VIP專(zhuān)享第三部分：數(shù)據(jù)庫(kù)講義

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基礎(chǔ)Comment[qianyi1]:頁(yè)：1在網(wǎng)站上下載其示意圖，切切。第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分總計(jì)111.520.56學(xué)時(shí)一、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.1數(shù)據(jù)庫(kù)在電子政務(wù)系統(tǒng)中的中心地位。1.1.1介紹“三網(wǎng)一庫(kù)”。在2001年國(guó)務(wù)院制定的全國(guó)政府系統(tǒng)政務(wù)信息化建設(shè)的5年規(guī)劃中，對(duì)我國(guó)政府信息化樞紐框架作出了明確規(guī)定，主要內(nèi)容便是“三網(wǎng)一庫(kù)”，即：政府機(jī)關(guān)內(nèi)部的辦公業(yè)務(wù)網(wǎng)、國(guó)務(wù)院辦公廳與各地區(qū)、各部門(mén)連接的辦公業(yè)務(wù)資源網(wǎng)、以因特網(wǎng)為依托的政府公眾信息網(wǎng)；政府共建共享的電子信息資源庫(kù)。（介紹北京信息化辦公室規(guī)劃處處長(zhǎng)董寶青介紹的情況。數(shù)字北京專(zhuān)門(mén)成立的信息資源管理中心，對(duì)信息中心即將作出職能回歸的計(jì)劃，非常強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)的中心基礎(chǔ)作用。擬辟文鏈接）1.2 應(yīng)用示例辦公自動(dòng)化系統(tǒng)圖書(shū)管理系統(tǒng)航空售票系統(tǒng)數(shù)字圖書(shū)館系統(tǒng)銀行業(yè)務(wù)系統(tǒng)文檔管理系統(tǒng)數(shù)字北京的信息資源管理計(jì)劃（重點(diǎn)）【例子】工廠 MIS系統(tǒng)銷(xiāo)售記錄：產(chǎn)品、服務(wù)、客戶(hù)、銷(xiāo)售人員、時(shí)間雇員信息：姓名、地址、工資、津貼、所得稅款財(cái)務(wù)信息合同、應(yīng)收貨款、應(yīng)付貨款1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的作用1.3.1管理大量數(shù)據(jù)10TB的數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)的概念相當(dāng)于目前最先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品能支持可存儲(chǔ)5,497,558,138,880個(gè)漢字在航空售票系統(tǒng)中，可存儲(chǔ)183億個(gè)航班；在銀行業(yè)務(wù)信息中，可存儲(chǔ)38億個(gè)流水帳戶(hù)；在圖書(shū)管理系統(tǒng)中，可以存儲(chǔ)45億本書(shū)的簡(jiǎn)要信息數(shù)據(jù)定義功能可以定義各種數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象，包括數(shù)據(jù)庫(kù)、表、視圖、查詢(xún)、索引、游標(biāo)、角色、規(guī)則、約束、外鍵等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（ RDBMS）一般支持標(biāo)準(zhǔn) SQL語(yǔ)言，可以實(shí)現(xiàn)CREATE/ALTER/DROP TABLE 創(chuàng)建/修改/刪除表CREATE/ALTER/DROP VIEW 創(chuàng)建/修改/刪除視圖CREATE/ALTER/DROP DATABASE 創(chuàng)建/修改/刪除數(shù)據(jù)庫(kù)【注】上述語(yǔ)句是 SQL語(yǔ)言（結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)最流行的數(shù)據(jù)查詢(xún)和更新語(yǔ)言）提供的部分?jǐn)?shù)據(jù)定義語(yǔ)句。如：createtablestudent(idchar(4),namechar(16),sexchar(2),heightnumeric(4,2)) 表示建立名為student的一個(gè)數(shù)據(jù)表，其中包括 id等四個(gè)字段。Altertablestudentaddhometownchar(40) 表示在表 student中添加hometown字段。Droptablestudent 表示刪除表 student數(shù)據(jù)管理功能檢索數(shù)據(jù) SELECT插入數(shù)據(jù) INSERT修改數(shù)據(jù) UPDATE刪除數(shù)據(jù) DELETE【注】SQL語(yǔ)言中提供了功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理語(yǔ)言（DML）,簡(jiǎn)單說(shuō)明：selectid,namefromstudentwherehometownlike山”表示”%查找籍貫以“山”開(kāi)頭的同學(xué)的ID號(hào)和姓名。Insertintostudentvalues(趙忠‘意1111”男,’’’,’,1.76)表示向表student增加記錄1.3.4控制多用戶(hù)訪問(wèn)事務(wù)（Transaction）進(jìn)行。完整性控制：一般利用并發(fā)性控制：一般利用鎖（Lock）進(jìn)行。安全性控制：一般利用權(quán)限、角色等措施執(zhí)行。【解釋】【事務(wù)】用事務(wù)來(lái)進(jìn)行一致性控制，事務(wù)是一致性約束的檢查單位，其特點(diǎn)在于事務(wù)中的所有操作要么同成功、要么同失敗。由COMMIT將所有改變都托付給數(shù)據(jù)庫(kù)，使數(shù)據(jù)庫(kù)由事務(wù)前的一致性變成該事務(wù)導(dǎo)致的新的一致性狀態(tài)。事務(wù)失敗，由ROLLBACK回滾。一個(gè)事務(wù)應(yīng)當(dāng)具有ACID屬性，將在后面DBMS組件中介紹?！炬i】DBMS引入鎖的機(jī)制來(lái)控制并發(fā)，加鎖就是占有資源，解鎖就是釋放資源。對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)加鎖最常見(jiàn)的形式是共享鎖和排他鎖。所謂共享鎖意指可讀不可寫(xiě)，排他鎖意味既可讀也可寫(xiě)。在不同系統(tǒng)中對(duì)鎖還有具體的細(xì)分，如MSSQLSERVER中規(guī)定了4級(jí)鎖粒度（數(shù)據(jù)庫(kù)、表、頁(yè)、行），還提供了其他的鎖類(lèi)型（如修改鎖、意圖鎖等）?！緳?quán)限】就是指定什么樣的用戶(hù)在哪些數(shù)據(jù)上可以進(jìn)行什么樣的操作。1.4常用DBMS介紹1.4.1OracleOracle是一個(gè)最早商業(yè)化的關(guān)系型DBMS，具有完整的數(shù)據(jù)管理功能，包括故障恢復(fù)、與高級(jí)語(yǔ)言接口、并發(fā)完整性控制等。同時(shí)它是一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，支持各種分布式功能，特別支持INTERNET處理。它還是一個(gè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境，提供了一套界面友好、功能齊全的數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具。Oracle使用PL/SQL語(yǔ)言，具有可開(kāi)放性、可伸縮性、可移植性。Oracle8i版本提供支持面向?qū)ο蟮墓δ?，支持?duì)象的類(lèi)、屬性、方法，使其成為對(duì)象/關(guān)系DBMS，很多

Comment[qianyi2]:頁(yè)：2查事務(wù)的示意圖例子Comment[qianyi3]:頁(yè)：2查鎖的類(lèi)型Comment[qianyi4]:頁(yè)：2畫(huà)權(quán)限表（找靈通公司產(chǎn)品）大型電子政務(wù)管理系統(tǒng)都采用其作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作。Microsoft SQL

SERVER

是一種典型的客戶(hù)機(jī)

/服務(wù)器架構(gòu)的關(guān)系型

DBMS

，它使用Transact-SQL在服務(wù)器和客戶(hù)機(jī)之間傳送請(qǐng)求和回應(yīng)。為用戶(hù)提供完整的數(shù)據(jù)庫(kù)解決方案。作為OFFICE的組件之一，ACCESS是在WINDOWS 下流行的桌面型 DBMS，對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，用戶(hù)無(wú)須編寫(xiě)任何代碼，可以 直接通過(guò)簡(jiǎn)單的可視化操作完成大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)管理任務(wù)。可以通過(guò) ODBC與其他數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與共享，也可與 WORD、EXCEL實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。同時(shí)提供 VBA接口實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。二、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)演義2.1 人工管理階段特點(diǎn)：在程序中要規(guī)定數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)，程序與文件不獨(dú)立數(shù)據(jù)面向應(yīng)用，數(shù)據(jù)不能共享，存在無(wú)控冗余2.2 文件管理階段特點(diǎn)：信息以文件為單位存儲(chǔ)在外存，由 OS統(tǒng)一管理物理、邏輯結(jié)構(gòu)脫離，數(shù)據(jù)具有物理獨(dú)立性實(shí)現(xiàn)了文件級(jí)的共享，不能共享記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng)，存在數(shù)據(jù)不一致。面向應(yīng)用組織數(shù)據(jù)，仍有大量冗余【背景】出現(xiàn)了磁盤(pán)等隨機(jī)存取的存儲(chǔ)介質(zhì)，操作系統(tǒng)和高級(jí)語(yǔ)言形成。操作系統(tǒng)上的文件管理系統(tǒng)就是專(zhuān)門(mén)管理磁盤(pán)文件的管理軟件。應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)是獨(dú)立的，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)劃。政府每個(gè)部門(mén)都可能開(kāi)發(fā)與其他部門(mén)完全獨(dú)立的系統(tǒng)，都擁有各自獨(dú)立的數(shù)據(jù)文件?！咎攸c(diǎn)詳解】（1）見(jiàn)背景敘述（2）因?yàn)槲锢斫Y(jié)構(gòu)的操作全部交給OS去完成，可以實(shí)現(xiàn)物理獨(dú)立性。3）因?yàn)橥恍畔⒃诙嗵幉杉途S護(hù)，可能造成同一種信息的不同數(shù)據(jù)表示。4）同一信息在多個(gè)數(shù)據(jù)文件中出現(xiàn)，當(dāng)多個(gè)不同部門(mén)獨(dú)立采集同一信息是就產(chǎn)生了冗余。標(biāo)志傳統(tǒng)文件管理數(shù)據(jù)階段轉(zhuǎn)向現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)管理階段的三大事件是：1968年，IBM推出了商用化的基于層次模型的 IMS系統(tǒng)，IMS是一種宿主語(yǔ)言系統(tǒng)，某種宿主語(yǔ)言加上數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言就構(gòu)成了 IMS應(yīng)用系統(tǒng)。1969年，美國(guó) CODASYL(數(shù)據(jù)系統(tǒng)語(yǔ)言協(xié)商會(huì) )下的DBTG（數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)組）發(fā)布了DBTG

報(bào)告，該報(bào)告奠定了網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)模型的基礎(chǔ)。1970年，提出關(guān)系模型，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)階段特點(diǎn)：使用復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型來(lái)表示結(jié)構(gòu)，面向部門(mén)組織數(shù)據(jù)，形成綜合性數(shù)據(jù)庫(kù)程序與數(shù)據(jù)有較高的獨(dú)立性，易擴(kuò)充提供了完整的數(shù)據(jù)控制功能。為用戶(hù)提供了方便的接口【特點(diǎn)詳解】1）使用復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型來(lái)表示結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)模型不但表示數(shù)據(jù)本身，還要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，所要管理的數(shù)據(jù)不再面向特定應(yīng)用，而是面向整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，以部門(mén)來(lái)組織數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)冗余，節(jié)省存儲(chǔ)空間，有利于保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性。2）具有很高的獨(dú)立性，物理結(jié)構(gòu)改變時(shí)基本不影響數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和應(yīng)用程序；部分邏輯結(jié)構(gòu)的改變不影響整體邏輯結(jié)構(gòu)，因此可以說(shuō)部分實(shí)現(xiàn)了物理、邏輯獨(dú)立性。3）包括并發(fā)性、完整性、可恢復(fù)性、安全性和審計(jì)性。并發(fā)性就是允許多個(gè)用戶(hù)或應(yīng)用程序同時(shí)操縱數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)庫(kù)能保證提供正確數(shù)據(jù)。完整性就是始終包含正確的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)定義參照完整性規(guī)則或字段規(guī)則保證記錄之間的有機(jī)聯(lián)系和數(shù)據(jù)值的有效性?？苫謴?fù)性指數(shù)據(jù)庫(kù)遭到破壞后，系統(tǒng)有能力把數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到最近某個(gè)時(shí)刻的正確狀態(tài)。安全性指只有指定的用戶(hù)才能使用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)和允許的操作。審計(jì)性指系統(tǒng)可以自動(dòng)記錄所有對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的操作，以便于跟蹤和審計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有操作。4）為用戶(hù)提供了方便的接口。在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，用戶(hù)可以非常方便的使用SQL（StructuredQueryLanguage結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言）語(yǔ)言查詢(xún)數(shù)據(jù)。2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)面對(duì)的挑戰(zhàn)環(huán)境的變化數(shù)據(jù)類(lèi)型的變化數(shù)據(jù)來(lái)源的變化數(shù)據(jù)管理要求的變化【詳解】（1） 應(yīng)用環(huán)境由可控制的環(huán)境變成多變的異構(gòu)信息集成環(huán)境和 INTERNET

分布式環(huán)境。2）由結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)擴(kuò)大至半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化和多媒體數(shù)據(jù)類(lèi)型。3）大量數(shù)據(jù)將來(lái)源于實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)的傳感器或監(jiān)測(cè)設(shè)備，需要處理的量成倍增加。4）許多新型應(yīng)用需要協(xié)同設(shè)計(jì)和工作流管理，需要平面的數(shù)據(jù)展示方式。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展分布式數(shù)據(jù)庫(kù)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)是指在多個(gè)不同地理位置存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中一部分在某位置存儲(chǔ)和處理，其他部分在其余位置存儲(chǔ)和處理。兩種類(lèi)型的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)：中央數(shù)據(jù)庫(kù)，包括分區(qū)式數(shù)據(jù)庫(kù)和副本式數(shù)據(jù)庫(kù)。其中中央數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)該站點(diǎn)經(jīng)常處理的數(shù)據(jù)，如果需要其他數(shù)據(jù)，則向中央數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)出請(qǐng)求。副本分布式數(shù)據(jù)庫(kù)在各站點(diǎn)制作中央數(shù)據(jù)庫(kù)的副本。關(guān)鍵技術(shù)在于維護(hù)各站點(diǎn)數(shù)據(jù)的一致性。中央索引數(shù)據(jù)庫(kù)：包括中央索引數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。用戶(hù)使用數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)送請(qǐng)求至中央索引數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)索引指針尋找。中央索引數(shù)據(jù)庫(kù)不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，各站點(diǎn)自己維護(hù)數(shù)據(jù)。而網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中，沒(méi)有中央索引數(shù)據(jù)庫(kù)，依靠網(wǎng)絡(luò)輪詢(xún)完成用戶(hù)請(qǐng)求。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)對(duì)象主要是結(jié)構(gòu)化的數(shù)字和字符信息，而且可以很好地存儲(chǔ)和檢索各種復(fù)雜對(duì)象的信息，如圖形、圖像等。但它不能處理基于復(fù)雜對(duì)象的應(yīng)用程序，例如包含了復(fù)雜關(guān)系、數(shù)據(jù)類(lèi)型多樣的CAD數(shù)據(jù)庫(kù)中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。如果在RDBMS中處理這些數(shù)據(jù)，需要使用專(zhuān)門(mén)的程序把這些復(fù)雜的數(shù)據(jù)分解成適合在二維表中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。在OODBMS中，可以從基本類(lèi)型開(kāi)始，如整型、實(shí)型、布爾型、字符串開(kāi)始，使用記錄結(jié)構(gòu)、聚集類(lèi)型、引用類(lèi)型等構(gòu)造符構(gòu)造新的數(shù)據(jù)類(lèi)型。多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)目前尚未有成熟的多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)，傳統(tǒng)

DBMS

處理大字節(jié)的數(shù)據(jù)類(lèi)型時(shí)，采取了復(fù)雜的方法。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是面向主題的、一致的、不同時(shí)間的、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)集合，用于支持經(jīng)營(yíng)管理中的決策支持過(guò)程。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)處理過(guò)程，該過(guò)程從歷史的角度組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并能集成地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。換言之，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)大的數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)了所有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。工作流數(shù)據(jù)庫(kù)越來(lái)越多的系統(tǒng)在提高效率時(shí)受到流程或組織結(jié)構(gòu)的障礙，流程再造成為解決這一問(wèn)題的重要方法，工作流數(shù)據(jù)庫(kù)就是為了適應(yīng)這種處理需求而產(chǎn)生的，包括處理、活動(dòng)、控制流、輸入、輸出、數(shù)據(jù)流、條件等。它對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)提出了特殊的要求，例如支持長(zhǎng)事務(wù)、協(xié)調(diào)多個(gè)活動(dòng)對(duì)共享數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)、對(duì)事件的支持等。三、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)是指數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和使用等規(guī)范形式，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)、數(shù)據(jù)視圖管理架構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)。3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)架構(gòu)是指數(shù)據(jù)庫(kù)中物理數(shù)據(jù)和邏輯數(shù)據(jù)的表示形式、物理數(shù)據(jù)和邏輯數(shù)據(jù)之間關(guān)系映射方式的說(shuō)明。物理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指在存儲(chǔ)設(shè)備上的存儲(chǔ)方式。 （聯(lián)系磁盤(pán)、光盤(pán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行理解）描述術(shù)語(yǔ)：位、字節(jié)、字、塊、卷邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用戶(hù)和程序員用來(lái)操作的數(shù)據(jù)形式。邏輯數(shù)據(jù)的描述包含兩個(gè)層次客觀世界的描述：實(shí)體、實(shí)體集、屬性實(shí)體：描述客觀現(xiàn)實(shí)存在的東西，它既可以是具體的，也可以是抽象的無(wú)形的東西。如一本書(shū)可以作為一個(gè)實(shí)體，一次借書(shū)則是一個(gè)無(wú)形的對(duì)象。實(shí)體集：特性相同的實(shí)體構(gòu)成實(shí)體集。屬性：實(shí)體的特性成為屬性，每一個(gè)屬性都有一個(gè)值域，值域可以是整數(shù)型、字符型、日期類(lèi)型等。屬性可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是標(biāo)識(shí)屬性，一類(lèi)是描述屬性。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的描述：數(shù)據(jù)項(xiàng)（字段）、元組（記錄）、關(guān)系（表）、關(guān)鍵字?jǐn)?shù)據(jù)項(xiàng)，又叫字段，是標(biāo)識(shí)屬性的可以命名的最小單位。如標(biāo)識(shí)文件的文件名稱(chēng)、文件編號(hào)、題名、責(zé)任者等字段。元組，又叫記錄。數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合稱(chēng)為元組，一個(gè)元組表示一個(gè)具體的實(shí)體。關(guān)系，在關(guān)系 DBMS中，同一類(lèi)元組集合構(gòu)成關(guān)系。關(guān)鍵字：屬性中，能唯一區(qū)分該實(shí)體的屬性或?qū)傩越M就是該關(guān)系的關(guān)鍵字，一個(gè)關(guān)系可能有多個(gè)關(guān)鍵字，每次使用只能選定一個(gè)關(guān)鍵字，該關(guān)鍵字稱(chēng)為主關(guān)鍵字，其余關(guān)鍵字叫候選關(guān)鍵字。如果本關(guān)系的某一屬性是另一關(guān)系的關(guān)鍵字，則稱(chēng)該屬性為外關(guān)鍵字。關(guān)鍵字對(duì)于維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的參照完整性具有重要作用。【數(shù)據(jù)層次描述】理解現(xiàn)實(shí)世界、信息世界、數(shù)據(jù)世界3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)視圖管理架構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)架構(gòu)被分成了多個(gè)部分，為了按照這種存儲(chǔ)架構(gòu)管理數(shù)據(jù)，引入了數(shù)據(jù)視圖架構(gòu)。所謂數(shù)據(jù)視圖就是從某個(gè)角度看到的數(shù)據(jù)特性。目前數(shù)據(jù)庫(kù)管理架構(gòu)使用三模式方法來(lái)定義和管理邏輯和物理數(shù)據(jù)。管理架構(gòu)：三級(jí)模式內(nèi)模式：也叫存儲(chǔ)模式，是對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的描述。例如記錄的存儲(chǔ)方式是順序存儲(chǔ)、B樹(shù)結(jié)構(gòu)還是按照hash方法存儲(chǔ)；索引的組織方式；數(shù)據(jù)是否壓縮存儲(chǔ)，是否加密；存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)有何規(guī)定等等。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式。模式：也叫全局邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶(hù)的公共數(shù)據(jù)視圖。它是數(shù)據(jù)庫(kù)模式的中間層次，與硬件環(huán)境和開(kāi)發(fā)工具的語(yǔ)言無(wú)關(guān)。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式，它是以某一種數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，統(tǒng)一綜合考慮所有用戶(hù)的需求，并將這些需求有機(jī)結(jié)合成一個(gè)邏輯整體。包括：數(shù)據(jù)記錄由哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)組成；數(shù)據(jù)項(xiàng)的名稱(chēng)、類(lèi)型、取值范圍；安全性、完整性定義等。外模式：也叫子模式或局部邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)（含應(yīng)用程序員）使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可有多個(gè)外模式。如果用戶(hù)的應(yīng)用需求、看待數(shù)據(jù)的方式、對(duì)數(shù)據(jù)保密要求等方面存在差異，則其外模式描述就是不同的。外模式是保證數(shù)據(jù)庫(kù)安全的一個(gè)有力措施每個(gè)用戶(hù)只能看見(jiàn)和訪問(wèn)所對(duì)應(yīng)當(dāng)外模式中的數(shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)對(duì)他們而言是隱蔽的。二級(jí)映象功能(1)外模式/模式映象： 對(duì)于每一個(gè)外模式，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都有一個(gè)外模式 /模式映象，它定義了該外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這樣當(dāng)模式改變時(shí)，如增加新的數(shù)據(jù)類(lèi)型、新的數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)，由DBA對(duì)映象作相應(yīng)改變，可以使外模式保持不變從而不必修改應(yīng)用程序，保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。模式/內(nèi)模式映象：數(shù)據(jù)庫(kù)模式與內(nèi)模式都是唯一的，所以其映象也是唯一的，它定義了全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變后，由DBA對(duì)映象進(jìn)行相應(yīng)改變，可以使模式保持不變，從而實(shí)現(xiàn)物理獨(dú)立性。五層視圖最終用戶(hù)層、外部級(jí)、概念級(jí)、內(nèi)部級(jí)、物理層“啞終端”結(jié)構(gòu)。3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)就是數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、業(yè)務(wù)處理層、界面表示層以及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備之間的布局和分布。單機(jī)型桌面型DBMS，在數(shù)據(jù)一致性、完整性、安全性、并發(fā)性方面存在許多缺陷，但基本實(shí)現(xiàn)了DBMS應(yīng)該具有的功能，適合未聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)用戶(hù)。單機(jī)型將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、業(yè)務(wù)處理層和界面表示層所有功能層次集中在一個(gè)計(jì)算機(jī)上。流行DBMS：MSACCESS、VisualFoxpro集中式數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)是一種采用大型主機(jī)和終端結(jié)合的系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)將操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和資源放在核心主機(jī)上，只將界面表示層功能放在終端上。該系統(tǒng)對(duì)主機(jī)的要求很高，而終端的要求則不高，又叫結(jié)構(gòu)目前非常流行的模式，由客戶(hù)機(jī)提出請(qǐng)求，服務(wù)器對(duì)請(qǐng)求作出回答。該架構(gòu)的本質(zhì)在于通過(guò)服務(wù)功能的分布實(shí)現(xiàn)分工服務(wù)，每個(gè)服務(wù)器對(duì)系統(tǒng)提供自己最擅長(zhǎng)的服務(wù)。該架構(gòu)中，數(shù)據(jù)的控制存儲(chǔ)層放在服務(wù)器上，業(yè)務(wù)處理層和界面處理層放在客戶(hù)機(jī)上。客戶(hù)機(jī)負(fù)責(zé)生成數(shù)據(jù)庫(kù)請(qǐng)求，然后將請(qǐng)求發(fā)送至服務(wù)器處，并接收服務(wù)器處理的結(jié)果，并將這些結(jié)果按照一定的格式返回給用戶(hù)。多層數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)多層數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)。其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)控制層在數(shù)據(jù)服務(wù)器上，主要的業(yè)務(wù)處理層在應(yīng)用服務(wù)器完成，簡(jiǎn)單的業(yè)務(wù)處理和界面表示層在客戶(hù)機(jī)B/S結(jié)構(gòu)只需要安裝作為前端運(yùn)行的瀏覽器即可，而不需要安裝客戶(hù)端軟件。該架構(gòu)的核心是WEB服務(wù)器，它負(fù)責(zé)接收遠(yuǎn)程瀏覽器的超文本(HTTP))數(shù)據(jù)請(qǐng)求，然后將結(jié)果翻譯成HTTP格式返回發(fā)出請(qǐng)求的瀏覽器。3.4 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)組件

數(shù)據(jù)與元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)管理的對(duì)象；元數(shù)據(jù)是有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的信息。在 DBMS中，數(shù)據(jù)就是用戶(hù)填充到表中的信息，元數(shù)據(jù)就是有關(guān)表名、列名、數(shù)據(jù)類(lèi)型等數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象的數(shù)據(jù)。類(lèi)似的，索引是數(shù)據(jù)，關(guān)于索引的描述則是元數(shù)據(jù)。輸入對(duì)DBMS的輸入操作包括查詢(xún)、修改和模式修改。查詢(xún)就是針對(duì)數(shù)據(jù)的操作，可以通過(guò)普通的查詢(xún)界面和應(yīng)用程序界面進(jìn)行。修改就是對(duì)數(shù)據(jù)的修改。模式修改就是對(duì)元數(shù)據(jù)的修改，對(duì)這些操作需要有授權(quán)才能進(jìn)行。查詢(xún)處理器查詢(xún)處理器負(fù)責(zé)處理查詢(xún)，包括編譯器、解釋器、預(yù)編譯器。編譯器負(fù)責(zé)對(duì)查詢(xún)或修改語(yǔ)句進(jìn)行優(yōu)化并轉(zhuǎn)換成可以處理的底層語(yǔ)言；解釋器負(fù)責(zé)模式修改，并將其記錄在元數(shù)據(jù)中；預(yù)預(yù)編譯器負(fù)責(zé)完成嵌入在宿主語(yǔ)言中的查詢(xún)語(yǔ)句。存儲(chǔ)管理器存儲(chǔ)管理器是根據(jù)所獲得的請(qǐng)求信息，從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中獲得信息或修改數(shù)據(jù)信息。通常由DBMS直接控制存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)而非OS的文件系統(tǒng)。其中文件管理器負(fù)責(zé)跟蹤磁盤(pán)上文件的位置；緩沖區(qū)管理器負(fù)責(zé)內(nèi)存的管理。事務(wù)管理器事務(wù)管理器負(fù)責(zé)系統(tǒng)的完整性工作。它必須保證同時(shí)運(yùn)行的查詢(xún)語(yǔ)句不會(huì)相互影響，即使由于種種原因突然失敗，系統(tǒng)也不丟失任何數(shù)據(jù)。事務(wù)管理器與查詢(xún)管理器相互影響，因?yàn)槭聞?wù)管理器必須知道當(dāng)前查詢(xún)所操作的數(shù)據(jù)以避免沖突；事務(wù)管理器還與存儲(chǔ)管理器發(fā)生聯(lián)系，在進(jìn)行模式修改時(shí)涉及日志的存儲(chǔ)與更新，以便在系統(tǒng)失敗之后可以通過(guò)日志來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)。事務(wù)管理器具有ACID屬性：A（Atomicity）原子性；C(Consistency)一致性；I（Isolation）獨(dú)立性；D(Durability)持久性。原子性表示事務(wù)執(zhí)行，要么全部完成，要么全部不完成，一個(gè)事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有操作，都是不可分割的操作序列。一致性表示無(wú)論系統(tǒng)處于何種狀態(tài)，都能保證數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)處于一致性狀態(tài)。獨(dú)立性，表示兩個(gè)或多個(gè)事務(wù)運(yùn)行而不互相影響，它由并發(fā)控制子系統(tǒng)保證。持久性表示工作完成之后，那么這些工作的結(jié)果就會(huì)永遠(yuǎn)保存，由系統(tǒng)恢復(fù)管理子系統(tǒng)保證。四、數(shù)據(jù)模型4.1 概念與分類(lèi)【概念】數(shù)據(jù)模型：是表示現(xiàn)實(shí)世界的一種方法和工具。它實(shí)質(zhì)上是組織框架、結(jié)構(gòu)，但更注重?cái)?shù)學(xué)意義上的表達(dá)。【類(lèi)型】經(jīng)典數(shù)據(jù)模型：關(guān)系、層次、網(wǎng)狀語(yǔ)義數(shù)據(jù)模型： E－R【詳解】構(gòu)造一個(gè)數(shù)據(jù)模型具有相當(dāng)?shù)碾y度，因?yàn)樗仨毎銐蜇S富的構(gòu)件，以便能描述現(xiàn)實(shí)世界中有意義的方面，同時(shí)還要滿(mǎn)足模式構(gòu)造的有關(guān)要求。在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史上，數(shù)據(jù)模型也經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由具體到抽象的過(guò)程。本世紀(jì)60－70年代相繼出現(xiàn)了層次、網(wǎng)狀、關(guān)系數(shù)據(jù)模型，通常稱(chēng)為三大經(jīng)典數(shù)據(jù)模型。層次數(shù)據(jù)模型采用簡(jiǎn)單的樹(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)表示實(shí)體之間的關(guān)系；網(wǎng)狀模型用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來(lái)表達(dá)；關(guān)系模型則以關(guān)系的集合論為基礎(chǔ)，用統(tǒng)一的關(guān)系（二維表）來(lái)表達(dá)實(shí)體與實(shí)體的聯(lián)系，具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和較嚴(yán)密的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。三大經(jīng)典模型是目前使用最廣泛的模型，其特點(diǎn)是基本上面向機(jī)器的，即它們能有效地存貯和處理數(shù)據(jù)，但其有限的表達(dá)遠(yuǎn)不能自然地直接描述和模擬現(xiàn)實(shí)世界。而E-R（實(shí)體－關(guān)系）模型則是一種面向用戶(hù)的，它采用可視化的圖形方法，盡量用圖形模型表達(dá)數(shù)據(jù)的意義。它基于對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的這樣一種認(rèn)識(shí)，即現(xiàn)實(shí)世界是由一組稱(chēng)為實(shí)體的基本對(duì)象和這些對(duì)象之間的聯(lián)系組成。它舍棄了低層信息而著重于更接近用戶(hù)的高層的數(shù)據(jù)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，盡管目前有不少面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)義模型，但經(jīng)典數(shù)據(jù)模型特別是關(guān)系數(shù)據(jù)模型仍然是主流。許多語(yǔ)義模型，其實(shí)是基于經(jīng)典模型的，只是在其上添加了語(yǔ)義模型層而已。4.2 E-R 模型【基本構(gòu)件】E-R模型構(gòu)成成分中有三種 :實(shí)體（集）、屬性、聯(lián)系?！颈硎痉椒ā繉?shí)體用矩形框表示，框內(nèi)寫(xiě)實(shí)體名字。實(shí)體屬性用橢圓表示，圓上寫(xiě)屬性名字，并用無(wú)向邊相連。聯(lián)系用棱形框表示，聯(lián)系以適當(dāng)含義命名，用無(wú)向連線將參加相應(yīng)聯(lián)系的實(shí)體矩形框分別與矩形框相連，并標(biāo)明聯(lián)系類(lèi)型?！韭?lián)系類(lèi)型】基本聯(lián)系類(lèi)型：一對(duì)一、一對(duì)多一對(duì)一：表示對(duì) A的一個(gè)給定值，有且只有一個(gè) B值與之對(duì)應(yīng)。一對(duì)多：對(duì) A的一個(gè)給定值，有零個(gè)、一個(gè)、或多個(gè) B值與之對(duì)應(yīng)。因?yàn)槁?lián)系是相對(duì)的，從 A到B有一個(gè)聯(lián)系，則由 B到A也有一個(gè)反聯(lián)系，這樣 A與B的關(guān)系就有三種區(qū)分：一對(duì)一（ 1：1）、一對(duì)多（1：N，與多對(duì)一同）、多對(duì)多（N：M）。4.3 層次模型層次模型是用樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)表示實(shí)體之間的聯(lián)系的模型。模型結(jié)構(gòu)：（參照樹(shù)結(jié)構(gòu)的定義）有且僅有一個(gè)節(jié)點(diǎn)無(wú)父節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)。其他節(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)父節(jié)點(diǎn) ?！窘忉尅吭趯哟文Ｐ椭?，每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類(lèi)型，節(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄之間的聯(lián)系，這種聯(lián)系只能是父子聯(lián)系。每個(gè)記錄類(lèi)型包含若干字段，表示該實(shí)體的不同屬性。層次模型的一個(gè)基本特點(diǎn)是，任何一個(gè)給定值只有按照其路徑查看時(shí)，才能顯出其全部意義。優(yōu)點(diǎn)：模型簡(jiǎn)單、容易使用、適于實(shí)體之間聯(lián)系固定的應(yīng)用系統(tǒng)。缺點(diǎn)：不能很好的描述多對(duì)多聯(lián)系，對(duì)插入和刪除限制過(guò)多，查詢(xún)子女節(jié)點(diǎn)必須通過(guò)雙親節(jié)點(diǎn)。4.4 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型：用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來(lái)表達(dá)實(shí)體與實(shí)體之間聯(lián)系的模型典型代表是 DBTG系統(tǒng)。【解釋】網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型是一種比層次模型更具普遍性的模型，它允許有的節(jié)點(diǎn)可以沒(méi)有父節(jié)點(diǎn)，允許有的節(jié)點(diǎn)有多個(gè)父節(jié)點(diǎn)。因此它可以更直接的描述現(xiàn)實(shí)世界，層次模型實(shí)質(zhì)是上是網(wǎng)狀模型的一個(gè)特例。優(yōu)點(diǎn)：更直接的描述現(xiàn)實(shí)世界，存取效率較高。缺點(diǎn)：DDL語(yǔ)言極其復(fù)雜，數(shù)據(jù)獨(dú)立性差。4.5 關(guān)系模型【概念】以關(guān)系的集合論為基礎(chǔ)，用統(tǒng)一的關(guān)系（二維表格）來(lái)表達(dá)的具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和較嚴(yán)密的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)的模型?！灸Ｐ吞攸c(diǎn)】關(guān)系的每一屬性值都是原子值，不可再分。表中每一列應(yīng)具有相同的數(shù)據(jù)類(lèi)型。表中每列用有不同的屬性名，且類(lèi)的順序可任意。表中沒(méi)有重復(fù)的行出現(xiàn)，且行的順序任意 。【解釋】可以把關(guān)系直觀地看成一個(gè)二維表格，表中每一行就是一個(gè)記錄，表的每一列表示一個(gè)屬性。在定義關(guān)系模式時(shí)，一般必須指明關(guān)系的關(guān)鍵字。關(guān)系數(shù)據(jù)模型就是由一組關(guān)系模式構(gòu)成的，它表達(dá)了現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體與實(shí)體的聯(lián)系，它的構(gòu)件只有關(guān)系一種而無(wú)其他。關(guān)系的表示方法：關(guān)系名（屬性 1，屬性2，屬性3，?），一般在主關(guān)鍵字下標(biāo)下劃線?！驹u(píng)價(jià)】?jī)?yōu)點(diǎn)：可以簡(jiǎn)單、靈活地表達(dá)各種實(shí)體及其之間的聯(lián)系；用戶(hù)界面友好，易用性最佳，關(guān)系 DBMS提供了豐富的查詢(xún)語(yǔ)言，如 SQL.具有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。缺點(diǎn)：運(yùn)行效率不夠高。4.6E－R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型1、將每個(gè)實(shí)體及其屬性用關(guān)系模式表示2、把兩個(gè)實(shí)體集的聯(lián)系及其屬性轉(zhuǎn)化為一個(gè)關(guān)系，包括兩個(gè)方面：如果為多對(duì)多聯(lián)系，則兩實(shí)體關(guān)系的主關(guān)鍵字均放入聯(lián)系關(guān)系中作為聯(lián)合關(guān)鍵字對(duì)于一對(duì)多聯(lián)系，將一關(guān)系的主關(guān)鍵字放入多關(guān)系做為外鍵，而無(wú)需建立專(zhuān)門(mén)的聯(lián)系關(guān)系?！窘忉尅筷P(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是目前最流行、最重要的數(shù)據(jù)庫(kù)，

20世紀(jì)80年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)廠商推出的DBMS產(chǎn)品基本上都是關(guān)系DBMS，非關(guān)系DBMS大都加上了關(guān)系接口。所以基于關(guān)系模型設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)是開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的首要考慮。而關(guān)系模型從本質(zhì)上講是面向機(jī)器的（雖然它在經(jīng)典數(shù)據(jù)模型中是最面向用戶(hù)的） ，不利于用戶(hù)直接理解，所以通常采用先進(jìn)行 ER語(yǔ)義模型設(shè)計(jì)，再將 ER模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。得到的關(guān)系模型再經(jīng)過(guò)規(guī)范化處理后便用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)。ER圖與關(guān)系模式是非常一致的，無(wú)論從歷史發(fā)展的角度，還是從市場(chǎng)應(yīng)用的角度看，與關(guān)系模型都是緊密聯(lián)系在一起的。因此經(jīng)常把 ER圖作為設(shè)計(jì)關(guān)系模式的開(kāi)始階段。

ER4.7 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求分析階段重點(diǎn)是調(diào)查、收集、分析用戶(hù)在數(shù)據(jù)管理中的信息要求、處理要求、安全性和完整性要求。信息要求是指用戶(hù)需要從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得的信息內(nèi)容與性質(zhì)，即在數(shù)據(jù)庫(kù)中需要存儲(chǔ)哪些數(shù)據(jù)；處理要求是指用戶(hù)要求完成什么處理功能，對(duì)處理的響應(yīng)時(shí)間有什么要求，處理方式是批處理還是聯(lián)機(jī)處理，新系統(tǒng)必須能夠滿(mǎn)用戶(hù)的其他要求。具體的操作方式包括跟班作業(yè)、開(kāi)調(diào)查會(huì)、專(zhuān)人介紹、詢(xún)問(wèn)、調(diào)查表等多種方式。數(shù)據(jù)字典是其主要分析成果，它是各類(lèi)數(shù)據(jù)描述的集合。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)來(lái)講，數(shù)據(jù)字典是進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和分析的主要結(jié)果，在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中占有重要的地位。數(shù)據(jù)字典通常包括數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理過(guò)程5個(gè)部分，它是數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，而不是數(shù)據(jù)本身，數(shù)據(jù)本身存放在物理數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)字典有助于這些數(shù)據(jù)的進(jìn)一步管理和控制。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段將需求分析得到的用戶(hù)需求抽象為信息結(jié)構(gòu)即概念模型的過(guò)程就是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。概念結(jié)構(gòu)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象，一般以 ER模型為工具，采取自底向上的設(shè)計(jì)策略來(lái)進(jìn)行。首先是設(shè)計(jì)局部 ER圖，然后將各分 ER圖集成生成初步 ER圖，經(jīng)過(guò)修改重構(gòu)后形成基本 ER圖。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段概念模型是數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)，為了能夠用某一 DBMS實(shí)現(xiàn)用戶(hù)需求，還必須將概念結(jié)構(gòu)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，這就是邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。理論上講，應(yīng)該先選擇最適合描述與表達(dá)概念結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型，然后在支持這種數(shù)據(jù)模型的 DBMS中進(jìn)行綜合比較。但在現(xiàn)實(shí)中，設(shè)計(jì)者往往沒(méi)有選擇 DBMS的余地，各 DBMS又有各自的限制，提供不同的環(huán)境與工具。具體來(lái)說(shuō)，邏輯結(jié)構(gòu)包括： ER圖向數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)模型優(yōu)化、設(shè)計(jì)用戶(hù)子模式等步驟。物理設(shè)計(jì)階段數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)就是確定物理設(shè)備上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與存取方法，依賴(lài)于給定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段具體包括：定義數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、裝載數(shù)據(jù)、編制調(diào)試程序等步驟。運(yùn)行和維護(hù)階段包括數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)；數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性、安全性控制；數(shù)據(jù)庫(kù)性能的監(jiān)督、分析和改進(jìn)；數(shù)據(jù)庫(kù)的重新組織等。五、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述（可選）5.1 關(guān)系數(shù)據(jù)模型概述關(guān)系數(shù)據(jù)模型包含：關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作集合、完整性約束三部分。關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)前面已述，扁平的二維表格結(jié)構(gòu)。關(guān)系操作集合包括關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算。關(guān)系代數(shù)是用對(duì)關(guān)系的運(yùn)算來(lái)表達(dá)查詢(xún)要求的方式；關(guān)系演算是用謂詞來(lái)表達(dá)查詢(xún)要求的方式。它們?cè)诒磉_(dá)能力上是完全等價(jià)的。它們都是抽象的查詢(xún)語(yǔ)言，與具體的DBMS實(shí)現(xiàn)的具體語(yǔ)言并不完全一樣，但它們能作為評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際的查詢(xún)語(yǔ)言，除了提供關(guān)系代數(shù)或關(guān)系演算的功能外，還提供附加功能，如集函數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等。SQL就是關(guān)系DBMS的標(biāo)準(zhǔn)查詢(xún)語(yǔ)言，它不