行管理對數(shù)據(jù)庫的運行管理是DBMS運行時的核心部分，包括對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行并發(fā)控制、安全性檢查、完整性約束條件的檢查和執(zhí)行、數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部維護等。所有訪問數(shù)據(jù)庫的操作都要在這些控制程序的統(tǒng)一管理下進(jìn)行，以保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、一致性以及多用戶對數(shù)據(jù)庫的并發(fā)使用。3.數(shù)據(jù)庫運行管理對數(shù)據(jù)庫的運行管理是DBMS運行時的核心4.數(shù)據(jù)組織、存儲和管理數(shù)據(jù)庫中需要存放多種數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)字典、用戶數(shù)據(jù)、存取路徑等。DBMS負(fù)責(zé)分門別類地組織、存儲和管理這些數(shù)據(jù)，確定以何種文件結(jié)構(gòu)和存取方式物理地組織這些數(shù)據(jù)，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，以便提高存儲空間利用率以及提高隨機查找、順序查找、增、刪、改等操作的時間效率。4.數(shù)據(jù)組織、存儲和管理數(shù)據(jù)庫中需要存放多種數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)字5.數(shù)據(jù)庫的建立和維護建立數(shù)據(jù)庫包括數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的輸入與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。維護數(shù)據(jù)庫包括數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲與恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫的重組織與重構(gòu)造、性能的監(jiān)視與分析等。5.數(shù)據(jù)庫的建立和維護建立數(shù)據(jù)庫包括數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的輸入與6.數(shù)據(jù)通信接口DBMS需要提供與其他軟件系統(tǒng)進(jìn)行通信的功能DBMS組成數(shù)據(jù)定義的語言及其翻譯處理程序數(shù)據(jù)操縱語言及其編譯（或解釋）程序數(shù)據(jù)庫運行控制程序使用程序6.數(shù)據(jù)通信接口DBMS需要提供與其他軟件系統(tǒng)進(jìn)行通信的功1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與組成1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程1.4.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程存取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)時，應(yīng)用程序、DBMS、操作系統(tǒng)、硬件等幾個方面協(xié)同工作。這是一個較為復(fù)雜的過程，其中DBMS起關(guān)鍵作用1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程存取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)時，應(yīng)1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程（續(xù)）應(yīng)用程序（用戶）從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)的步驟：應(yīng)用程序A向DBMS發(fā)出從數(shù)據(jù)庫讀數(shù)據(jù)記錄的命令DBMS對該命令進(jìn)行語法檢查、語義檢查，并調(diào)用應(yīng)用程序A對應(yīng)的子模式，檢查A的存取權(quán)限，決定是否執(zhí)行該命令。如果拒絕執(zhí)行，則向用戶返回錯誤信息在決定執(zhí)行該命令后，DBMS調(diào)用模式，依據(jù)模式/模式映象的定義，確定應(yīng)讀入模式中的哪些記錄1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程（續(xù)）應(yīng)用程序（用戶）1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程（續(xù)）DBMS調(diào)用物理模式，依據(jù)模式/物理模式映象的定義，決定應(yīng)從哪個文件、用什么存取方式、讀入哪個或哪些物理記錄DBMS向操作系統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行讀取所需物理記錄的命令操作系統(tǒng)執(zhí)行讀數(shù)據(jù)的有關(guān)操作操作系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫的存儲區(qū)送至緩沖區(qū)1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程（續(xù)）DBMS調(diào)用物理1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程（續(xù)）DBMS依據(jù)子模式/模式映象的定義，導(dǎo)出應(yīng)用程序A所要讀取的記錄格式DBMX將數(shù)據(jù)記錄從系統(tǒng)緩沖區(qū)傳送到應(yīng)用程序A的用戶工作區(qū)DBMS向應(yīng)用程序A返回命令執(zhí)行情況的狀態(tài)信息1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程（續(xù)）DBMS依據(jù)子模1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與組成1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程1.4.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與1.4.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法N方案2N方案M＋N方案N＋1方案1.4.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法N方案一、N方案DBMS與應(yīng)用程序融合在一起，N個用戶的系統(tǒng)中只有N個進(jìn)程。DBMS基本成分通常設(shè)計成可重入代碼用戶使用DBMS時，調(diào)用的DBMS模塊被加入到用戶進(jìn)程中，借助于操作系統(tǒng)的調(diào)度完成對用戶程序的運行系統(tǒng)性能較差一、N方案DBMS與應(yīng)用程序融合在一起，N個用戶的系統(tǒng)中只有N方案（續(xù)）AP1DBMSAP2DBMSAP3DBMSU1U2OSSGA文件DBN方案（續(xù)）AP1AP2AP3U1U2OSSGA文件DB二、2N方案一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程，每個用戶進(jìn)程均有一個影子進(jìn)程（shadow）的dbms進(jìn)程為之服務(wù)。系統(tǒng)中總進(jìn)程數(shù)接近用戶進(jìn)程的2倍系統(tǒng)還有若干個后臺進(jìn)程負(fù)責(zé)讀寫數(shù)據(jù)庫