數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論第三四

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論第三四2第三節(jié)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)一、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)：②.(概念)模式(Schema)：

描述數(shù)據(jù)庫(kù)中全部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征，要定義記錄、數(shù)據(jù)完整性約束等，簡(jiǎn)稱為模式，

包含概念模式(conceptualschema)和邏輯模式(logicalschema)，是所有數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。

它不涉及存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、訪問技術(shù)等細(xì)節(jié)，這樣外模式才能做到數(shù)據(jù)獨(dú)立性。3如Student關(guān)系：Student(StudentNo，StudentName，Age，Dept)。分別代表學(xué)號(hào)(整型)，姓名(字符型)，年齡(整形)，系別(字符型)。

一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式。其中概念模式可用實(shí)體－聯(lián)系模型來描述，邏輯模式以某種數(shù)據(jù)模型(比如關(guān)系模型)為基礎(chǔ)，綜合考慮所有用戶的需求，并將其形成全局邏輯結(jié)構(gòu)。

模式不僅要描述數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，比如數(shù)據(jù)記錄的組成，各數(shù)據(jù)項(xiàng)的名稱、類型、取值范圍，而且還要描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)系、數(shù)據(jù)的完整性以及安全性要求。第三節(jié)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)一、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)：②.(概念)模式(Schema)：4③.內(nèi)模式(internalschema)：

又稱存儲(chǔ)模式，是數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)方面的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部

包括所有的內(nèi)部記錄類型、索引、文件的組織方式以及數(shù)據(jù)控制等。比內(nèi)模式更接近物理存儲(chǔ)的是操作系統(tǒng)，如從磁盤上讀數(shù)據(jù)等。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式。第三節(jié)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)一、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)：的表示方式。

但內(nèi)模式不涉及物理記錄，也不涉及硬件設(shè)備，比如，對(duì)硬盤的讀寫操作是由操作系統(tǒng)(其中的文件系統(tǒng))來完成。5第三節(jié)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)一、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)：注意：在三層模式結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)庫(kù)模式是數(shù)據(jù)庫(kù)的核心與關(guān)鍵，數(shù)據(jù)按外模式的描述提供給用戶，通常是模式的子集。按內(nèi)模式的描述存儲(chǔ)在磁盤上，依賴于全局邏輯結(jié)構(gòu)，模式介于外、內(nèi)模式之間，既不涉及外部的訪問，也不涉及內(nèi)部存儲(chǔ)，起到隔離作用，以保持?jǐn)?shù)據(jù)的獨(dú)立性。獨(dú)立于具體的存儲(chǔ)設(shè)備。●●●6第三節(jié)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)一、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)：

作為概念模式來約束其他兩級(jí)，使得這兩級(jí)中任何一級(jí)改變都不受另一級(jí)的牽制。注意：數(shù)據(jù)按外模式的描述提供給用戶，按內(nèi)模式的描述提供給磁盤存儲(chǔ)，●●●7第三節(jié)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)一、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)：（1）保證數(shù)據(jù)的獨(dú)立性。將模式和內(nèi)模式分開，保證了數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性；將外模式和模式分開，保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。（2）簡(jiǎn)化了用戶接口。按照外模式編寫應(yīng)用程序或敲入命令，而不需了解數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，方便用戶使用系統(tǒng)。（3）有利于數(shù)據(jù)共享。在不同的外模式下可有多個(gè)用戶共享系統(tǒng)中數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)冗余。（4）利于數(shù)據(jù)的安全保密。在外模式下根據(jù)要求進(jìn)行操作，不能對(duì)限定的數(shù)據(jù)操作，保證了其他數(shù)據(jù)的安全。

三級(jí)模式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：8第三節(jié)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)二、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的兩級(jí)映像(mapping)功能：外模式/模式映像：模式/內(nèi)模式映像：所謂映像就是一種對(duì)應(yīng)規(guī)則，說明映像的雙方如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換。存在于外模式和模式之間，用于保持外模式和模式之間的對(duì)應(yīng)。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的模式發(fā)生改變時(shí)，只需要對(duì)外模式/模式映象進(jìn)行修改，而使外模式保持不變，使得數(shù)據(jù)庫(kù)具有邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性。該映象由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS實(shí)現(xiàn)。存在于模式和內(nèi)模式之間，用于保持模式與內(nèi)模式之間的對(duì)應(yīng)。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)模式發(fā)生改變時(shí)，只需要對(duì)模式/內(nèi)模式映象進(jìn)行修改，而使概念模式保持不變，使得數(shù)據(jù)庫(kù)具有物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性。該映象同樣是由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS實(shí)現(xiàn)。91.概念模式/內(nèi)模式映像：位于概念級(jí)、內(nèi)部級(jí)之間，來定義概念模式與內(nèi)模式數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)性。它們各自的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能不一致，即字段、記錄類型可能不一樣。

一旦內(nèi)模式作了修改，為保證概念模式不變，對(duì)概念模式/內(nèi)模式映像也做相應(yīng)修改，對(duì)外模式和用戶程序影響很小，這樣就達(dá)到了物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性。第三節(jié)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)二、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的兩級(jí)映像(mapping)功能：●●●10

有了模式/內(nèi)模式映像，當(dāng)內(nèi)模式改變時(shí)，比如存儲(chǔ)設(shè)備或存儲(chǔ)方式有所改變，只要對(duì)模式/內(nèi)模式映像做相應(yīng)的改變，使模式保持不變，則應(yīng)用程序不受影響，從而保證了數(shù)據(jù)與程序之間的物理獨(dú)立性，即數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。

通過模式與內(nèi)模式之間的映像把描述全局邏輯結(jié)構(gòu)的模式與描述物理結(jié)構(gòu)的內(nèi)模式聯(lián)系起來。由于數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式，也只有一個(gè)內(nèi)模式，因此，模式/內(nèi)模式映像也只有一個(gè)，通常放在內(nèi)模式中描述。1.概念模式/內(nèi)模式映像：第三節(jié)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)二、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的兩級(jí)映像(mapping)功能：●●11

位于外部級(jí)和概念級(jí)之間，來定義外模式和概念模式間數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)性，可能是多對(duì)一的關(guān)系。一旦概念模式做了修改，為保證外模式不變，對(duì)外模式/概念模式也做相應(yīng)修改，對(duì)用戶程序影響很小，這樣就達(dá)到了數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。

通過該映像把描述局部邏輯結(jié)構(gòu)的外模式與描述全局邏輯結(jié)構(gòu)的模式聯(lián)系起來。2.外模式/概念模式映像：第三節(jié)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)二、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的兩級(jí)映像(mapping)功能：●●12注意：由于有兩層映像，在內(nèi)模式發(fā)生變化，甚至模式發(fā)生變化時(shí)，都可以使外模式在最大限度上保持不變。由于應(yīng)用程序是在外模式所描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上編寫的，外模式的穩(wěn)定性就保證了應(yīng)用程序的穩(wěn)定性。而這正是數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)采用三層模式、兩層映像為系統(tǒng)提供了高度的數(shù)據(jù)獨(dú)立性所得到的結(jié)果。

有了外模式/模式映像，當(dāng)模式改變時(shí)，比如增加新的屬性、修改屬性的類型，只要對(duì)外模式/模式映像做相應(yīng)的改變，使外模式保持不變，則以外模式為依據(jù)的應(yīng)用程序就不受影響，從而保證了數(shù)據(jù)與程序間的邏輯獨(dú)立性，即數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。

由于一個(gè)模式與多個(gè)外模式對(duì)應(yīng)，因此，對(duì)于每個(gè)外模式都有一個(gè)外模式/模式映像用于描述該外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2.外模式/概念模式映像：第三節(jié)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)二、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的兩級(jí)映像(mapping)功能：●●13

數(shù)據(jù)模式與數(shù)據(jù)庫(kù)的區(qū)別類似于C中類與對(duì)象的區(qū)別。數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)模式的一個(gè)實(shí)例。模式是相對(duì)穩(wěn)定的，而庫(kù)的內(nèi)容是經(jīng)常變化的。

概念模式/內(nèi)模式一般放在內(nèi)模式中描述；外模式/概念模式一般放在外模式中描述。第三節(jié)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)注意：●●14DBMS邏輯獨(dú)立性物理獨(dú)立性應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)用n……外模式1……外模式m外模式/模式映象模式(概念模式)模式/內(nèi)模式映象內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫(kù)外部級(jí)單個(gè)用戶視圖概念級(jí)全局視圖存儲(chǔ)視圖內(nèi)部級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)15是所研究對(duì)象類型的集合，包含數(shù)據(jù)類型、性質(zhì)、數(shù)據(jù)間的聯(lián)系以及邏輯上如何組織。對(duì)各種對(duì)象的實(shí)例所執(zhí)行操作的集合，包含增、刪、改、查等以及操作的規(guī)則、實(shí)現(xiàn)語言等。即定義數(shù)據(jù)約束條件，以保證其正確、有效、相容。DM組成第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型一.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的概念數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：操作集合：完整性約束規(guī)則：1.數(shù)據(jù)模型的組成要素是現(xiàn)實(shí)世界的特征的模擬和抽象。16第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型一.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的概念DM分類ER模型、EER模型、OO模型等，強(qiáng)調(diào)語義表達(dá)，概念清晰；層次、網(wǎng)狀、關(guān)系模型，有嚴(yán)格的形式化定義，是面向數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)的。概念數(shù)據(jù)模型：基本數(shù)據(jù)類型：1.數(shù)據(jù)模型的組成要素它是按用戶的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行建模，主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)；它是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象，它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn)。172.數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型一.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的概念

數(shù)據(jù)處理的抽象和轉(zhuǎn)換過程現(xiàn)實(shí)世界信息世界(概念模型)認(rèn)識(shí)抽象計(jì)算機(jī)世界(DBMS支持的數(shù)據(jù)模型)符號(hào)抽象不依賴于具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)的抽象表示計(jì)算機(jī)上某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型183.信息世界(概念模型)中的基本概念第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型一.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的概念①.

實(shí)體(Entity)：客觀存在且相互區(qū)別的事物。②.

屬性(Attribute)：每個(gè)實(shí)體具有的特性。一個(gè)實(shí)體可有若干個(gè)屬性，如學(xué)生的姓名、年齡和性別等。③.

碼(Key)：唯一能標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性，如學(xué)生的姓名(無重名)。④.

實(shí)體集(EntitySet)：具有相同屬性的實(shí)體的集合。實(shí)體可以是可觸及的對(duì)象，如一個(gè)學(xué)生，一本書；也可以是抽象的事件，如一堂課，一次比賽等。屬性有"型"和“值”之分⑤.域（Domain）：屬性值的取值范圍稱為該屬性的域。如姓名的域?yàn)樽址希挲g的域?yàn)樾∮?0的整數(shù)，性別的域?yàn)椋?，女）?9⑥.聯(lián)系(Relationship)：3.信息世界(概念模型)中的基本概念第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型一.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的概念

在現(xiàn)實(shí)世界中，事物內(nèi)部以及事物之間是有聯(lián)系的。

這些聯(lián)系反映到信息世界中來，被抽象為實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體之間的聯(lián)系。實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系通常是指組成實(shí)體的各屬性之間的聯(lián)系；實(shí)體之間的聯(lián)系通常是指不同實(shí)體集之間的聯(lián)系?！瘛?0兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系分為一對(duì)一、一對(duì)多和多對(duì)多等三種聯(lián)系。3.信息世界(概念模型)中的基本概念第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型一.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的概念（1）一對(duì)一聯(lián)系（1:1）實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體至多與實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)，反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B為一對(duì)一的聯(lián)系。記作1:1。如：班級(jí)與班長(zhǎng)，觀眾與座位，病人與床位。（2）一對(duì)多聯(lián)系（1:n）實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集B中的多個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)，反之，實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體至多與實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)。記作1:n。如：班級(jí)與學(xué)生、公司與職員、省與市。（3）多對(duì)多（m:n）實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集B中的多個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)，反之，實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集A中的多個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)。記作（m:n）。如：教師與學(xué)生,學(xué)生與課程，工廠與產(chǎn)品。●21

不同實(shí)體集實(shí)體之間的聯(lián)系

實(shí)際上，一對(duì)一聯(lián)系是一對(duì)多聯(lián)系的特例，而一對(duì)多聯(lián)系又是多對(duì)多聯(lián)系的特例。可以用圖形來表示兩個(gè)實(shí)體型之間的這三類聯(lián)系，如圖所示。ABABAB兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系分為一對(duì)一、一對(duì)多和多對(duì)多等三種聯(lián)系。3.信息世界(概念模型)中的基本概念第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型一.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的概念●223.信息世界(概念模型)中的基本概念第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型一.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的概念●信息世界(概念模型)的表示方法：ER模型實(shí)體－聯(lián)系模型(Entity－RelationshipModel)

從現(xiàn)實(shí)世界中抽象出實(shí)體類型及其聯(lián)系，用實(shí)體聯(lián)系圖即ER圖表示數(shù)據(jù)模型。2)屬性：用橢圓表示，并用無向線段與相應(yīng)的實(shí)體(聯(lián)系)連接。雙橢圓表示實(shí)體的碼(主屬性)。5)在聯(lián)系的兩個(gè)無向線段旁標(biāo)明聯(lián)系的類型。4)用無向線段將實(shí)體與其屬性、實(shí)體的聯(lián)系與聯(lián)系的屬性以及實(shí)體與實(shí)體間的聯(lián)系連接起來。3)聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名。概念模型的表示方法（E-R圖）包括以下要素：1)實(shí)體型：用矩形表示，矩形內(nèi)寫實(shí)體名。23預(yù)算np工作供應(yīng)商姓名電話供應(yīng)商號(hào)地址供應(yīng)量賬號(hào)供應(yīng)工程項(xiàng)目項(xiàng)目號(hào)開工日期零件名稱零件號(hào)單價(jià)規(guī)格描述存放出入庫(kù)量倉(cāng)庫(kù)倉(cāng)庫(kù)號(hào)庫(kù)面積職工領(lǐng)導(dǎo)姓名職工號(hào)年齡職稱mnmn11n工廠庫(kù)存管理的E-R模型24注意：E-R模型(概念模型)離現(xiàn)實(shí)世界較近，但缺乏詳細(xì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)際上，總是先設(shè)計(jì)出E-R模型，再將其轉(zhuǎn)換為與DBMS關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)模型。3.信息世界(概念模型)中的基本概念第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型一.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的概念254.計(jì)算機(jī)世界(概念模型)中的基本概念第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型一.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的概念信息世界中的實(shí)體抽象為計(jì)算機(jī)世界中的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。在計(jì)算機(jī)世界中，常用的主要概念如下⑴.字段（Field）⑵.記錄（Record）⑶.文件（File）對(duì)應(yīng)于屬性的數(shù)據(jù)稱為字段，也稱為數(shù)據(jù)項(xiàng)。字段的命名往往和屬性名相同。對(duì)應(yīng)于每個(gè)實(shí)體的數(shù)據(jù)稱為記錄。對(duì)應(yīng)于實(shí)體集的數(shù)據(jù)稱為文件。如學(xué)生有學(xué)號(hào)、姓名、年齡、性別、系等字段如一個(gè)學(xué)生（990001，張立，20，男，計(jì)算機(jī)）為一個(gè)記錄如所有學(xué)生的記錄組成了一個(gè)學(xué)生文件。264.計(jì)算機(jī)世界(概念模型)中的基本概念第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型一.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的概念實(shí)體型之間的聯(lián)系抽象為記錄與記錄之間的聯(lián)系。在計(jì)算機(jī)世界中，信息模型被抽象為數(shù)據(jù)模型，

實(shí)體型內(nèi)部的聯(lián)系抽象為同一記錄內(nèi)部各字段間的聯(lián)系，現(xiàn)實(shí)世界是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的出發(fā)點(diǎn)，也是使用數(shù)據(jù)庫(kù)的最終歸宿。實(shí)體模型和數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界事物及其聯(lián)系的兩級(jí)抽象。而數(shù)據(jù)模型是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的根據(jù)。274.計(jì)算機(jī)世界(概念模型)中的基本概念第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型一.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的概念通過以上的介紹，我們可總結(jié)出三個(gè)世界中各術(shù)語的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示。信息世界實(shí)體集實(shí)體屬性實(shí)體模型三個(gè)世界各術(shù)語的對(duì)應(yīng)關(guān)系

現(xiàn)實(shí)世界

事物總體事物個(gè)體特征 事物間聯(lián)系計(jì)算機(jī)世界文件記錄字段數(shù)據(jù)模型28第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型二.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的分類數(shù)據(jù)模型的好壞，直接影響數(shù)據(jù)庫(kù)的性能。數(shù)據(jù)模型的選擇，是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的一項(xiàng)首要任務(wù)。目前最常用的數(shù)據(jù)模型有層次模型(HierarchicalModel)、網(wǎng)狀模型(NetworkModel)和關(guān)系模型(RelationalModel)。29這三種數(shù)據(jù)模型的根本區(qū)別在于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型二.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的分類即數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的表示方式不同。層次模型用“樹結(jié)構(gòu)”來表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系；●網(wǎng)狀模型是用“圖結(jié)構(gòu)”來表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系；●關(guān)系模型是用“二維表”來表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系?！裨缙诘姆顷P(guān)系模型●面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型是用面向?qū)ο蟮挠^點(diǎn)描述實(shí)體。廣泛運(yùn)用未來的30第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型二.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的分類1.層次模型(HierarchicalModel)典型代表是IBM公司的IMS(InformationManagementSystem)層次模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中最早出現(xiàn)的數(shù)據(jù)模型。它是一棵有向樹，樹的結(jié)點(diǎn)是記錄類型。結(jié)點(diǎn)間的父子聯(lián)系是1:n(1:1)。通過指針來實(shí)現(xiàn)記錄之間的聯(lián)系，查詢效率高。通常無法表示實(shí)體間復(fù)雜的聯(lián)系。用一棵“有向樹”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示各類實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系。包含實(shí)體的若干字段世界上第一個(gè)DBMS產(chǎn)品31第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型二.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的分類1.層次模型(HierarchicalModel)名稱

系的組織機(jī)構(gòu)系編號(hào)系名辦公地點(diǎn)系編號(hào)學(xué)號(hào)姓名班級(jí)研究所職工號(hào)姓名研究方向教員學(xué)生例如：32第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型二.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的分類1.層次模型(HierarchicalModel)

D02計(jì)算機(jī)信息樓E1101網(wǎng)絡(luò)安全E3102張豪網(wǎng)絡(luò)管理S63874劉華CS63877張孝A數(shù)據(jù)系統(tǒng)R02網(wǎng)絡(luò)R03系數(shù)據(jù)庫(kù)R01S63871文繼榮A研究所教員學(xué)生E2102王大明數(shù)據(jù)庫(kù)E1709馮寧數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)E3501孟勇并行數(shù)據(jù)庫(kù)陳芝層次模型數(shù)據(jù)庫(kù)中的一個(gè)值33第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型二.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的分類1.層次模型(HierarchicalModel)層次模型的優(yōu)點(diǎn)：（3）提供了良好的數(shù)據(jù)完整性支持。（1）樹形結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)，幾條命令就能操縱數(shù)據(jù)庫(kù)，容易使用；（2）結(jié)構(gòu)清晰，聯(lián)系單一(1:n)，有向查詢方便。現(xiàn)實(shí)世界中許多實(shí)體間的聯(lián)系本來就呈現(xiàn)出一種自然的層次關(guān)系，如表示行政層次，家族關(guān)系很方便34第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型二.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的分類1.層次模型(HierarchicalModel)層次模型的缺點(diǎn)：（1）難以表示兩個(gè)以上實(shí)體間復(fù)雜的多對(duì)多聯(lián)系；只能通過引入冗余數(shù)據(jù)或創(chuàng)建虛擬結(jié)點(diǎn)的方法來解決，易產(chǎn)生不一致性。（2）對(duì)數(shù)據(jù)的插入和刪除的操作限制太多；（3）查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過雙親結(jié)點(diǎn)。反響查詢較困難(m:n)，編程復(fù)雜35第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型二.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的分類2.網(wǎng)狀模型(NetworkModel)現(xiàn)實(shí)世界中事物之間的聯(lián)系更多的是非層次關(guān)系。典型代表是DBTG系統(tǒng)(DataBaseTaskGroup)20世紀(jì)70年代數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言研究會(huì)CODASYL提出網(wǎng)狀模型使用圖取代層次模型中的樹，允許各結(jié)點(diǎn)間更加普遍的聯(lián)系。有向樹成為有向圖結(jié)點(diǎn)表示記錄型(實(shí)體)，記錄型包含若干字段(實(shí)體的屬性)，結(jié)點(diǎn)間連線表示記錄類型（實(shí)體）間的父子關(guān)系。36第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型二.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的分類2.網(wǎng)狀模型(NetworkModel)學(xué)生姓名班級(jí)課號(hào)課名學(xué)分課號(hào)課名成績(jī)學(xué)生S課程C選課SCS-SCC-SC

學(xué)生/選課/課程的網(wǎng)狀模型例如：37第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型二.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的分類2.網(wǎng)狀模型(NetworkModel)網(wǎng)狀模型的優(yōu)點(diǎn)：（1）可直接描述客觀世界，表示實(shí)體間的多種復(fù)雜聯(lián)系；（2）圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)，運(yùn)用指針，具有良好的性能和存儲(chǔ)效率；38第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型二.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的分類2.網(wǎng)狀模型(NetworkModel)網(wǎng)狀模型的缺點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)獨(dú)立性差，編程和操作極其復(fù)雜；（2）對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件和軟件環(huán)境要求較高。應(yīng)用程序在訪問數(shù)據(jù)時(shí)要指定存取路徑39第四節(jié)、數(shù)據(jù)模型二.數(shù)據(jù)模型(DataModel)的分類3.關(guān)系模型(RelationalModel)關(guān)系模型發(fā)展較晚，但理論體系完整；

1970年美國(guó)的IBM公司SanJose研究室的研究員首次提出了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的關(guān)系模型，開創(chuàng)了數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系方法和關(guān)系數(shù)據(jù)理論的研究，為數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。關(guān)系模型是目前最常用的數(shù)據(jù)模型之一；20世