數(shù)據(jù)庫sql(系統(tǒng)學習很全)講義 (1)

數(shù)據(jù)庫原理與技術

內(nèi)容安排數(shù)據(jù)庫的基本概念關系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL應用程序訪問數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫設計原則與方法教材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計與原理,馮建華等編著清華大學出版社2007年

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

王珊、薩師煊著高等教育出版社2006年第1章緒論1.1引言1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.5數(shù)據(jù)庫工程與應用1.6小結第1章緒論1.1引言1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.5數(shù)據(jù)庫工程與應用1.6小結1.1

引言1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.1.2數(shù)據(jù)庫技術的生產(chǎn)與發(fā)展1.1.3數(shù)據(jù)庫技術的研究領域1.1

引言1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.1.2數(shù)據(jù)庫技術的生產(chǎn)與發(fā)展1.1.3數(shù)據(jù)庫技術的研究領域數(shù)據(jù)庫的地位數(shù)據(jù)庫技術產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)管理的最新技術，是計算機科學的重要分支。數(shù)據(jù)庫技術是信息系統(tǒng)的核心和基礎，它的出現(xiàn)極大地促進了計算機應用向各行各業(yè)的滲透。數(shù)據(jù)庫的建設規(guī)模、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個國家信息化程度的重要標志。一、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象數(shù)據(jù)的定義描述事物的符號記錄組成數(shù)據(jù)的符號種類數(shù)字、字符串、日期、邏輯值、文本、圖形、圖象、聲音數(shù)據(jù)的特點數(shù)據(jù)與其語義是不可分的數(shù)據(jù)舉例學生檔案中的學生記錄（李明，男，1972，江蘇，計算機系，1990）數(shù)據(jù)的形式不能完全表達其內(nèi)容數(shù)據(jù)的解釋語義：學生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學時間解釋：李明是個大學生，1972年出生，男，江蘇人，1990年考入計算機系二、數(shù)據(jù)庫人們收集并抽取出一個應用所需要的大量數(shù)據(jù)之后，應將其保存起來以供進一步加工處理，進一步抽取有用信息。數(shù)據(jù)庫的定義數(shù)據(jù)庫(Database,簡稱DB)是長期儲存在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫(續(xù))數(shù)據(jù)庫的特征數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存可為各種用戶共享冗余度較小數(shù)據(jù)獨立性較高易擴展三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)什么是DBMS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，簡稱DBMS）是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。DBMS的用途科學地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(續(xù))DBMS的主要功能數(shù)據(jù)定義功能:提供數(shù)據(jù)定義語言(DDL)，用于定義數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象。數(shù)據(jù)操縱功能:提供數(shù)據(jù)操縱語言(DML)，用于操縱數(shù)據(jù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的基本操作(查詢、插入、刪除和修改)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(續(xù))DBMS的主要功能(續(xù))數(shù)據(jù)庫的運行管理:保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶對數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復。數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能:提供實用程序，完成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)批量裝載，數(shù)據(jù)庫轉儲，介質(zhì)故障恢復，數(shù)據(jù)庫的重組織和性能監(jiān)視等四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡稱DBS）是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構成。在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構成由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構成。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構成圖示用戶用戶用戶應用系統(tǒng)應用開發(fā)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理員用系應統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))發(fā)工開具用軟應件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的位置圖示BMDS編統(tǒng)譯系作系操統(tǒng)硬件1.1

引言1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.1.2數(shù)據(jù)庫技術的生產(chǎn)與發(fā)展1.1.3數(shù)據(jù)庫技術的研究領域1.1.2數(shù)據(jù)管理技術的產(chǎn)生和發(fā)展什么是數(shù)據(jù)管理對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護，是數(shù)據(jù)處理的中心問題。數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展過程人工管理階段(40年代中--50年代中)文件系統(tǒng)階段(50年代末--60年代中)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(60年代末--現(xiàn)在)數(shù)據(jù)管理技術的產(chǎn)生和發(fā)展(續(xù))數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展動力應用需求的推動計算機硬件的發(fā)展計算機軟件的發(fā)展一、人工管理時期40年代中--50年代中產(chǎn)生的背景應用需求 科學計算 硬件水平 無直接存取存儲設備 軟件水平 沒有操作系統(tǒng) 處理方式 批處理 人工管理(續(xù))特點1數(shù)據(jù)的管理者：應用程序，數(shù)據(jù)不保存。人工管理(續(xù))特點2－數(shù)據(jù)面向的對象：某一應用程序

應用程序與數(shù)據(jù)的對應關系圖應用程序１數(shù)據(jù)集１應用程序２數(shù)據(jù)集２應用程序ｎ數(shù)據(jù)集n...…...…人工管理(續(xù))特點3數(shù)據(jù)的共享程度：無共享、冗余度極大數(shù)據(jù)的獨立性：不獨立，完全依賴于程序數(shù)據(jù)的結構化：無結構數(shù)據(jù)控制能力：應用程序自己控制二、文件系統(tǒng)時期50年代末--60年代中產(chǎn)生的背景應用需求 科學計算、管理 硬件水平 磁盤、磁鼓 軟件水平 有文件系統(tǒng) 處理方式 聯(lián)機實時處理、批處理

文件系統(tǒng)(續(xù))特點1數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長期保存應用程序與數(shù)據(jù)的對應關系(文件系統(tǒng))特點2－數(shù)據(jù)面向的對象：某一應用程序

應用程序與數(shù)據(jù)的對應關系應用程序１文件１應用程序２文件2應用程序ｎ文件n存取方法...…...…文件系統(tǒng)(續(xù))特點3數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、冗余度大文件系統(tǒng)(續(xù))特點4－數(shù)據(jù)的結構化：記錄內(nèi)有結構,整體無結構文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結構記錄內(nèi)有結構

學生人事記錄數(shù)據(jù)的結構是靠程序定義和解釋的。學號姓名性別系別年齡政治面貌家庭出身籍貫家庭成員獎懲情況文件系統(tǒng)(續(xù))數(shù)據(jù)一般是定長的。可以間接實現(xiàn)數(shù)據(jù)變長要求，但訪問相應數(shù)據(jù)的應用程序復雜了。學生人事主記錄學號姓名性別系別年齡政治面貌家庭出身籍貫家庭成員獎懲情況姓名與本人關系詳細情況日期獎懲條目家庭成員記錄獎懲情況記錄文件系統(tǒng)(續(xù))900201李明男計算機24共青團員工人江蘇無錫李義山父子…李平兄弟…1991吳玉章獎學金1991一等獎學金張玉母子…家庭成員記錄獎懲情況記錄文件間是獨立的，因此數(shù)據(jù)整體無結構。間接實現(xiàn)數(shù)據(jù)整體的有結構也比較困難。數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。文件系統(tǒng)(續(xù))特點5數(shù)據(jù)的獨立性：獨立性差，數(shù)據(jù)的邏輯結構改變必須修改應用程序數(shù)據(jù)控制能力：應用程序自己控制三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時期60年代末以來產(chǎn)生的背景應用背景 大規(guī)模管理 硬件背景 大容量磁盤 軟件背景 有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 處理方式 聯(lián)機實時處理,分布處理,批處理 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點1數(shù)據(jù)的管理者：DBMS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點2－數(shù)據(jù)面向的對象：現(xiàn)實世界

應用程序與數(shù)據(jù)的對應關系DBMS應用程序1應用程序2數(shù)據(jù)庫…數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點3－數(shù)據(jù)的共享程度：共享性高數(shù)據(jù)的高共享性的好處降低數(shù)據(jù)的冗余度，節(jié)省存儲空間避免數(shù)據(jù)間的不一致性使系統(tǒng)易于擴充數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點4－數(shù)據(jù)的獨立性：高度的物理獨立性和一定的邏輯獨立性數(shù)據(jù)的物理獨立性指用戶的應用程序與存儲在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是相互獨立的。當數(shù)據(jù)的物理存儲改變了，應用程序不用改變。數(shù)據(jù)的邏輯獨立性指用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結構是相互獨立的。數(shù)據(jù)的邏輯結構改變了，用戶程序也可以不變。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點5－數(shù)據(jù)的結構化：整體結構化數(shù)據(jù)結構化整體數(shù)據(jù)的結構化是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一。數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的真正結構化數(shù)據(jù)的結構用數(shù)據(jù)模型描述，無需程序定義和解釋。數(shù)據(jù)可以變長。數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點6

－數(shù)據(jù)控制能力：由DBMS統(tǒng)一管理和控制DBMS對數(shù)據(jù)的控制功能數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護使每個用戶只能按指定方式使用和處理指定數(shù)據(jù)，保護數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞。數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查將數(shù)據(jù)控制在有效的范圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)之間滿足一定的關系。DBMS對數(shù)據(jù)的控制功能（續(xù)）并發(fā)（Concurrency）控制對多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，防止相互干擾而得到錯誤的結果。數(shù)據(jù)庫恢復（Recovery）將數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復到某一已知的正確狀態(tài)。1.1

引言1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.1.2數(shù)據(jù)庫技術的生產(chǎn)與發(fā)展1.1.3數(shù)據(jù)庫技術的研究領域1.1.3數(shù)據(jù)庫技術的研究領域數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的研制數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)庫理論數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的研制DBMS本身以DBMS為核心的一組相互聯(lián)系的軟件系統(tǒng)工具軟件中間件數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)庫設計方法設計工具設計理論數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)建模數(shù)據(jù)庫理論關系的規(guī)范化理論關系數(shù)據(jù)理論第1章緒論1.1引言1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.5數(shù)據(jù)庫工程與應用1.6小結

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素

1.2.2概念模型

1.2.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型在數(shù)據(jù)庫中用數(shù)據(jù)模型這個工具來抽象、表示和處理現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)和信息。通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實世界的模擬。

數(shù)據(jù)模型應滿足三方面要求能比較真實地模擬現(xiàn)實世界容易為人所理解便于在計算機上實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型(續(xù))數(shù)據(jù)模型分成兩個不同的層次(1)概念模型也稱信息模型，它是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模。(2)數(shù)據(jù)模型主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關系模型等，它是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模。數(shù)據(jù)模型(續(xù))客觀對象的抽象過程---兩步抽象現(xiàn)實世界中的客觀對象抽象為概念模型；把概念模型轉換為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型。概念模型是現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次。

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素

1.2.2概念模型

1.2.3數(shù)據(jù)模型

1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)的約束條件

1.數(shù)據(jù)結構什么是數(shù)據(jù)結構對象類型的集合兩類對象與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關的對象與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關的對象數(shù)據(jù)結構是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述

2.數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實例（值）允許執(zhí)行的操作及有關的操作規(guī)則數(shù)據(jù)操作的類型檢索更新（包括插入、刪除、修改）數(shù)據(jù)操作(續(xù))數(shù)據(jù)模型對操作的定義操作的確切含義操作符號操作規(guī)則（如優(yōu)先級）實現(xiàn)操作的語言數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。

3.數(shù)據(jù)的約束條件數(shù)據(jù)的約束條件一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和儲存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。數(shù)據(jù)的約束條件(續(xù))數(shù)據(jù)模型對約束條件的定義反映和規(guī)定本數(shù)據(jù)模型必須遵守的基本的通用的完整性約束條件。例如在關系模型中，任何關系必須滿足實體完整性和參照完整性兩個條件。提供定義完整性約束條件的機制，以反映具體應用所涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定的語義約束條件。

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素

1.2.2概念模型

1.2.3數(shù)據(jù)模型

1.2.2概念模型1.概念模型2.信息世界中的基本概念3.概念模型的表示方法1.概念模型概念模型的用途概念模型用于信息世界的建模是現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次是數(shù)據(jù)庫設計的有力工具數(shù)據(jù)庫設計人員和用戶之間進行交流的語言對概念模型的基本要求較強的語義表達能力，能夠方便、直接地表達應用中的各種語義知識簡單、清晰、易于用戶理解2.信息世界中的基本概念

(1)實體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體。可以是具體的人、事、物或抽象的概念。(2)屬性（Attribute）實體所具有的某一特性稱為屬性。一個實體可以由若干個屬性來刻畫。(3)碼（Key）唯一標識實體的屬性集稱為碼。信息世界中的基本概念(續(xù))(4)域（Domain）屬性的取值范圍稱為該屬性的域。(5)實體型（EntityType）用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體稱為實體型。(6)實體集（EntitySet）同型實體的集合稱為實體集。

信息世界中的基本概念(續(xù))(7)聯(lián)系（Relationship）現(xiàn)實世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界中反映為實體內(nèi)部的聯(lián)系和實體之間的聯(lián)系。實體內(nèi)部的聯(lián)系：組成實體的各屬性之間的聯(lián)系實體之間的聯(lián)系：不同實體集之間的聯(lián)系三類實體型間聯(lián)系

一對一聯(lián)系（1:1）一對多聯(lián)系（1:n）多對多聯(lián)系（m:n）

兩個實體型間的聯(lián)系一對一聯(lián)系如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中至多有一個實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集A與實體集B具有一對一聯(lián)系。記為1:1。實例班級與班長之間的聯(lián)系：一個班級只有一個正班長，而一個班長只在一個班中任職兩個實體型間的聯(lián)系(續(xù))一對多聯(lián)系如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體B有一對多聯(lián)系。記為1:n實例班級與學生之間的聯(lián)系：一個班級中有若干名學生，而每個學生只在一個班級中學習兩個實體型間的聯(lián)系(續(xù))多對多聯(lián)系（m:n）如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中也有m個實體（m≥0）與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體B具有多對多聯(lián)系。記為m:n實例課程與學生之間的聯(lián)系：一門課程同時有若干個學生選修，而一個學生可以同時選修多門課程聯(lián)系的表示方法示例班級班級-班長班長111:1聯(lián)系課程選修學生mnm:n聯(lián)系班級組成學生1n1:n聯(lián)系實體型間聯(lián)系(續(xù))三類聯(lián)系之間的關系m:n聯(lián)系1:1聯(lián)系1:n聯(lián)系特例特例特例多個實體型間的聯(lián)系多個實體型之間的聯(lián)系一對一聯(lián)系一對多聯(lián)系多對多聯(lián)系多個實體型間的聯(lián)系(續(xù))多個實體型間的一對多聯(lián)系若實體集E1，E2，...，En存在聯(lián)系，對于實體集Ej（j=1，2，...，i-1，i+1，...，n）中的給定實體，最多只和Ei中的一個實體相聯(lián)系，則我們說Ei與E1，E2，...，Ei-1，Ei+1，...，En之間的聯(lián)系是一對多的。多個實體型間的聯(lián)系(續(xù))多個實體型間的一對多聯(lián)系(續(xù))實例對于課程、教師與參考書三個實體型，如果一門課程可以有若干個教師講授，使用若干本參考書，而每一個教師只講授一門課程，每一本參考書只供一門課程使用，則課程與教師、參考書之間的聯(lián)系是一對多的多個實體型間的一對一聯(lián)系多個實體型間的多對多聯(lián)系聯(lián)系的表示方法示例(續(xù))職工領導1n同一實體型內(nèi)部的1:n聯(lián)系課程講授教師1m多個實體型間的1:n聯(lián)系參考書n同一實體集內(nèi)各實體間的聯(lián)系一對多聯(lián)系實例職工實體集內(nèi)部具有領導與被領導的聯(lián)系，即某一職工（干部）“領導”若干名職工，而一個職工僅被另外一個職工直接領導，因此這是一對多的聯(lián)系一對一聯(lián)系多對多聯(lián)系3.概念模型的表示方法概念模型的表示方法很多實體－聯(lián)系方法(E-R方法)是最為常用的概念模型表示方法。用E-R圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型。E-R方法也稱為E-R模型。E-R圖實體型用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名。學生教師E-R圖(續(xù))屬性用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應的實體連接起來學生學號年齡性別姓名E-R圖(續(xù))聯(lián)系聯(lián)系本身：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關實體連接起來，同時在無向邊旁標上聯(lián)系的類型（1:1、1:n或m:n）聯(lián)系的表示方法實體型1聯(lián)系名實體型2111:1聯(lián)系實體型1聯(lián)系名實體型2mnm:n聯(lián)系實體型1聯(lián)系名實體型21n1:n聯(lián)系聯(lián)系的表示方法(續(xù))實體型1聯(lián)系名mn同一實體型內(nèi)部的m:n聯(lián)系實體型1聯(lián)系名實體型21m多個實體型間的1:n聯(lián)系實體型3n聯(lián)系的表示方法示例班級班級-班長班長111:1聯(lián)系課程選修學生mnm:n聯(lián)系班級組成學生1n1:n聯(lián)系聯(lián)系的表示方法示例(續(xù))職工領導1n同一實體型內(nèi)部的1:n聯(lián)系課程講授教師1m多個實體型間的1:n聯(lián)系參考書nE-R圖(續(xù))聯(lián)系聯(lián)系的屬性：聯(lián)系本身也是一種實體型，也可以有屬性。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。聯(lián)系屬性的表示方法課程選修學生mn成績E-R圖實例:某個工廠物資管理的概念模型物資管理涉及的實體：倉庫:屬性有倉庫號、面積、電話號碼。零件:屬性有零件號、名稱、規(guī)格、單價、描述。供應商:屬性有供應商號、姓名、地址、電話號碼、賬號。項目:屬性有項目號、預算、開工日期。職工:屬性有職工號、姓名、年齡、職稱。E-R圖實例(續(xù))實體之間的聯(lián)系一個倉庫可以存放多種零件，一種零件可以存放在多個倉庫中。用庫存量來表示某種零件在某個倉庫中的數(shù)量。一個倉庫有多個職工當倉庫保管員，一個職工只能在一個倉庫工作。職工之間具有領導-被領導關系。即倉庫主任領導若干保管員。一個供應商可以供給若干項目多種零件，每個項目可以使用不同供應商供應的零件，每種零件可由不同供應商供給。

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1數(shù)據(jù)模型的要素

1.2.2概念模型

1.2.3數(shù)據(jù)模型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、關系數(shù)據(jù)模型

1.2.3數(shù)據(jù)模型非關系模型種類層次模型（HierarchicalModel）網(wǎng)狀模型(NetworkModel)數(shù)據(jù)結構：以基本層次聯(lián)系為基本單位基本層次聯(lián)系：兩個記錄以及它們之間的一對多（包括一對一)的聯(lián)系數(shù)據(jù)模型(續(xù))關系模型(RelationalModel)數(shù)據(jù)結構：表面向對象模型(ObjectOrientedModel）數(shù)據(jù)結構：對象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、關系數(shù)據(jù)模型1.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構層次模型滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。1.有且只有一個結點沒有雙親結點，這個結點稱為根結點2.根以外的其它結點有且只有一個雙親結點層次模型中的幾個術語根結點，雙親結點，兄弟結點，葉結點層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）

Ｒ1

根結點

Ｒ2

兄弟結點

Ｒ3

葉結點

Ｒ4

兄弟結點

Ｒ5

葉結點

葉結點層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）表示方法實體型：用記錄類型描述。每個結點表示一個記錄類型。屬性：用字段描述。每個記錄類型可包含若干個字段。聯(lián)系：用結點之間的連線表示記錄（類）型之間的一對多的聯(lián)系。層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）特點結點的雙親是唯一的只能直接處理一對多的實體聯(lián)系每個記錄類型定義一個排序字段，也稱為碼字段任何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層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）多對多聯(lián)系在層次模型中的表示用層次模型間接表示多對多聯(lián)系表示方法將多對多聯(lián)系分解成一對多聯(lián)系分解方法冗余結點法虛擬結點法2.層次模型的完整性約束無相應的雙親結點值就不能插入子女結點值如果刪除雙親結點值，則相應的子女結點值也被同時刪除更新操作時，應更新所有相應記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性3.層次模型的優(yōu)缺點優(yōu)點層次數(shù)據(jù)模型簡單，對具有一對多的層次關系的部門描述自然、直觀，容易理解性能優(yōu)于關系模型，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層次模型的優(yōu)缺點（續(xù)）缺點多對多聯(lián)系表示不自然對插入和刪除操作的限制多查詢子女結點必須通過雙親結點層次命令趨于程序化6.典型的層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)IMS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)第一個大型商用DBMS1968年推出IBM公司研制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、關系數(shù)據(jù)模型1.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構網(wǎng)狀模型滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合為網(wǎng)狀模型。1.允許一個以上的結點無雙親；2.一個結點可以有多于一個的雙親。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）表示方法（與層次數(shù)據(jù)模型相同）實體型：用記錄類型描述。每個結點表示一個記錄類型。屬性：用字段描述。每個記錄類型可包含若干個字段。聯(lián)系：用結點之間的連線表示記錄（類）型之間的一對多的父子聯(lián)系。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）特點只能直接處理一對多的實體聯(lián)系每個記錄類型定義一個排序字段，也稱為碼字段任何記錄值只有按其路徑查看時，才能顯出它的全部意義網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）網(wǎng)狀模型與層次模型的區(qū)別網(wǎng)狀模型允許多個結點沒有雙親結點網(wǎng)狀模型允許結點有多個雙親結點網(wǎng)狀模型允許兩個結點之間有多種聯(lián)系（復合聯(lián)系）網(wǎng)狀模型可以更直接地去描述現(xiàn)實世界層次模型實際上是網(wǎng)狀模型的一個特例網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）

Ｒ1

Ｒ2

R3L1L2

R1

R2

L3

L1L2

R3

L4

R4

R5

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）

Ｒ1

L1L2

R2網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）學生宿舍學生教研室系教師網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）父親人獨生子女樹種植砍伐養(yǎng)育贍養(yǎng)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）父親關系男人5.網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點優(yōu)點能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結點可以有多個雙親具有良好的性能，存取效率較高網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點（續(xù)）缺點結構比較復雜，而且隨著應用環(huán)境的擴大，數(shù)據(jù)庫的結構就變得越來越復雜，不利于最終用戶掌握DDL、DML語言復雜，用戶不容易使用6.典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBTG系統(tǒng)，亦稱CODASYL系統(tǒng)由DBTG提出的一個系統(tǒng)方案奠定了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念、方法和技術70年代推出實際系統(tǒng)CullinetSoftwareInc.公司的IDMSUnivac公司的DMS1100Honeywell公司的IDS/2HP公司的IMAGE1.2.3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、關系數(shù)據(jù)模型關系模型1.關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構2.關系數(shù)據(jù)模型的操縱3.關系數(shù)據(jù)模型的完整性約束4.關系數(shù)據(jù)模型的存儲結構5.關系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點6.典型的關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

關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IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd提出本課程的重點1.關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構關系模型的基本數(shù)據(jù)結構關系模型的基本概念實體及實體間的聯(lián)系的表示方法關系必須是規(guī)范化的關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù))關系模型的基本數(shù)據(jù)結構在用戶觀點下，關系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結構是一張二維表，它由行和列組成。

關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）關系模型的基本概念關系（Relation）：一個關系對應通常說的一張表。元組（Tuple）表中的一行即為一個元組。屬性（Attribute）表中的一列即為一個屬性，給每一個屬性起一個名稱即屬性名。關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）關系模型的基本概念（續(xù)）主碼（Key）表中的某個屬性組，它可以唯一確定一個元組。域（Domain）屬性的取值范圍。分量元組中的一個屬性值。關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）關系模型的基本概念（續(xù)）關系模式對關系的描述表示方法

關系名（屬性1，屬性2，…，屬性n）例如：

學生（學號，姓名，年齡，性別，系，年級）關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）實體及實體間的聯(lián)系的表示方法實體型：直接用關系（表）表示。屬性：用屬性名表示。一對一聯(lián)系：隱含在實體對應的關系中。一對多聯(lián)系：隱含在實體對應的關系中。多對多聯(lián)系：直接用關系表示。關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）例1學生、系、系與學生之間的一對多聯(lián)系：學生（學號，姓名，年齡，性別，系號，年級）系(系號，系名，辦公地點)例2系、系主任、系與系主任間的一對一聯(lián)系關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）例3學生、課程、學生與課程之間的多對多聯(lián)系：

學生（學號，姓名，年齡，性別，系號，年級）課程（課程號，課程名，學分）選修（學號，課程號，成績）關系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結構(續(xù)）關系必須是規(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：關系的每一個分量必須是一個不可分的數(shù)據(jù)項。2.關系模型的數(shù)據(jù)操縱查詢、插入、刪除、更新數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對象和操作結果都是關系，即若干元組的集合存取路徑對用戶隱蔽，用戶只要指出“干什么”，不必詳細說明“怎么干”3.關系模型的完整性約束實體完整性參照完整性用戶定義的完整性4.關系數(shù)據(jù)模型的存儲結構表以文件形式存儲有的DBMS一個表對應一個操作系統(tǒng)文件，有的DBMS自己設計文件結構5.關系模型的優(yōu)缺點優(yōu)點建立在嚴格的數(shù)學概念的基礎上概念單一。數(shù)據(jù)結構簡單、清晰，用戶易懂易用實體和各類聯(lián)系都用關系來表示。對數(shù)據(jù)的檢索結果也是關系。關系模型的存取路徑對用戶透明具有更高的數(shù)據(jù)獨立性，更好的安全保密性簡化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫開發(fā)建立的工作關系模型的優(yōu)缺點（續(xù)）缺點存取路徑對用戶透明導致查詢效率往往不如非關系數(shù)據(jù)模型為提高性能，必須對用戶的查詢請求進行優(yōu)化增加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的難度6.典型的關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)ORACLESYBASEDB/2SQLServerMYSQLINFORMIXAccessSQLite第1章緒論1.1引言1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.5數(shù)據(jù)庫工程與應用1.6小結1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結構從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看1.3.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結構從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結構

從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看1.3.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結構從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性小結1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性小結數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念“型”和“值”的概念型（Type）對某一類數(shù)據(jù)的結構和屬性的說明值（Value）是型的一個具體賦值例如：學生記錄記錄型：（學號，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）該記錄型的一個記錄值：（900201，李明，男，計算機，22，江蘇）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念（續(xù)）模式的概念模式（Schema）數(shù)據(jù)庫邏輯結構和特征的描述是型的描述反映的是數(shù)據(jù)的結構及其聯(lián)系模式是相對穩(wěn)定的1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性小結數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構數(shù)據(jù)庫1．模式（Schema）模式（也稱邏輯模式）數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，綜合了所有用戶的需求一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式模式的地位：是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式結構的中間層與數(shù)據(jù)的物理存儲細節(jié)和硬件環(huán)境無關與具體的應用程序、開發(fā)工具及高級程序設計語言無關模式的定義數(shù)據(jù)的邏輯結構（數(shù)據(jù)項的名字、類型、取值范圍等）數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系數(shù)據(jù)有關的安全性、完整性要求2.外模式（ExternalSchema）外模式（也稱子模式或用戶模式）數(shù)據(jù)庫用戶（包括應用程序員和最終用戶）使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應用有關的數(shù)據(jù)的邏輯表示外模式（續(xù)）外模式的地位：介于模式與應用之間模式與外模式的關系：一對多外模式通常是模式的子集一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式。反映了不同的用戶的應用需求、看待數(shù)據(jù)的方式、對數(shù)據(jù)保密的要求對模式中同一數(shù)據(jù)，在外模式中的結構、類型、長度、保密級別等都可以不同外模式與應用的關系：一對多同一外模式也可以為某一用戶的多個應用系統(tǒng)所使用，但一個應用程序只能使用一個外模式。外模式（續(xù)）外模式的用途保證數(shù)據(jù)庫安全性的一個有力措施。每個用戶只能看見和訪問所對應的外模式中的數(shù)據(jù)保證數(shù)據(jù)獨立性的一個有力措施。3．內(nèi)模式（InternalSchema）內(nèi)模式（也稱存儲模式）是數(shù)據(jù)物理結構和存儲方式的描述是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式記錄的存儲方式（順序存儲，按照B樹結構存儲，按hash方法存儲）索引的組織方式數(shù)據(jù)是否壓縮存儲數(shù)據(jù)是否加密數(shù)據(jù)存儲記錄結構的規(guī)定一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性小結三級模式與二級映象三級模式是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別二級映象在DBMS內(nèi)部實現(xiàn)這三個抽象層次的聯(lián)系和轉換二級映象功能1．外模式／模式映象2．模式／內(nèi)模式映象1．外模式／模式映象什么是外模式／模式映象定義外模式與模式之間的對應關系每一個外模式都對應一個外模式／模式映象映象定義通常包含在各自外模式的描述中外模式／模式映象（續(xù)）外模式／模式映象的用途：保證數(shù)據(jù)的邏輯獨立性當模式改變時，數(shù)據(jù)庫管理員修改有關的外模式／模式映象，使外模式保持不變應用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。2．模式／內(nèi)模式映象什么是模式／內(nèi)模式映象模式／內(nèi)模式映象定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結構與存儲結構之間的對應關系。例如，說明邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的數(shù)據(jù)庫中模式／內(nèi)模式映象是唯一的該映象定義通常包含在模式描述中模式／內(nèi)模式映象（續(xù)）模式／內(nèi)模式映象的用途：保證數(shù)據(jù)的物理獨立性當數(shù)據(jù)庫的存儲結構改變了（例如選用了另一種存儲結構），數(shù)據(jù)庫管理員修改模式／內(nèi)模式映象，使模式保持不變應用程序不受影響。保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨立性。1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性小結小結數(shù)據(jù)庫小結（續(xù)）模式是數(shù)據(jù)庫的中心與關鍵獨立于數(shù)據(jù)庫的其它層次設計數(shù)據(jù)庫模式結構時應首先確定數(shù)據(jù)庫的邏輯模式小結（續(xù)）內(nèi)模式依賴于全局邏輯結構，但獨立于數(shù)據(jù)庫的用戶視圖即外模式，也獨立于具體的存儲設備。它將全局邏輯結構中所定義的數(shù)據(jù)結構及其聯(lián)系按照一定的物理存儲策略進行組織，以達到較好的時間與空間效率。小結（續(xù)）外模式面向具體的應用程序，定義在邏輯模式之上，但獨立于存儲模式和存儲設備設計外模式時應充分考慮到應用的擴充性。當應用需求發(fā)生較大變化，相應外模式不能滿足其視圖要求時，該外模式就得做相應改動小結（續(xù)）應用程序在外模式描述的數(shù)據(jù)結構上編制的，它依賴于特定的外模式，與數(shù)據(jù)庫的模式和存儲結構獨立。不同的應用程序有時可以共用同一個外模式。小結（續(xù)）二級映象保證了數(shù)據(jù)庫外模式的穩(wěn)定性，從而從底層保證了應用程序的穩(wěn)定性，除非應用需求本身發(fā)生變化，否則應用程序一般不需要修改。數(shù)據(jù)與程序之間的獨立性，使得數(shù)據(jù)的定義和描述可以從應用程序中分離出去。數(shù)據(jù)庫特點與數(shù)據(jù)庫的模式結構1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的模式結構從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看1.3.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)外部的體系結構從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看1.3.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)外部的體系結構單用戶結構主從式結構分布式結構客戶／服務器結構1.單用戶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(應用程序、DBMS、數(shù)據(jù))都裝在一臺計算機上，為一個用戶獨占，不同機器之間不能共享數(shù)據(jù)。早期的最簡單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2.主從式結構的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一個主機帶多個終端的多用戶結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括應用程序、DBMS、數(shù)據(jù)，都集中存放在主機上，所有處理任務都由主機來完成各個用戶通過主機的終端并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫，共享數(shù)據(jù)資源。主從式結構的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù)）優(yōu)點簡單，數(shù)據(jù)易于管理與維護。缺點當終端用戶數(shù)目增加到一定程度后，主機的任務會過分繁重，成為瓶頸，從而使系統(tǒng)性能大幅度下降。系統(tǒng)的可靠性不高,當主機出現(xiàn)故障時，整個系統(tǒng)都不能使用。3.分布式結構的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個整體，但物理地分布在計算機網(wǎng)絡的不同結點上。網(wǎng)絡中的每個結點都可以獨立處理本地數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行局部應用同時也可以同時存取和處理多個異地數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行全局應用分布式結構的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（續(xù)）優(yōu)點適應了地理上分散的公司、團體和組織對于數(shù)據(jù)庫應用的需求。缺點數(shù)據(jù)的分布存放給數(shù)據(jù)的處理、管理與維護帶來困難。當用戶需要經(jīng)常訪問遠程數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)效率會明顯地受到網(wǎng)絡交通的制約。4．客戶／服務器結構的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)把DBMS功能和應用分開網(wǎng)絡中某個（些）結點上的計算機專門用于執(zhí)行DBMS功能，稱為數(shù)據(jù)庫服務器，簡稱服務器其他結點上的計算機安裝DBMS的外圍應用開發(fā)工具，支持用戶的應用，稱為客戶機客戶／服務器結構的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（續(xù)）客戶／服務器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的種類集中的服務器結構在網(wǎng)絡中僅有一臺數(shù)據(jù)庫服務器，而客戶機是多臺分布的服務器結構在網(wǎng)絡中有多臺數(shù)據(jù)庫服務器分布的服務器結構是客戶／服務器與分布式數(shù)據(jù)庫的結合客戶／服務器結構的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（續(xù)）優(yōu)點客戶端的用戶請求被傳送到數(shù)據(jù)庫服務器，數(shù)據(jù)庫服務器進行處理后，只將結果返回給用戶，從而顯著減少了數(shù)據(jù)傳輸量數(shù)據(jù)庫更加開放客戶與服務器一般都能在多種不同的硬件和軟件平臺上運行可以使用不同廠商的數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)工具應用程序具有更強的可移植性，同時也可以減少軟件維護開銷客戶／服務器結構的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（續(xù)）缺點在集中的服務器結構中，一個數(shù)據(jù)庫服務器要為眾多的客戶服務，往往容易成為瓶頸，制約系統(tǒng)的性能（與主從式結構相似）在分布的服務器結構中數(shù)據(jù)分布在不同的服務器給數(shù)據(jù)的處理、管理與維護帶來困難（與分布式結構相似）第1章緒論1.1引言1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.5數(shù)據(jù)庫工程與應用1.6小結1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與組成1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程1.4.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與組成1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程1.4.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與組成1.數(shù)據(jù)定義2.數(shù)據(jù)操縱3.數(shù)據(jù)庫運行管理4.數(shù)據(jù)組織、存儲和管理5.數(shù)據(jù)庫的建立和維護6.數(shù)據(jù)通信接口1.數(shù)據(jù)定義定義構成數(shù)據(jù)庫結構的模式、存儲模式和外模式定義各個外模式與模式之間的映射定義模式與存儲模式之間的映射定義有關的約束條件2.數(shù)據(jù)操縱檢索插入修改刪除3.數(shù)據(jù)庫運行管理對數(shù)據(jù)庫的運行管理是DBMS運行時的核心部分，包括對數(shù)據(jù)庫進行并發(fā)控制、安全性檢查、完整性約束條件的檢查和執(zhí)行、數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部維護等。所有訪問數(shù)據(jù)庫的操作都要在這些控制程序的統(tǒng)一管理下進行，以保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、一致性以及多用戶對數(shù)據(jù)庫的并發(fā)使用。4.數(shù)據(jù)組織、存儲和管理數(shù)據(jù)庫中需要存放多種數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)字典、用戶數(shù)據(jù)、存取路徑等。DBMS負責分門別類地組織、存儲和管理這些數(shù)據(jù)，確定以何種文件結構和存取方式物理地組織這些數(shù)據(jù)，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，以便提高存儲空間利用率以及提高隨機查找、順序查找、增、刪、改等操作的時間效率。5.數(shù)據(jù)庫的建立和維護建立數(shù)據(jù)庫包括數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的輸入與數(shù)據(jù)轉換等。維護數(shù)據(jù)庫包括數(shù)據(jù)庫的轉儲與恢復、數(shù)據(jù)庫的重組織與重構造、性能的監(jiān)視與分析等。6.數(shù)據(jù)通信接口DBMS需要提供與其他軟件系統(tǒng)進行通信的功能DBMS組成數(shù)據(jù)定義的語言及其翻譯處理程序數(shù)據(jù)操縱語言及其編譯（或解釋）程序數(shù)據(jù)庫運行控制程序使用程序1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與組成1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程1.4.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程存取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)時，應用程序、DBMS、操作系統(tǒng)、硬件等幾個方面協(xié)同工作。這是一個較為復雜的過程，其中DBMS起關鍵作用1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程（續(xù)）應用程序（用戶）從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)的步驟：應用程序A向DBMS發(fā)出從數(shù)據(jù)庫讀數(shù)據(jù)記錄的命令DBMS對該命令進行語法檢查、語義檢查，并調(diào)用應用程序A對應的子模式，檢查A的存取權限，決定是否執(zhí)行該命令。如果拒絕執(zhí)行，則向用戶返回錯誤信息在決定執(zhí)行該命令后，DBMS調(diào)用模式，依據(jù)模式/模式映象的定義，確定應讀入模式中的哪些記錄1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程（續(xù)）DBMS調(diào)用物理模式，依據(jù)模式/物理模式映象的定義，決定應從哪個文件、用什么存取方式、讀入哪個或哪些物理記錄DBMS向操作系統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行讀取所需物理記錄的命令操作系統(tǒng)執(zhí)行讀數(shù)據(jù)的有關操作操作系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫的存儲區(qū)送至緩沖區(qū)1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程（續(xù)）DBMS依據(jù)子模式/模式映象的定義，導出應用程序A所要讀取的記錄格式DBMX將數(shù)據(jù)記錄從系統(tǒng)緩沖區(qū)傳送到應用程序A的用戶工作區(qū)DBMS向應用程序A返回命令執(zhí)行情況的狀態(tài)信息1.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能與組成1.4.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的工作過程1.4.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法1.4.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法N方案2N方案M＋N方案N＋1方案一、N方案DBMS與應用程序融合在一起，N個用戶的系統(tǒng)中只有N個進程。DBMS基本成分通常設計成可重入代碼用戶使用DBMS時，調(diào)用的DBMS模塊被加入到用戶進程中，借助于操作系統(tǒng)的調(diào)度完成對用戶程序的運行系統(tǒng)性能較差N方案（續(xù)）AP1DBMSAP2DBMSAP3DBMSU1U2OSSGA文件DB二、2N方案一個DBMS進程對應一個用戶進程，每個用戶進程均有一個影子進程（shadow）的dbms進程為之服務。系統(tǒng)中總進程數(shù)接近用戶進程的2倍系統(tǒng)還有若干個后臺進程負責讀寫數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控、寫日志等工作內(nèi)存需求大，通信開銷大，不適合大量用戶的聯(lián)機事務