數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)第一章

數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)第一章第1頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月課程目標(biāo)數(shù)據(jù)庫發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模型涉及的基本概念數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)第2頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫發(fā)展

20世紀(jì)60年代末，數(shù)據(jù)庫技術(shù)斬露頭角，隨即得到迅速發(fā)展，成為數(shù)據(jù)處理的公用支撐技術(shù)。時至今日，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已遍布政府機關(guān)、社會團體和各個行業(yè)，存儲著它們賴以正常運轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)資源，顯著地提高了工作效率和質(zhì)量，產(chǎn)生出極大的社會、經(jīng)濟效益。第3頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展初期文件系統(tǒng)特征圖1-1帶有訪問方法的數(shù)據(jù)組織圖1-2初期的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)圖1-3今天的數(shù)據(jù)庫方法圖1-4

第4頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一個數(shù)據(jù)管理軟件。SQLServer2005第5頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為了更快地理解數(shù)據(jù)庫方法，不妨將其與圖書館做一對比：圖書館建立完善的書卡→圖書應(yīng)有組織地存放在書庫中→規(guī)定借問權(quán)限，并建立周密的借閱管理制度→提供圖書及各類文獻的借閱服務(wù)第6頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來說，也要完成類似干上述圖書館的工作：要建立數(shù)據(jù)模型→數(shù)據(jù)也應(yīng)有組織地存放在存儲設(shè)備上，并建立數(shù)據(jù)模型到物理存儲位置的對應(yīng)表→數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)要為不同用戶確定不同的訪問權(quán)限并進行訪問控制→提供以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的各種應(yīng)用服務(wù)圖1-5第7頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段，程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系可用下圖表示。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)第8頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月模型涉及的基本概念信息控制系統(tǒng)圖1-6實體模型數(shù)據(jù)模型第9頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月信息的三個領(lǐng)域三個世界的劃分由于計算機不能直接處理現(xiàn)實世界中的具體事物，所以人們必須將具體事物轉(zhuǎn)換成計算機能夠處理的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫中用數(shù)據(jù)模型來抽象、表示和處理現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)實世界信息世界認(rèn)識抽象計算機世界第10頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月實體模型實體與實體類型屬性聯(lián)系弱實體類型第11頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月ER模型概述什么是ER模型ER模型的基本元素實體聯(lián)系屬性例子實體聯(lián)系屬性ER模型圖例老師學(xué)生教mn學(xué)號姓名專業(yè)班級職稱性別姓名職號第12頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月1.實體（Entity）客觀存在并且可以相互區(qū)別的“事物”稱為實體。實體可以是可觸及的對象，如一個學(xué)生，一本書，一輛汽車；也可以是抽象的事件，如一堂課，一次比賽等。第13頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.屬性(Attributes)實體的某一特性稱為屬性。如學(xué)生實體有學(xué)號、姓名、年齡、性別、系等方面的屬性。屬性有“型”和“值”之分，“型”即為屬性名，如姓名、年齡、性別是屬性的型；“值”即為屬性的具體內(nèi)容，如（990001,張立，20，男，計算機）這些屬性值的集合表示了一個學(xué)生實體。第14頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月屬性的分類基本屬性和復(fù)合屬性（可否再分）單值屬性和多值屬性（對一個實體對象是否只能取一個值）多值屬性的處理將原來的多值屬性用幾個新的單值屬性來表示。

將原來的多值屬性用一個新的實體類型表示

導(dǎo)出屬性空值圖地址屬性的層次結(jié)構(gòu)郵政編碼?。ㄊ校┟刂穮^(qū)名街道家庭地址門牌號碼圖多值屬性的表示零件編碼零件零件名供應(yīng)商規(guī)格進貨價格銷售價格價格圖導(dǎo)出屬性的表示工號職工姓名基本工資獎金房租實發(fā)工資圖多值屬性的變換（1）零件編碼零件零件名供應(yīng)商規(guī)格進貨價格經(jīng)銷價格代銷價格批發(fā)價格零售價格圖多值屬性的變換（2）零件編碼零件零件名供應(yīng)商規(guī)格進貨價格銷售性質(zhì)價格售貨價格存在銷售價格1N零件編碼第15頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月3.域（Domain）屬性值的取值范圍稱為該屬性的域。如學(xué)號的域為6位整數(shù)，姓名的域為字符串集合，年齡的域為小于40的整數(shù)，性別的域為（男，女）。第16頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月3.實體型（EntityType）若干個屬性型組成的集合可以表示一個實體的類型，簡稱實體型。如學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系）就是一個實體型。4.實體集(EntitySet)同型實體的集合稱為實體集。如所有的學(xué)生、所有的課程等。第17頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月5.鍵（Key）能唯一標(biāo)識一個實體的屬性或?qū)傩约Q為實體的鍵。如學(xué)生的學(xué)號，學(xué)生的姓名可能有重名，不能作為學(xué)生實體的鍵。第18頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月7.聯(lián)系（Relationship）在現(xiàn)實世界中，事物內(nèi)部以及事物之間是有聯(lián)系的，這些聯(lián)系同樣也要抽象和反映到信息世界中來，在信息世界中將被抽象為實體型內(nèi)部的聯(lián)系和實體型之間的聯(lián)系。實體內(nèi)部的聯(lián)系通常是指組成實體的各屬性之間的聯(lián)系；實體之間的聯(lián)系通常是指不同實體集之間的聯(lián)系。反映實體型及其聯(lián)系的結(jié)構(gòu)形式稱為實體模型，也稱作信息模型，它是現(xiàn)實世界及其聯(lián)系的抽象表示。第19頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月兩個實體型之間的聯(lián)系有如下三種類型：（1）一對一聯(lián)系（1:1）（2）一對多聯(lián)系（1:n）（3）多對多（m:n）第20頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）一對一聯(lián)系（1:1）實體集A中的一個實體至多與實體集B中的一個實體相對應(yīng)，反之亦然，則稱實體集A與實體集B為一對一的聯(lián)系。記作1:1。如：班級與班長，觀眾與座位，病人與床位。第21頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）一對多聯(lián)系（1:n）實體集A中的一個實體與實體集B中的多個實體相對應(yīng)，反之，實體集B中的一個實體至多與實體集A中的一個實體相對應(yīng)。記作1:n。如：班級與學(xué)生、公司與職員、省與市。第22頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）多對多（m:n）實體集A中的一個實體與實體集B中的多個實體相對應(yīng)，反之，實體集B中的一個實體與實體集A中的多個實體相對應(yīng)。記作（m:n）。如：教師與學(xué)生,學(xué)生與課程，工廠與產(chǎn)品。第23頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月實際上，一對一聯(lián)系是一對多聯(lián)系的特例，而一對多聯(lián)系又是多對多聯(lián)系的特例。可以用圖形來表示兩個實體型之間的這三類聯(lián)系，如圖書1.7所示。

ABABAB(a)(b)(c)不同實體集實體之間的聯(lián)系第24頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月弱實體什么是弱實體弱實體的表示方法包含弱實體的ER圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式問題：在人事管理系統(tǒng)中，親屬的存在是以職工的存在為前提，即親屬對于職工具有依賴聯(lián)系，所以說，親屬是弱實體

職工家屬具有1NER圖職工（職工號，職工姓名，性別，年齡）親屬（職工號，稱呼，姓名，工作單位）

關(guān)系模式問題:商業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中，顧客地址的存在依賴于顧客的存在（一般顧客可以有若干個聯(lián)系地址）

ER圖顧客地址通訊N1第25頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月實體聯(lián)系模型ER模型的圖形描述實體間的聯(lián)系是兩個或兩個以上實體類型之間的有名稱的關(guān)聯(lián)。實體間的聯(lián)系用菱形表示，菱形內(nèi)要有聯(lián)系名，并用無向邊把菱形分別與有關(guān)實體相連接，在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型第26頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月[例題]在著書工作中，一位作者可以編寫多本圖書，一本書也可由多位作者編寫，設(shè)作者的屬性有：作者號，姓名，單位，電話；書的屬性有：書號，書名，出版社，日期。畫出ER圖。第27頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月作者作者號電話姓名單位書書號書名出版社日期編寫mn第28頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月[例題]有產(chǎn)品實體集，包含屬性：產(chǎn)品號、產(chǎn)品名；有零件實體，包含屬性：零件號、規(guī)格型號。每一產(chǎn)品可能由多種零件組成，有的零件用于多種產(chǎn)品，有的產(chǎn)品需要一定數(shù)量的同類零件。畫出ER圖。第29頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月產(chǎn)品產(chǎn)品號產(chǎn)品名零件零件號規(guī)格組成數(shù)量m第30頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月[例題]一個圖書館系統(tǒng)要求實現(xiàn)以下業(yè)務(wù)：（1）可以隨時查詢書庫中現(xiàn)有書籍的品種、數(shù)量、存放位置、所有各類書籍均可由書號唯一標(biāo)識。（2）可以隨時查詢書籍的借還情況，包括借書人單位、姓名、借書證號、借書日期、還書日期。約定：任何人可借多種書，任何一種書可為多個人所借，借書證號有唯一性。（3）當(dāng)需要時，可通過數(shù)據(jù)庫中保存的出版社的電報編號、電話、郵編、地址等信息有關(guān)書籍的出版社購有關(guān)書籍，我們約定：一個出版社可出版多種書籍，同一本書公為一個出版社出版。出版社名唯一。畫出ER圖。第31頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月借書人姓名借書證號單位圖書書號書名數(shù)量位置借書mn出版社出版m1社名電報編號電話地址郵編第32頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型是實體模型的數(shù)據(jù)化記錄與數(shù)據(jù)項(簡稱項)類型與值記錄與文件物理存儲中的數(shù)據(jù)描述建立數(shù)據(jù)模型第33頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月記錄與數(shù)據(jù)項(簡稱項)記錄:描述實體的數(shù)據(jù)記錄有型和值之分:記錄的型是結(jié)構(gòu),由數(shù)據(jù)項的型構(gòu)成;記錄的值表示對象中的一個實例,它的分量是數(shù)據(jù)項值.項：描繪屬性的數(shù)據(jù)借書人姓名借書證號單位第34頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月類型與值類型：由相同數(shù)據(jù)項組成的記錄值：具有某一記錄類型的記錄如：數(shù)據(jù)項“年齡”型：名稱為年齡，數(shù)據(jù)特征為3位的十進制整數(shù)值：1歲、2歲、33歲、103歲第35頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月記錄類型：數(shù)據(jù)項型的一個有序組記錄值：數(shù)據(jù)項值得有序組學(xué)號姓名出生性別年月日0001張山1989108男第36頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月記錄與文件文件：紀(jì)錄型和值的總和文件中不允許有無法區(qū)分的重復(fù)記錄關(guān)鍵字：能夠為一標(biāo)識記錄的一個或多個數(shù)據(jù)項主關(guān)鍵字：用于組織文件的關(guān)鍵字第37頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月通過以上的介紹，我們可總結(jié)出三個世界中各術(shù)語的對應(yīng)關(guān)系。

現(xiàn)實世界 信息世界計算機世界 事物總體 實體集文件 事物個體 實體記錄 特征 屬性字段 事物間聯(lián)系 實體模型數(shù)據(jù)模型

第38頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月物理存儲中的數(shù)據(jù)描述邏輯數(shù)據(jù)物理數(shù)據(jù)位、字節(jié)、字、塊、桶、卷宗、地址、指針第39頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)模型設(shè)計一般包括數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)間的聯(lián)系和數(shù)據(jù)中的約束第40頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月三種常見的數(shù)據(jù)模型這三種數(shù)據(jù)模型的根區(qū)別在于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，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。第41頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月1.關(guān)系模型的基本概念關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一個“二維表框架”組成的集合，每個二維表又可稱為關(guān)系，所以關(guān)系模型是“關(guān)系框架”的集合。關(guān)系模型與層次模型、網(wǎng)狀模型不同，它是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念之上的。第42頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模型及其實例，包含五個關(guān)系：教師關(guān)系T、學(xué)生關(guān)系S、課程關(guān)系C、學(xué)習(xí)關(guān)系SC和任課關(guān)系TC，分別對應(yīng)五張表。第43頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月T（教師表）TNO教師號TN姓名SEX性別AGE年齡PROF職稱SAL工資COMM崗位津貼DEPT系別T1李力男47教授15003000計算機T2王平女28講師8001200信息T3劉偉男30講師9001200計算機T4張雪女51教授16003000自動化T5張?zhí)m女39副教授13002000信息第44頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月S（學(xué)生表）SNO學(xué)號SN姓名SEX性別AGE年齡DEPT系別S1趙亦女17計算機S2錢爾男18信息S3孫珊女20信息S4李思男21自動化S5周武男19計算機S6吳麗女20自動化第45頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月C（課程表）CNO課程號CN課程名CT課時C1程序設(shè)計60C2微機原理80C3數(shù)字邏輯60C4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)80C5數(shù)據(jù)庫60C6編譯原理60C7操作系統(tǒng)60第46頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月SC（學(xué)習(xí)表）TC（任課表）

SNO學(xué)號CNO課程號SCORE成績

TNO教師號CNO課程號S1C190

T1C1S1C285

T1C4S2C557

T2C5S2C680

T3C1S2C7

T3C5S2C570

T4C2S3C10

T4C3S3C270

T5C5S3C485

T5C7S4C193

S4C285

S4C383

S5C289

第47頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月層次模型層次模型用一棵“有向樹”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示各類實體以及實體間的聯(lián)系。在樹中，每個結(jié)點表示一個記錄類型，結(jié)點間的連線（或邊）表示記錄類型間的關(guān)系，每個記錄類型可包含若干個字段，記錄類型描述的是實體，字段描述實體的屬性，各個記錄類型及其字段都必須命名。如果要存取某一記錄型的記錄，可以從根結(jié)點起，按照有向樹層次向下查找。第48頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月下圖是層次模型有向樹的示意圖。結(jié)點A為根結(jié)點，Ｄ,F,G為葉結(jié)點，B,D為兄結(jié)點……層次模型有向樹的示意圖

ABCDEF第49頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月1.層次模型的特征（1）有且僅有一個結(jié)點沒有雙親，該結(jié)點就是根結(jié)點；（2）根以外的其他結(jié)點有且僅有一個雙親結(jié)點，這就使得層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)只能直接處理一對多的實體關(guān)系；（3）任何一個給定的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。例如：以下是一個層次模型的例子，如圖所示。編號系名系地點學(xué)號姓名成績ＴＳ教研室R學(xué)生STS數(shù)據(jù)庫模型教師編號教研室名職工號姓名研究方向第50頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月網(wǎng)狀模型的特征（1）有一個以上的結(jié)點沒有雙親；（2）至少有一個結(jié)點可以有多于一個雙親。即允許兩個或兩個以上的結(jié)點沒有雙親結(jié)點，允許某個結(jié)點有多個雙親結(jié)點，則此時有向樹變成了有向圖，該有向圖描述了網(wǎng)狀模型。網(wǎng)狀模型中每個結(jié)點表示一個記錄型（實體），每個記錄型可包含若干個字段（實體的屬性），結(jié)點間的連線表示記錄類型（實體）間的父子關(guān)系。第51頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月如：學(xué)生和課程間的關(guān)系。一個學(xué)生可以選修多門課程，一門課程可以由多個學(xué)生選修。如圖所示

學(xué)生與課程的網(wǎng)狀模型

學(xué)生課程第52頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月面向?qū)ο竽Ｐ蛯ο笫乾F(xiàn)實世界中某個實體的模型化。每個對象都有一個唯一標(biāo)識符，稱為對象標(biāo)識第53頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月例如下圖中，學(xué)生對象的對象標(biāo)識為學(xué)號021601。對象還包括屬性集合（描述對象的狀態(tài)、組成和特征）、方法集合（描述對象的行為特征和實現(xiàn)）和消息集合（對象操作請求的傳遞），第54頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月類結(jié)構(gòu)圖第55頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的分級結(jié)構(gòu)模式及其映射數(shù)據(jù)獨立性

第56頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫的分級結(jié)構(gòu)ANSI／X3／SPARC的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)研究組，在1975年公布的研究報告中，把數(shù)據(jù)庫分為三級：外模式、概念模式和內(nèi)模式。第57頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月模式及其映射模式:是用模式定義語言(DDL)給出的數(shù)據(jù)庫整體邏輯描述，包括邏輯記錄類型和記錄之間的關(guān)系是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。（概念模式，邏輯模式）例如：學(xué)生記錄定義為（學(xué)號、姓名、性別、系別、年齡），稱為記錄型，而（001101，張立，男，計算機，20）則是該記錄型的一個記錄值。模式只是對記錄型的描述，而與具體的值無關(guān)。第58頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月模式處于三級結(jié)構(gòu)的中間層，它是整個數(shù)據(jù)庫實際存儲的抽象表示，也是對現(xiàn)實世界的一個抽象，是現(xiàn)實世界某應(yīng)用環(huán)境（企業(yè)或單位）的所有信息內(nèi)容集合的表示，也是所有個別用戶視圖綜合起來的結(jié)果，所以又稱用戶共同視圖。它表示了數(shù)據(jù)庫的整體數(shù)據(jù)。由多個“概念記錄”組成，包含數(shù)據(jù)庫的所有信息，也稱“概念數(shù)據(jù)庫”、“DBA視圖”。DBMS提供模式描述語言（模式DDL）來定義模式。模式設(shè)計是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本任務(wù)第59頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月模式及其映射子模式:是用戶與數(shù)據(jù)庫的接口又稱外模式或用戶模式或外視圖是三級結(jié)構(gòu)的最外層，個別用戶只對整個數(shù)據(jù)庫的一部分感興趣，所以外視圖是個別用戶看到和使用的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，因此也常把外視圖稱為用戶數(shù)據(jù)庫。第60頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)模式又稱存儲模式或內(nèi)視圖，是三級結(jié)構(gòu)中的最內(nèi)層，也是靠近物理存儲的一層，即與實際存儲數(shù)據(jù)方式有關(guān)的一層，由多個存儲記錄組成，但并非物理層，不必關(guān)心具體的存儲位置。DBMS提供內(nèi)模式描述語言（內(nèi)模式DDL）來定義內(nèi)模式。第61頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，外模式可有多個，而概念模式、內(nèi)模式只能各有一個。內(nèi)模式是整個數(shù)據(jù)庫實際存儲的表示，而概念模式是整個數(shù)據(jù)庫實際存儲的抽象表示，外模式是概念模式的某一部分的抽象表示。第62頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的二級映象(映射)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別，它使用戶能邏輯地抽象地處理數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)部的存儲方式，把數(shù)據(jù)的具體組織交給DBMS管理。為了能夠在內(nèi)部實現(xiàn)這三個抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，DBMS在三級模式之間提供了二級映象功能。第63頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月1.模式/內(nèi)模式映象數(shù)據(jù)庫中的模式和內(nèi)模式都只有一個，所以模式/內(nèi)模式映象是唯一的。它確定了數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。例如，存儲結(jié)構(gòu)變化時，模式/內(nèi)模式映象也應(yīng)有相應(yīng)的變化，使其概念模式仍保持不變，即把存儲結(jié)構(gòu)的變化的影響限制在概念模式之下，這使數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)和存儲方法較高的獨立于應(yīng)用程序，通過映象功能保證數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)的變化不影響數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)的改變，從而不必修改應(yīng)用程序，即確保了數(shù)據(jù)的物理獨立性。第64頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.外模式/模式映象數(shù)據(jù)庫中的同一模式可以有任意多個外模式，對于每一個外模式，都存在一個外模式/模式映象。它確定了數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)與全局邏輯結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。例如，在原有的記錄類型之間增加新的聯(lián)系，或在某些記錄類型中增加新的數(shù)據(jù)項時，使數(shù)據(jù)的總體邏輯結(jié)構(gòu)改變，外模式/模式映象也發(fā)生相應(yīng)的變化，這一映象功能保證了數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)不變，由于應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)編寫的，所以應(yīng)用程序不必修改，從而保證了數(shù)據(jù)與程序間的邏輯獨立性。第65頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月第66頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)獨立性物理數(shù)據(jù)獨立性邏輯數(shù)據(jù)獨立性第67頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)的邏輯獨立性是指當(dāng)數(shù)據(jù)的總體邏輯結(jié)構(gòu)改變時，數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)不變，由于應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)編寫的，所以應(yīng)用程序不必須修改，從而保證了數(shù)據(jù)與程序間的邏輯獨立性。例如，在原有的記錄類型之間增加新的聯(lián)系，或在某些記錄類型中增加新的數(shù)據(jù)項，均可確保數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。第68頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)的物理獨立性是指當(dāng)數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)改變時，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)不變，從而應(yīng)用程序也不必改變。例如，改變存儲設(shè)備和增加新的存儲設(shè)備，或改變數(shù)據(jù)的存儲組織方式，均可確保數(shù)據(jù)的物理獨立性。第69頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)是一個非常復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的所有操作，包括定義、查詢、更新和各種遠行控制最終都是通過DBMS實現(xiàn)的，因此它是使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)共享、并發(fā)訪問、數(shù)據(jù)獨立等特性的根本保證。第70頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月DBMS的功能DBMS的主要職責(zé)就是有效地實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫三級之間的轉(zhuǎn)換

(1)數(shù)據(jù)庫的定義

(2)數(shù)據(jù)庫的操作及查詢優(yōu)化

(3)數(shù)據(jù)庫的控制運行

(4)數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)和維護

(5)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理

(6)數(shù)據(jù)庫的多種接口第71頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月DBMS的程序組成語言處理方面系統(tǒng)運行控制方面系統(tǒng)建立、維護方面用戶接口方面第72頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)語言數(shù)據(jù)語言包括數(shù)據(jù)描述語言(DDL，DataDescriptionLanguage)和數(shù)據(jù)操作語言(DML，DataManipulationLanguage)兩大部分，前者負(fù)責(zé)描述和定義數(shù)據(jù)的各種特性，后者說明對數(shù)據(jù)進行的操作。第73頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)描述語言數(shù)據(jù)描述語言用于描述數(shù)據(jù)庫中各種對象的特征應(yīng)具備以下四個方面的功能：

1.描述數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)

2.描述數(shù)據(jù)的物理特征

3.描述邏輯數(shù)據(jù)到物理數(shù)據(jù)的映射(通常稱為存儲映射)4.描述訪問規(guī)則

第74頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)操作語言數(shù)據(jù)操作語言是用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口之一，是用戶操作數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的工具。在設(shè)計數(shù)據(jù)操作語言時，一般要做到：

1.描述操作準(zhǔn)確，唯一性；

2.功能齊全，操作能力強，用戶希望使用的操作應(yīng)盡量滿足；

3.語言自然、直觀，使用方便。第75頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典(Datadictionary)的主要任務(wù)是描述〔或定義)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中各類對象、對象之間的聯(lián)系和它們的使用規(guī)則。

第76頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)字典用處(1)滿足DBMS快速查找有關(guān)對象的要求。如在處理用戶訪問時，經(jīng)常要查閱用戶表、子模式表、模式表等。(2)供數(shù)據(jù)庫管理員掌握整個系統(tǒng)運行的下列情況：系統(tǒng)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫、用戶；當(dāng)前具有的模式數(shù)目及其名稱，每個模式包含的子模式與記錄類型；每個子模式包含的記錄類型與用戶；某個記錄類型(或數(shù)據(jù)項)所屬的子模式和對應(yīng)的物理文件或區(qū)域等。第77頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月用戶訪問數(shù)據(jù)的過程