數(shù)據(jù)庫第一章

數(shù)據(jù)庫第一章第一頁，共八十六頁，2022年，8月28日2

授課教師：黃楠

E-mail:第二頁，共八十六頁，2022年，8月28日3學(xué)時分配：總學(xué)時：54學(xué)時（18周）其中：教學(xué)36學(xué)時上機(jī)實(shí)訓(xùn)18學(xué)時

第三頁，共八十六頁，2022年，8月28日4考核方式及成績比例：

平時成績（10%）（書面作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報告、上課提問、上課上機(jī)點(diǎn)名等）期中書面閉卷考試（20%）期末書面閉卷考試（70%）第四頁，共八十六頁，2022年，8月28日5王珊薩師煊《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》第四版高教出版社施伯樂等《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程》高教出版社劉云生等《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》華中理工大學(xué)出版社王能忠等《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》成都科技大學(xué)出版社AFirstCourseinDatabaseSystems《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ)教程》Jeffrey.D.Ullman著史嘉權(quán)譯

詹英等《數(shù)據(jù)庫技術(shù)（SQLServer2005）清華大學(xué)出版社《SQLServer2005》操作的相關(guān)書籍《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》的主要參考資料：第五頁，共八十六頁，2022年，8月28日6本課程主要內(nèi)容：第1章緒論

第3章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(2.9)第2章SQL-Server操作基礎(chǔ)第5章關(guān)系數(shù)據(jù)理論第7章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

第6章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)（4.5.10.11）第4章SQL語言(3.8)第六頁，共八十六頁，2022年，8月28日7第1章緒論1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)組成及應(yīng)用研究第七頁，共八十六頁，2022年，8月28日8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.11.1.1引言

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域：

數(shù)值計(jì)算數(shù)據(jù)處理實(shí)時控制人工智能輔助設(shè)計(jì)等80%以上

2.什么是數(shù)據(jù)？

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各種字母、數(shù)字符號的組合、語音、圖形、圖像等統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過加工后就成為信息。第八頁，共八十六頁，2022年，8月28日93.什么是數(shù)據(jù)處理指對各種形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲、加工和傳播等一系列活動的總和。目的：是從大量、原始的數(shù)據(jù)中抽取、推導(dǎo)出對人們有價值的信息作為行為決策的依據(jù)。方式：借助于計(jì)算機(jī)科學(xué)的保存和管理復(fù)雜的大量數(shù)據(jù)，以便能方便地利用信息資源。引言第九頁，共八十六頁，2022年，8月28日10引言4.出現(xiàn)（存在）的問題：(1)大量的數(shù)據(jù)如何存放。(2)大量的數(shù)據(jù)如何組織。(3)大量的數(shù)據(jù)如何分類、查找、統(tǒng)計(jì)。(4)大量的數(shù)據(jù)如何有效使用。(5)大量的數(shù)據(jù)如何維護(hù)。（存儲）（結(jié)構(gòu)）（處理）（共享、保護(hù)）（維護(hù)）

正是這些問題的存在，迫使人們?nèi)バ纬梢惶讛?shù)據(jù)處理的理論、方法、技術(shù)。-----數(shù)據(jù)庫技術(shù)第十頁，共八十六頁，2022年，8月28日115.基本概念(1)數(shù)據(jù)庫技術(shù)——是研究數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、存儲、設(shè)計(jì)、管理和使用的一門軟件學(xué)科。(2)數(shù)據(jù)庫（DataBase）——是長期存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)有組織的、大量的、共享的數(shù)據(jù)集合，具有最小的冗余和較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，并為各種用戶共享。引言(3)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem）——位于用戶和OS之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，包括DB的建立、查詢、更新。(4)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBaseSystem）——有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便用戶訪問的計(jì)算機(jī)軟、硬件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)。

第十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日121.1.2數(shù)據(jù)管理的進(jìn)展數(shù)據(jù)管理包括1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論依據(jù)其使用的技術(shù)和設(shè)備不同，數(shù)據(jù)處理可分為：

手工數(shù)據(jù)處理

1890年前機(jī)械數(shù)據(jù)處理1890－1946年電子數(shù)據(jù)處理1946年以后包括以下幾個階段數(shù)據(jù)處理的中心問題是數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)的分類數(shù)據(jù)的組織數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)的存儲數(shù)據(jù)的檢索數(shù)據(jù)的維護(hù)第十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日13數(shù)據(jù)管理的進(jìn)展1、人工管理階段(1)背景

50年代中期前，用于科學(xué)計(jì)算軟件：匯編語言沒有OS硬件：磁帶、卡片等順序存儲設(shè)備數(shù)據(jù)處理方式：批處理應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)組1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)組2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)組n(2)特點(diǎn)數(shù)據(jù)不保存，用完即撤走。沒有專門的數(shù)據(jù)管理軟件。數(shù)據(jù)不共享。無控冗余。數(shù)據(jù)缺乏獨(dú)立性。第十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日14人工管理階段數(shù)據(jù)管理示例：例：兩個C語言程序，分別求10個數(shù)據(jù)之和和最大值。程序與數(shù)據(jù)放在一起，數(shù)據(jù)沒有能夠共享。數(shù)據(jù)管理的進(jìn)展第十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日15數(shù)據(jù)以文件的形式長期保存。由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序之間有了物理獨(dú)立性。數(shù)據(jù)冗余度較大，共享性差。2、文件系統(tǒng)階段(1)背景50--60年代計(jì)算機(jī)不僅用于科學(xué)計(jì)算，開始處理數(shù)據(jù)軟件：高級語言，OS，文件系統(tǒng)硬件：磁盤、磁鼓等直接存儲設(shè)備數(shù)據(jù)處理方式：批處理，聯(lián)機(jī)實(shí)時處理數(shù)據(jù)管理的進(jìn)展(2)特點(diǎn)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文件系統(tǒng)第十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日16文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)管理示例上例用文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)第十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日17

(1)背景60年代后期數(shù)據(jù)量的管理越來越大，共享性的要求高。軟件：軟件價格上升，編制和維護(hù)軟件的成本增加，出現(xiàn)“軟件危機(jī)”硬件：大容量的磁盤，且價格下降。數(shù)據(jù)處理方式：批處理，聯(lián)機(jī)實(shí)時處理，分布處理。數(shù)據(jù)管理的進(jìn)展3、數(shù)據(jù)庫系階段1968年IBM公司的IMS1969年美國CODASYL（conferenceondatasystemlanguage）下的DBTG報告1970年IBM公司E.F.Codd的關(guān)系模型(2)進(jìn)入DBS的三大標(biāo)志第十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日18

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度小，易擴(kuò)充。數(shù)據(jù)的最小存儲單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)。有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。數(shù)據(jù)由DBMS的統(tǒng)一管理和控制。①數(shù)據(jù)的安全控制②數(shù)據(jù)的完整性③并發(fā)控制④恢復(fù)3數(shù)據(jù)庫階段(3)特點(diǎn)應(yīng)用程序1

文件1

文件2

文件nabcdefghDBMS應(yīng)用程序2應(yīng)用程序nabacfb第十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日19

求和：SELECTSum(Num)FROMData 求最大值：SELECTMax(Num)FROMData數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)管理示例上例用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)第十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日201.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.1.3高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)階段

80年代后

1.分布式DBS的特點(diǎn)分布性。（多數(shù)處理就地完成）邏輯整體性。（各地的計(jì)算機(jī)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系）2.并行DBS的特點(diǎn)并行處理。各節(jié)點(diǎn)是完全非獨(dú)立。通過高速網(wǎng)連接。3.面向?qū)ο驞BS的特點(diǎn)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型能完整地描述現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能表達(dá)數(shù)據(jù)間的嵌套、遞歸關(guān)系。具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)的封裝性和繼承性，提高了軟件的可重用性。第二十頁，共八十六頁，2022年，8月28日214.多媒體數(shù)據(jù)庫涉及圖像、音頻、視頻處理、三維動畫、數(shù)據(jù)存儲與檢索等技術(shù)5.數(shù)據(jù)倉庫面向主題的、集成的、穩(wěn)定的和隨時間變化的數(shù)據(jù)集合，用于決策制定6.工程數(shù)據(jù)庫存儲和管理各種工程設(shè)計(jì)圖形和工程設(shè)計(jì)文檔，并能為工程設(shè)計(jì)提供各種服務(wù)的數(shù)據(jù)庫7.空間數(shù)據(jù)庫是描述、存儲與處理具有位置、形狀、大小、分布特征及空間關(guān)系等屬性的空間數(shù)據(jù)及其屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第二十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日22

1、計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)管理經(jīng)過的三個階段

本節(jié)小結(jié):數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.1人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段2、三個階段的特點(diǎn)。第二十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日23

作業(yè)：

本節(jié)結(jié)束數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.1P371計(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷了哪幾個階段？各有什么特點(diǎn)？第二十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日241.2數(shù)據(jù)模型

模型：是現(xiàn)實(shí)世界事物的特征的模擬和抽象。

數(shù)據(jù)模型也是一種模型。是現(xiàn)實(shí)世界中事物的數(shù)據(jù)特征的抽象。1.2數(shù)據(jù)模型第二十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日251.2數(shù)據(jù)模型認(rèn)識抽象轉(zhuǎn)換現(xiàn)實(shí)世界信息世界計(jì)算機(jī)世界用概念模型描述用數(shù)據(jù)模型描述從DBS開發(fā)的角度，這種抽象經(jīng)歷了三個世界第二十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日261.2.1數(shù)據(jù)模型的三要素1.2數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)操作完整性約束條件1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述系統(tǒng)的靜態(tài)特征。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是所研究的對象類型（objecttype）的集合。在DBS中按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型來命名數(shù)據(jù)模型分：層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)關(guān)系結(jié)構(gòu)的模型稱為層次模型網(wǎng)狀模型關(guān)系模型第二十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日272.數(shù)據(jù)操作描述系統(tǒng)的動態(tài)特性。對DB中各種對象（型）和實(shí)例（值）允許執(zhí)行的操作的集合，要定義這些操作確切含義、操作符號、操作規(guī)則以及實(shí)現(xiàn)這些操作的語言等3.數(shù)據(jù)的約束條件是一種完整性規(guī)則的集合，保證數(shù)據(jù)的正確、有效。如：性別（男，女）數(shù)據(jù)操作檢索更新：增加、刪除、修改數(shù)據(jù)模型的三要素第二十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日281.2.2信息世界中的基本概念實(shí)體（Entity）：

客觀存在并可相互區(qū)分的事物。屬性（Attribute）：

實(shí)體所具有的每一個特征。實(shí)體型（EntityType）：

實(shí)體類型。同型實(shí)體應(yīng)具有相同的屬性。實(shí)體集（EntitySet）：

同型實(shí)體的集合。鍵（key）：

能唯一標(biāo)識每個實(shí)體的屬性或?qū)傩约?。?lián)系（Relationship）：數(shù)據(jù)模型1.2第二十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日29一對一聯(lián)系（1:1）

E1、E2兩實(shí)體集，E1中的任一實(shí)體在E2中至多有一個與之聯(lián)系，反之亦然。那么，E1和E2間的聯(lián)系為一對一聯(lián)系，記作1:1。

E2

E1兩個實(shí)體型之間的聯(lián)系信息世界中的基本概念第二十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日30一對多聯(lián)系（1：m）

E1、E2兩實(shí)體集，E1中的任一實(shí)體在E2中有n個實(shí)體（n≥0）與之聯(lián)系。反之，E2中的每一個實(shí)體在E1中至多有一個與之聯(lián)系，則E1與E2間為為一對多聯(lián)系，記作1：m。

E2

E1信息世界中的基本概念第三十頁，共八十六頁，2022年，8月28日31多對多聯(lián)系（m：n）

E1、E2兩實(shí)體集，E1中的任一實(shí)體在E2中有n個實(shí)體（n≥0）與之聯(lián)系，反之亦然，則E1、E2為多對多聯(lián)系，記作m：n。E2E1

兩個以上實(shí)體型之間也存在著1:1、1:m、m:n的聯(lián)系。(例1—6)同一實(shí)體集內(nèi)各實(shí)體間也存在著1:1、1:m、m:n聯(lián)系。(例1—7、例1—8)信息世界中的基本概念第三十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日32

1976年提出實(shí)體聯(lián)系方法（Entity-RelationshipApproach）。也稱為E-R模型。

E-R模型提供了表示實(shí)體型、屬性、聯(lián)系的方法：實(shí)體型：

用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。例1-1：學(xué)生實(shí)體型，課程實(shí)體型。學(xué)生課程信息世界中的基本概念3、概念模型的表示方法第三十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日33

屬性：用橢圓形表示，橢圓形框內(nèi)寫屬性名，鍵的屬性下畫一條橫線，并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來。例1-2：學(xué)生實(shí)體型具有學(xué)號、姓名、性別、出生日期、專業(yè)屬性，并且，學(xué)號具有唯一標(biāo)識性。學(xué)生出生日期專業(yè)性別學(xué)號姓名信息世界中的基本概念第三十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日34

聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來，同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1，1:m,m:n）。例1-3:一個校長管理一個學(xué)校，一個學(xué)校也只有一個校長。學(xué)校校長管理11例1-4:一個學(xué)校有若干學(xué)生，一個學(xué)生只能在一個學(xué)校學(xué)習(xí)。學(xué)校學(xué)習(xí)學(xué)生1m信息世界中的基本概念第三十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日35例1-5:學(xué)生選修課程。一個學(xué)生可以選修多門課程，一門課程可以被多個學(xué)生選修。每個學(xué)生選修一門課程有一個成績。課程學(xué)生選修mn成績注意：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。信息世界中的基本概念第三十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日36

例1-6：對于課程、教師與參考書三個實(shí)體型。如果一門課程可以有多個教師使用多本參考書講授；而每個教師教多門課程，每一本參考書供多門課程使用。課程教師參考書講授pmn信息世界中的基本概念第三十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日37注意：

三個實(shí)體型之間的m:n和三個實(shí)體型兩兩之間的m:n是不同的。課程教師參考書講授pmnn課程教師參考書講授參考使用mpnmp信息世界中的基本概念第三十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日38教職工領(lǐng)導(dǎo)1m例1-7：教職工實(shí)體集，其中一個校長可以領(lǐng)導(dǎo)其他所有普通教職工，而一個普通教職工只被一個校長所領(lǐng)導(dǎo)。信息世界中的基本概念第三十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日39例1-8：零件實(shí)體集，一個零件可以組成其他多個零件，一個零件也可以由其他多個零件組成。零件組成nm信息世界中的基本概念第三十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日

一個學(xué)校有若干教師和若干學(xué)生，教師只在一所學(xué)校任教；一個學(xué)生只在一個學(xué)校學(xué)習(xí)；一個學(xué)生可以選修多門課程，一門課程也可以被多個學(xué)生選修，且一個學(xué)生選修一門課程有一個成績；一門課程可以有多個教師使用多本參考書講授；而每個教師教多門課程，每一本參考書供多門課程使用。E-R圖綜合舉例：用E-R圖畫出學(xué)校系統(tǒng)的概念模型。教師學(xué)校學(xué)生課程講授選修學(xué)習(xí)成績m11mn參考書工作pmnp信息世界中的基本概念第四十頁，共八十六頁，2022年，8月28日41學(xué)校屬性有校名、地址、電話。校名具有唯一標(biāo)識性。教師屬性有職工編號、姓名、性別、職稱。職工編號具有唯一標(biāo)識性。學(xué)生屬性有學(xué)號、姓名、性別、出生日期、專業(yè)。學(xué)號具有唯一標(biāo)識性。課程屬性有課程號、課程名、學(xué)分。課程號具有唯一標(biāo)識性。參考書屬性有書號、書名、作者、出版社。書號具有唯一標(biāo)識性。信息世界中的基本概念第四十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日42學(xué)校系統(tǒng)的E-R圖教師學(xué)校學(xué)生課程講授選修學(xué)習(xí)成績m11mn參考書工作pmnp校名地址電話職工編號職稱性別姓名學(xué)號姓名性別專業(yè)出生日期課程號課程名學(xué)分書號書名作者出版社第四十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日43教師學(xué)校學(xué)生課程講授選修學(xué)習(xí)成績m11mn參考書工作pmnp實(shí)體及其聯(lián)系圖信息世界中的基本概念第四十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日44教師學(xué)校學(xué)生課程學(xué)號出生日期電話學(xué)分課程名課程號姓名職稱性別地址校名姓名專業(yè)性別職工編號參考書作者出版社書號書名實(shí)體及其屬性圖第四十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日451.2.3常用的數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型三大經(jīng)典數(shù)據(jù)模型

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型層次網(wǎng)狀非關(guān)系模型基本層次聯(lián)系兩記錄型（非關(guān)系模型中的實(shí)體型）及他們之間1：m（含1：1）的聯(lián)系，稱為基本層次聯(lián)系。在非關(guān)系模型中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的單位是基本層次聯(lián)系。RiRjLij雙親

子女關(guān)系1.2（對于m：n，它轉(zhuǎn)化多個1：m）第四十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日461.2.4層次模型1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)滿足以下兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。⑴有且只有一個結(jié)點(diǎn)無父結(jié)點(diǎn)，稱之為根結(jié)點(diǎn)。⑵根結(jié)點(diǎn)以外其他結(jié)點(diǎn)有且只有一個父結(jié)點(diǎn)。?每個結(jié)點(diǎn)表示一個記錄類型（實(shí)體型）?記錄間的聯(lián)系用有向線表示，僅表示1：M。R1R2R3R4R5數(shù)據(jù)模型1.21968年，IBM公司的IMS系統(tǒng)，是基于層次模型的DBMS，也是最早的DBMS。第四十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日47.層次模型是一棵倒置的樹。?層次模型中雙親結(jié)點(diǎn)是唯一的，只要指出他的父結(jié)點(diǎn)就可以表示層次模型結(jié)構(gòu)。系學(xué)生教研室教師層次模型第四十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日482.m：n在層次模型中的表示學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生課程課程課程課程學(xué)生課程選修mn++

冗余結(jié)點(diǎn)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)清晰浪費(fèi)空間虛擬結(jié)點(diǎn)特點(diǎn)：用指引元代替冗余結(jié)點(diǎn)

層次模型第四十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日49(2)樹中實(shí)體間的聯(lián)系是單一的

對于父子結(jié)點(diǎn)間存在多于一種以上的聯(lián)系，影響了這種情況的建模。工人工人工人設(shè)備設(shè)備設(shè)備使用維修使用維修層次模型第四十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日50(3)對于非樹的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)3.數(shù)據(jù)操縱與完整性約束條件數(shù)據(jù)操縱增加、刪除、修改增加：要有雙親刪除：雙親刪、子女則無修改：保證一致性①②③④⑤⑥①②③④⑤⑥查詢層次模型⑤第五十頁，共八十六頁，2022年，8月28日51

4.存儲結(jié)構(gòu)

不僅存儲數(shù)據(jù)內(nèi)容，還要存數(shù)據(jù)之間的層次聯(lián)系。⑴鄰接法按照層次樹前序穿越的順序把所有記錄依次鄰接存放（自頂向下，自左向右），稱為層次序列順序。ABCA1B1B2B3C1C2C3C4C5C6C7C8層次模型A1B1C1C2C3B2C4C5B3C6C7C8第五十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日52⑵鏈接法

用指引元來反映數(shù)據(jù)間的層次聯(lián)系。?子女—兄弟指引元：每個記錄設(shè)兩個指引元，一個指向最大（最左）子女，一個指向最鄰近的兄弟A1A2B1B2B3C1C2C3C4C5C6C7C8層次模型第五十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日53層次序列鏈接法A1A2B1B2B3C1C2C3C4C5C6C7C8層次模型第五十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日545.層次摸型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：?簡單。?對于一些樹狀結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其性能較好且聯(lián)系固定。?提供了良好的完整性支撐。?記錄間的聯(lián)系通過指計(jì)來實(shí)現(xiàn)，查詢效率高。缺點(diǎn)：?對于m：n或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表示方法方法笨拙。?增、刪、改的限制多。?查詢必須通過雙親。?結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、層次命令趨于程序化、編寫復(fù)雜。層次模型第五十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日551.2數(shù)據(jù)模型1.2.5網(wǎng)狀模型1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)滿足以下兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合稱為網(wǎng)狀模型其他結(jié)點(diǎn)可以有多于一個的雙親結(jié)點(diǎn)。

允許有一個以上的根結(jié)點(diǎn)1969，1971…..CODASYL下屬的DBTG發(fā)布了一系列DBTG報告。第五十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日561.2數(shù)據(jù)模型

2.網(wǎng)狀模型對m：n表示學(xué)生選修課程mn學(xué)生課程選修學(xué)生第五十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日573.數(shù)據(jù)操縱與完整性約束支持記錄碼的概念。保證聯(lián)系是1：m?？梢灾С蛛p親子女的某些約束。?子女要在雙親具在時才能插入。

?雙親之一刪除，則子女刪除。4.存儲結(jié)構(gòu)⑴鏈接法以系值為單位系型：一個1：m為一個系型，有首記錄型屬記錄型。系值：一個首記錄值和其所屬的所有屬記錄值。網(wǎng)狀模型第五十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日58?雙向環(huán)狀鏈?zhǔn)子涗浿祵?屬4屬3屬2單相環(huán)狀鏈有next指針有next、prior指針首記錄值屬1屬4屬3屬2網(wǎng)狀模型第五十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日59?單向環(huán)轉(zhuǎn)向首鏈雙向環(huán)轉(zhuǎn)向首鏈有next、owner指針首記錄值屬1屬4屬3屬2有next、owner、prior指針首記錄值屬1屬4屬3屬2網(wǎng)狀模型第五十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日60例：學(xué)生選課的網(wǎng)狀模型數(shù)據(jù)庫學(xué)生課程選修鏈接法的特點(diǎn)：

指針的增加加快了存取速度，減少了故障影響。但它動態(tài)保持和維護(hù)這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，勢必會影響系統(tǒng)的復(fù)雜度，耗用大量的存儲空間。網(wǎng)狀模型第六十頁，共八十六頁，2022年，8月28日61⑵指針陣列法：

所有指向?qū)儆涗浀闹羔樓度胂凳子涗浿校纬梢粋€排了序的指針。查找時無須走鏈。網(wǎng)狀模型首記錄屬1屬2第六十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日625.網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：?更直接描述客觀世界。?性能良好，存儲效率高。缺點(diǎn)：?結(jié)構(gòu)復(fù)雜。?其DDL、DML語言復(fù)雜不易使用。網(wǎng)狀模型第六十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日631.2.6關(guān)系模型數(shù)據(jù)模型1.21.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)（集合論）之上的。⑴用二維表數(shù)據(jù)（集合論中的關(guān)系）來表示實(shí)體及實(shí)體間聯(lián)系的模型——關(guān)系模型男張智忠學(xué)號姓名性別黨員專業(yè)出生年月助學(xué)金990001王濤男No物理82-01-21￥160.00990002莊前女Yes物理82-09-21￥200.00990101丁保華男No數(shù)學(xué)81-04-18￥180.00990102姜沛棋女No數(shù)學(xué)81-12-02￥280.00No數(shù)學(xué)80-08-06￥240.00990201程玲女Yes計(jì)算機(jī)82-11-14￥200.00990202黎敏艷女Yes計(jì)算機(jī)83-02-21￥160.00990103記錄（元組）值域：{男，女}屬性名(字段名)關(guān)鍵字唯一確定一條記錄

第六十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日64⑵術(shù)語關(guān)系——二維表元組（記錄）——一行屬性——一列主碼（鍵）——唯一確定一元組的屬性組域——屬性的取值范圍分量（字段）——元組中的屬性值關(guān)系模式：對關(guān)系的描述學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，黨員，專業(yè)，出生年月，助學(xué)金）⑶關(guān)系模型的特點(diǎn)?概念單一?關(guān)系必須是規(guī)范化的關(guān)系模型第六十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日652.數(shù)據(jù)操縱和完整性約束查詢、增加、刪除、修改操作對象和記錄都是關(guān)系，且存取路徑透明、向用戶隱藏。實(shí)體完整性參照完整性用戶自定義完整性3.存儲結(jié)構(gòu)二維表以文件形式存儲一個表對應(yīng)一個OS文件自己建立一個文件結(jié)構(gòu)關(guān)系模型第六十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日664.關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：?建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念上?概念單一?存取路徑透明，從而提高了數(shù)據(jù)的獨(dú)立性和安全保密性缺點(diǎn)：

查詢效率不高，須對查詢進(jìn)行優(yōu)化關(guān)系模型第六十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日671.2數(shù)據(jù)模型1.2.7面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型

基本思想：將數(shù)據(jù)及操作這些數(shù)據(jù)的程序代碼封裝在一個對象里，相似結(jié)構(gòu)的對象形成一個類。

一組類按E-R模型中的ISA概念形成超類、子類關(guān)系子類：定義類型之間的一種子集關(guān)系。它抽象了類型之間的“isa”的語義聯(lián)系。例如第六十七頁，共八十六頁，2022年，8月28日68isa學(xué)生年齡性別專業(yè)學(xué)號姓名本科生isa研究生導(dǎo)師第六十八頁，共八十六頁，2022年，8月28日69

本節(jié)小結(jié):1.2數(shù)據(jù)模型1、數(shù)據(jù)模型的三要素。2、E-R圖的要點(diǎn)3、層次、網(wǎng)狀模型關(guān)系模型的特點(diǎn)第六十九頁，共八十六頁，2022年，8月28日70

作業(yè)：

本節(jié)結(jié)束1.2數(shù)據(jù)模型P387111213第七十頁，共八十六頁，2022年，8月28日711.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)1.3.1DBS的三級模式二級映象結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序A應(yīng)用程序ABCDD外模式1外模式2外模式3外模式/模式映像模式內(nèi)模式/模式映像內(nèi)模式DBDBMSOS1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)第七十一頁，共八十六頁，2022年，8月28日721.模式（Schema）也稱概念模式。是DB中全部數(shù)據(jù)的一個總體邏輯和特征的描述。以某一種數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，不僅定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，還定義與數(shù)據(jù)相關(guān)的安全性、完整性。不僅要定義數(shù)據(jù)記錄內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，而且還定義這些數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。僅涉及型(靜態(tài))的描述，不涉及值(動態(tài))的描述。DBS提供了SDDL（SchemaDataDescriptionLanguage）。2.外模式（ExternalSchema）也稱子模式（subschema）、用戶模式。是數(shù)據(jù)庫用戶用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。是局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。與某一應(yīng)用有關(guān)。外模是模式的子集。不同的用戶的外模的描述是不同的。(如視圖)DBS提供了SSDDL（SubSchemaDataDescriptionLanguage）。的三級模式二級映象結(jié)構(gòu)DBS第七十二頁，共八十六頁，2022年，8月28日733.內(nèi)模式（internalschema）

也稱存儲模式，一個DB只有一個內(nèi)模，是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述。如：順序結(jié)構(gòu)，B樹結(jié)構(gòu)。它按什么方式組織，數(shù)據(jù)是否壓縮、加密等。DBS提供了DSDL（DataStorageDescriptionLanguage）。4.模式/內(nèi)模映象DB中只有一個模式，一個內(nèi)模，故其映象是唯一。定義了全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系，該映象包含在模式中。

是物理獨(dú)立性。

的三級模式二級映象結(jié)構(gòu)DBS第七十三頁，共八十六頁，2022年，8月28日74

5.外模/模式映象一個模式可以有多個外模式，對每一個外模都有一個外模/模式映象，映象包含在外模中。是邏輯獨(dú)立性。總之：模式是核心。內(nèi)模、外模都依賴于模式。的三級模式二級映象結(jié)構(gòu)DBS第七十四頁，共八十六頁，2022年，8月28日75DBS體系結(jié)構(gòu)物理獨(dú)立性邏輯獨(dú)立性

本節(jié)小結(jié):本節(jié)結(jié)束第七十五頁，共八十六頁，2022年，8月28日761.4.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.

硬件平臺及數(shù)據(jù)庫(1)要有足夠大的內(nèi)存空間。(2)有足夠大的直接存取外部設(shè)備存放數(shù)據(jù)庫。(3)要求系統(tǒng)有較高的通道能力,以提高數(shù)據(jù)的傳送率。2.軟件(1)DBMS。(2)支持DBMS運(yùn)行的操作系統(tǒng)。(3)具有與數(shù)據(jù)庫接口的高級語言及其編譯系統(tǒng),便于開發(fā)應(yīng)用程序。(4)以DBMS為核心的應(yīng)用開發(fā)工具。(5)為特定應(yīng)用環(huán)境開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成及應(yīng)用研究1.4第七十六頁，共八十六頁，2022年，8月28日773.人員(1)數(shù)據(jù)庫管