數(shù)據(jù)庫(kù)管理之?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)模型

數(shù)據(jù)庫(kù)管理之?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)模型第一頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三常用的數(shù)據(jù)模型在數(shù)據(jù)庫(kù)中用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來(lái)抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)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(shí)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(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界容易為人所理解便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)第二頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、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)模型常用的數(shù)據(jù)模型第三頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三層次數(shù)據(jù)模型

第四頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三

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(gè)記錄以及它們之間的一對(duì)多（包括一對(duì)一)的聯(lián)系第五頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三數(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(duì)象第六頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、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(chǔ)結(jié)構(gòu)5.層次數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)

6.典型的層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)第七頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.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(gè)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(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)2.根以外的其它結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)層次模型中的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)根結(jié)點(diǎn)，雙親結(jié)點(diǎn)，兄弟結(jié)點(diǎn)，葉結(jié)點(diǎn)第八頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）

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根結(jié)點(diǎn)

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兄弟結(jié)點(diǎn)

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葉結(jié)點(diǎn)

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兄弟結(jié)點(diǎn)

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葉結(jié)點(diǎn)

葉結(jié)點(diǎn)第九頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）表示方法實(shí)體型：用記錄類型描述。每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型。屬性：用字段描述。每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。聯(lián)系：用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄（類）型之間的一對(duì)多的聯(lián)系。第十頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三第十一頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三第十二頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三第十三頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）特點(diǎn)結(jié)點(diǎn)的雙親是唯一的只能直接處理一對(duì)多的實(shí)體聯(lián)系每個(gè)記錄類型定義一個(gè)排序字段，也稱為碼字段任何記錄值只有按其路徑查看時(shí)，才能顯出它的全部意義沒(méi)有一個(gè)子女記錄值能夠脫離雙親記錄值而獨(dú)立存在第十四頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三第十五頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）多對(duì)多聯(lián)系在層次模型中的表示用層次模型間接表示多對(duì)多聯(lián)系表示方法將多對(duì)多聯(lián)系分解成一對(duì)多聯(lián)系分解方法冗余結(jié)點(diǎn)法虛擬結(jié)點(diǎn)法第十六頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.層次模型的數(shù)據(jù)操縱查詢插入刪除更新第十七頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三3.層次模型的完整性約束無(wú)相應(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就不能插入子女結(jié)點(diǎn)值如果刪除雙親結(jié)點(diǎn)值，則相應(yīng)的子女結(jié)點(diǎn)值也被同時(shí)刪除更新操作時(shí)，應(yīng)更新所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性第十八頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三4.層次數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)鄰接法按照層次樹(shù)前序遍歷的順序把所有記錄值依次鄰接存放，即通過(guò)物理空間的位置相鄰來(lái)實(shí)現(xiàn)層次順序。鏈接法用指引元來(lái)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P18D02R01E2101E1709E3501R02R03E1101E3102S63871S63874S63876第十九頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三5.層次模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)單，對(duì)具有一對(duì)多的層次關(guān)系的部門(mén)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第二十頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三層次模型的優(yōu)缺點(diǎn)（續(xù)）缺點(diǎn)多對(duì)多聯(lián)系表示不自然對(duì)插入和刪除操作的限制多查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過(guò)雙親結(jié)點(diǎn)層次命令趨于程序化第二十一頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三6.典型的層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)IMS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)第一個(gè)大型商用DBMS1968年推出IBM公司研制第二十二頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型

第二十三頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(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(chǔ)結(jié)構(gòu)5.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)6.典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)第二十四頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.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(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為網(wǎng)狀模型。1.允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親；2.一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。第二十五頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(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(shí)體型：用記錄類型描述。每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型。屬性：用字段描述。每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。聯(lián)系：用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄（類）型之間的一對(duì)多的父子聯(lián)系。第二十六頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）特點(diǎn)只能直接處理一對(duì)多的實(shí)體聯(lián)系每個(gè)記錄類型定義一個(gè)排序字段，也稱為碼字段任何記錄值只有按其路徑查看時(shí)，才能顯出它的全部意義第二十七頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(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(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn)網(wǎng)狀模型允許結(jié)點(diǎn)有多個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)網(wǎng)狀模型允許兩個(gè)結(jié)點(diǎn)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(shí)世界層次模型實(shí)際上是網(wǎng)狀模型的一個(gè)特例第二十八頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）

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第二十九頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）

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R2第三十頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(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)生教研室系教師第三十一頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）父親人獨(dú)生子女樹(shù)種植砍伐養(yǎng)育贍養(yǎng)第三十二頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）父親關(guān)系男人第三十三頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）多對(duì)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(duì)多聯(lián)系表示方法將多對(duì)多聯(lián)系直接分解成一對(duì)多聯(lián)系第三十四頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三第三十五頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)操縱查詢插入刪除更新第三十六頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三3.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(diǎn)值的子女結(jié)點(diǎn)值允許只刪除雙親結(jié)點(diǎn)值第三十七頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(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(kù)系統(tǒng)（如DBTG）對(duì)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(dòng)的，手工的)移出類別(固定的，必須的，隨意的)第三十八頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三4.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵實(shí)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：P29第三十九頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三5.網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)能夠更為直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，如一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)雙親具有良好的性能，存取效率較高第四十頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點(diǎn)（續(xù)）缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)就變得越來(lái)越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握DDL、DML語(yǔ)言復(fù)雜，用戶不容易使用第四十一頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三6.典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)DBTG系統(tǒng)，亦稱CODASYL系統(tǒng)由DBTG提出的一個(gè)系統(tǒng)方案奠定了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念、方法和技術(shù)70年代推出實(shí)際系統(tǒng)CullinetSoftwareInc.公司的IDMSUnivac公司的DMS1100Honeywell公司的IDS/2HP公司的IMAGE第四十二頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.2.3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)模型第四十三頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三關(guān)系數(shù)據(jù)模型第四十四頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三關(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(chǔ)結(jié)構(gòu)5.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)6.典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

第四十五頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三關(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(guó)IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd提出本課程的重點(diǎn)第四十六頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.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(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系的表示方法關(guān)系必須是規(guī)范化的第四十七頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三關(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(diǎn)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。第四十八頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三

第四十九頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三關(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(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)通常說(shuō)的一張表。元組（Tuple）表中的一行即為一個(gè)元組。屬性（Attribute）表中的一列即為一個(gè)屬性，給每一個(gè)屬性起一個(gè)名稱即屬性名。第五十頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三關(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(gè)屬性組，它可以唯一確定一個(gè)元組。域（Domain）屬性的取值范圍。分量元組中的一個(gè)屬性值。第五十一頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三關(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(duì)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(hào)，姓名，年齡，性別，系，年級(jí)）第五十二頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系的表示方法實(shí)體型：直接用關(guān)系（表）表示。屬性：用屬性名表示。一對(duì)一聯(lián)系：隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系中。一對(duì)多聯(lián)系：隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系中。多對(duì)多聯(lián)系：直接用關(guān)系表示。第五十三頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三關(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(duì)多聯(lián)系：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系號(hào)，年級(jí)）系(系號(hào)，系名，辦公地點(diǎn))例2系、系主任、系與系主任間的一對(duì)一聯(lián)系第五十四頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三關(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(duì)多聯(lián)系：

學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系號(hào)，年級(jí)）課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分）選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）第五十五頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三關(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(gè)分量必須是一個(gè)不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。第五十六頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三

第五十七頁(yè)，共六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.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