《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》第5版-王珊-第1章

1、An Introduction to Database System數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論An Introduction to Database System 中國人民大學信息學院中國人民大學信息學院School of Information,Renmin University of China2014An Introduction to Database System教材及參考書（教材及參考書（1 1） 教材教材n王珊王珊,薩師煊薩師煊.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第5版）版） .北京北京:高等教高等教育出版社，育出版社，2014.9 nA First Course in Database S

2、ystems Jeffrey.D.Ullman, Jennifer Widom Dept. Of Computer Science Stanford University An Introduction to Database System教材及參考書（教材及參考書（2 2） 參考書參考書nC.J. Date, An Introduction to Database System (Ed.8), Addison-Wesley,2003 上機軟件上機軟件nKingBase ES 系統(tǒng)可以從系統(tǒng)可以從北京人大金倉信息技術(shù)股份有限公司北京人大金倉信息技術(shù)股份有限公司的網(wǎng)的網(wǎng)站站http:/ An I

3、ntroduction to Database System學習方式學習方式 聽課聽課 （啟發(fā)式、討論式）（啟發(fā)式、討論式） 讀書讀書 （預習、復習）（預習、復習） 報告報告 （綜合練習）（綜合練習）An Introduction to Database System考試成績考試成績v平時成績平時成績 （書面作業(yè)、上機練習、綜合練習）（書面作業(yè)、上機練習、綜合練習）v期中考試期中考試v期末考試期末考試An Introduction to Database System內(nèi)容安排（內(nèi)容安排（1） 基礎(chǔ)篇基礎(chǔ)篇n第第1章章 緒論緒論n第第2章章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫n第第3章章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言關(guān)

4、系數(shù)據(jù)庫標準語言SQLn第第4章章 數(shù)據(jù)庫安全性數(shù)據(jù)庫安全性n第第5章章 數(shù)據(jù)庫完整性數(shù)據(jù)庫完整性 設(shè)計與應用開發(fā)篇設(shè)計與應用開發(fā)篇n第第6章章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論關(guān)系數(shù)據(jù)理論n第第7章章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計n第第8章章 數(shù)據(jù)庫編程數(shù)據(jù)庫編程An Introduction to Database System內(nèi)容安排（內(nèi)容安排（2） 系統(tǒng)篇系統(tǒng)篇n第第9章章 關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化n第第10章章 數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù)數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù)n第第11章章 并發(fā)控制并發(fā)控制n* 第第12章章 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)第第1至第至第11章是本科專業(yè)的基本教程章是本科專業(yè)的基本教程（書中有（書

5、中有*號的部分除外）號的部分除外）第第12至第至第16章是新技術(shù)篇（本科生、研究生選讀）章是新技術(shù)篇（本科生、研究生選讀）An Introduction to Database System數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論第一章第一章 緒論緒論An Introduction to Database System第一章第一章 緒論緒論1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.5 小結(jié)小結(jié)An Introduction to Database System數(shù)據(jù)庫的地位數(shù)據(jù)庫的地位v數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)

6、管理的有效技數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)管理的有效技術(shù)，是計算機科學的重要分支。術(shù)，是計算機科學的重要分支。v數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)極大數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，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。地促進了計算機應用向各行各業(yè)的滲透。v數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為每個人生活中不可缺少的部分數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為每個人生活中不可缺少的部分。An Introduction to Database System1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 1.1.1 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的4個基本概念個基本概念 1.1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展 1.1.3 數(shù)據(jù)

7、庫系統(tǒng)的特點數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點 An Introduction to Database System1.1.1 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的4個基本概念個基本概念v數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)（Data）v數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)庫（Database）v數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）v數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）An Introduction to Database System1. 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)v數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)（Data）是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象）是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象v數(shù)據(jù)的定義數(shù)據(jù)的定義n描述事物的符號記錄描述事物的符號記錄v數(shù)據(jù)的種類數(shù)據(jù)的種類n數(shù)字、文字、圖形、圖像、音頻、視頻、學生的檔數(shù)字、文字、圖形、圖像、音頻、視頻、

8、學生的檔案記錄等案記錄等An Introduction to Database System數(shù)據(jù)舉例數(shù)據(jù)舉例v數(shù)據(jù)的含義稱為數(shù)據(jù)的語義，數(shù)據(jù)與其語義是不數(shù)據(jù)的含義稱為數(shù)據(jù)的語義，數(shù)據(jù)與其語義是不可分的可分的。n例如例如 93是一個數(shù)據(jù)是一個數(shù)據(jù)語義語義1：學生某門課的成績：學生某門課的成績語義語義2：某人的體重：某人的體重語義語義3：計算機系：計算機系2013級學生人數(shù)級學生人數(shù)語義語義4：請同學給出：請同學給出An Introduction to Database System數(shù)據(jù)舉例數(shù)據(jù)舉例v學生檔案中的學生記錄學生檔案中的學生記錄（李明，男，（李明，男，199505，江蘇南京市，計算機系

9、，江蘇南京市，計算機系，2013）n語義：學生姓名、性別、出生年月、出生地、所在院語義：學生姓名、性別、出生年月、出生地、所在院系、入學時間系、入學時間n解釋：李明是個大學生，解釋：李明是個大學生，1995年年5月出生，江蘇南京市月出生，江蘇南京市人，人， 2013年考入計算機系年考入計算機系A(chǔ)n Introduction to Database System2. 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫v數(shù)據(jù)庫的定義數(shù)據(jù)庫的定義n數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)庫（Database，簡稱，簡稱DB）是）是長期儲存長期儲存在計算機在計算機內(nèi)、內(nèi)、有組織有組織的、的、可共享可共享的的大量大量數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)的集合。v數(shù)據(jù)庫的基本特征數(shù)據(jù)庫的基

10、本特征n數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存n可為各種用戶共享可為各種用戶共享n冗余度較小冗余度較小n數(shù)據(jù)獨立性較高數(shù)據(jù)獨立性較高n易擴展易擴展An Introduction to Database System3. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)v什么是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)n位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件n是基礎(chǔ)軟件，是一個大型復雜的軟件系統(tǒng)是基礎(chǔ)軟件，是一個大型復雜的軟件系統(tǒng) v數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的用途數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的用途n科學地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護數(shù)據(jù)科學地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取

11、和維護數(shù)據(jù)An Introduction to Database System硬件平臺硬件平臺基礎(chǔ)軟件平臺基礎(chǔ)軟件平臺軟件基礎(chǔ)構(gòu)架平臺軟件基礎(chǔ)構(gòu)架平臺應用軟件平臺應用軟件平臺軟件產(chǎn)品軟件產(chǎn)品協(xié)同軟件協(xié)同軟件辦公軟件辦公軟件 中間件中間件 應用服務器應用服務器數(shù)據(jù)庫在計算機系統(tǒng)中的位置數(shù)據(jù)庫在計算機系統(tǒng)中的位置An Introduction to Database System數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能n數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)定義功能l提供數(shù)據(jù)定義語言（提供數(shù)據(jù)定義語言（DDL）l定義數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象定義數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象n數(shù)據(jù)組織、存儲和管理數(shù)據(jù)組織、存儲和管理l分類組織、存

12、儲和管理各種數(shù)據(jù)分類組織、存儲和管理各種數(shù)據(jù)l確定組織數(shù)據(jù)的文件結(jié)構(gòu)和存取方式確定組織數(shù)據(jù)的文件結(jié)構(gòu)和存取方式l實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系l提供多種存取方法提高存取效率提供多種存取方法提高存取效率An Introduction to Database System數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能n數(shù)據(jù)操縱功能數(shù)據(jù)操縱功能l提供數(shù)據(jù)操縱語言（提供數(shù)據(jù)操縱語言（DML）l實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的基本操作實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的基本操作 （查詢、插入、刪除和修改）（查詢、插入、刪除和修改）n數(shù)據(jù)庫的事務管理和運行管理數(shù)據(jù)庫的事務管理和運行管理l數(shù)據(jù)庫在建立、運行和維護時由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管數(shù)

13、據(jù)庫在建立、運行和維護時由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制理和控制l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l發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復An Introduction to Database System數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能n數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能l數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的裝載和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的裝載和轉(zhuǎn)換l數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲、恢復功能數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲、恢復功能l數(shù)據(jù)庫的重組織數(shù)據(jù)庫的重組織l性能監(jiān)視、分析等性能監(jiān)視、分析等n其它功能其它功能l數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與網(wǎng)絡中其它軟件系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與

14、網(wǎng)絡中其它軟件系統(tǒng)的通信l數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換l異構(gòu)數(shù)據(jù)庫之間的互訪和互操作異構(gòu)數(shù)據(jù)庫之間的互訪和互操作An Introduction to Database System4.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)v數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Database System，簡稱，簡稱DBS）v數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成n數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫n數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其應用開發(fā)工具）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其應用開發(fā)工具）n應用程序應用程序n數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員 An Introduction to Database System 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 應用系統(tǒng)應用系統(tǒng)應用開發(fā)工具應用開發(fā)工

15、具 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員用戶用戶用戶用戶用戶用戶 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)An Introduction to Database System1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 1.1.1 四個基本概念四個基本概念 1.1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展 1.1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點 An Introduction to Database System數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展v什么是數(shù)據(jù)管理什么是數(shù)據(jù)管理n對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編碼、存儲、

16、檢索和維護n數(shù)據(jù)處理的中心問題數(shù)據(jù)處理的中心問題v數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程n人工管理階段（人工管理階段（20世紀世紀50年代中之前）年代中之前）n文件系統(tǒng)階段（文件系統(tǒng)階段（20世紀世紀50年代末年代末-60年代中）年代中）n數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（20世紀世紀60年代末年代末-現(xiàn)在）現(xiàn)在）An Introduction to Database System數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展（續(xù)）數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展（續(xù)）v數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展動力數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展動力n應用需求的推動應用需求的推動n計算機硬件的發(fā)展計算機硬件的發(fā)展n計算機軟件的發(fā)展計算機軟件的發(fā)展An I

17、ntroduction to Database System1. 人工管理階段人工管理階段v時期時期n20世紀世紀50年代中之前年代中之前v產(chǎn)生的背景產(chǎn)生的背景n應用背景應用背景科學計算科學計算n硬件背景硬件背景無直接存取存儲設(shè)備無直接存取存儲設(shè)備n軟件背景軟件背景沒有操作系統(tǒng)沒有操作系統(tǒng)n處理方式處理方式批處理批處理An Introduction to Database System人工管理階段（續(xù)）人工管理階段（續(xù)）v特點特點n數(shù)據(jù)的管理者：用戶（程序員），數(shù)據(jù)不保存數(shù)據(jù)的管理者：用戶（程序員），數(shù)據(jù)不保存n數(shù)據(jù)面向的對象：某一應用程序數(shù)據(jù)面向的對象：某一應用程序 n數(shù)據(jù)的共享程度：無共享

18、、冗余度極大數(shù)據(jù)的共享程度：無共享、冗余度極大n數(shù)據(jù)的獨立性：不獨立，完全依賴于程序數(shù)據(jù)的獨立性：不獨立，完全依賴于程序n數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無結(jié)構(gòu)n數(shù)據(jù)控制能力：應用程序自己控制數(shù)據(jù)控制能力：應用程序自己控制An Introduction to Database System應用程序與數(shù)據(jù)的對應關(guān)系（人工管理階段）應用程序與數(shù)據(jù)的對應關(guān)系（人工管理階段） 應用程序應用程序1數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集1應用程序應用程序2數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集2應用程序應用程序n數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集n.人工管理階段人工管理階段 應用程序與數(shù)據(jù)之間的對應關(guān)系應用程序與數(shù)據(jù)之間的對應關(guān)系 An Introduction to Dat

19、abase System2. 文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段v時期時期n20世紀世紀50年代末年代末-60年代中年代中v產(chǎn)生的背景產(chǎn)生的背景n應用背景應用背景科學計算、數(shù)據(jù)管理科學計算、數(shù)據(jù)管理n硬件背景硬件背景磁盤、磁鼓磁盤、磁鼓n軟件背景軟件背景有文件系統(tǒng)有文件系統(tǒng)n處理方式處理方式聯(lián)機實時處理、批處理聯(lián)機實時處理、批處理An Introduction to Database System文件系統(tǒng)階段（續(xù)）文件系統(tǒng)階段（續(xù)）v 特點特點n 數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長期保存數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長期保存n 數(shù)據(jù)面向的對象：某一應用數(shù)據(jù)面向的對象：某一應用 n 數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差

20、、冗余度大數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、冗余度大n 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無結(jié)構(gòu)n 數(shù)據(jù)的獨立性：獨立性差數(shù)據(jù)的獨立性：獨立性差n 數(shù)據(jù)控制能力：應用程序自己控制數(shù)據(jù)控制能力：應用程序自己控制An Introduction to Database System應用程序與數(shù)據(jù)的對應關(guān)系（文件系統(tǒng)階段）應用程序與數(shù)據(jù)的對應關(guān)系（文件系統(tǒng)階段）應用程序應用程序文件文件應用程序應用程序文件文件2應用程序應用程序文件文件n存取存取方法方法.文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段 應用程序與數(shù)據(jù)之間的對應關(guān)系應用程序與數(shù)據(jù)之間的對應關(guān)系 An Introduction to

21、Database System3. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段v時期時期n20世紀世紀60年代末以來年代末以來v產(chǎn)生的背景產(chǎn)生的背景n應用背景應用背景大規(guī)模數(shù)據(jù)管理大規(guī)模數(shù)據(jù)管理n硬件背景硬件背景大容量磁盤、磁盤陣列大容量磁盤、磁盤陣列n軟件背景軟件背景有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)n處理方式處理方式聯(lián)機實時處理聯(lián)機實時處理,分布處理分布處理,批處理批處理v文件系統(tǒng)到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，標志著數(shù)據(jù)管理技術(shù)的飛躍文件系統(tǒng)到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，標志著數(shù)據(jù)管理技術(shù)的飛躍An Introduction to Database System1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 1.1.1 四個基本概念四個基本概念

22、1.1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展 1.1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點 An Introduction to Database System一個例子一個例子v 學生的信息包括學號、姓名、性別、年齡、專業(yè)和獎勵學生的信息包括學號、姓名、性別、年齡、專業(yè)和獎勵n用文件系統(tǒng)實現(xiàn)學籍管理用文件系統(tǒng)實現(xiàn)學籍管理l數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲定長記錄定長記錄 存儲在存儲在“學生基本信息學生基本信息”文件中文件中變長記錄變長記錄 存放在另一個存放在另一個”獎勵獎勵”文件文件“學生基本信息學生基本信息”表中的表中的位置和長度描述位置和長度描述“獎勵獎勵”文件中記錄的開始位置和長度文件中

23、記錄的開始位置和長度l查詢數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)編寫應用程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入和查找編寫應用程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入和查找n缺點：缺點：程序員程序員必須必須關(guān)注記錄結(jié)構(gòu)和不同文件中記錄之關(guān)注記錄結(jié)構(gòu)和不同文件中記錄之間的聯(lián)系，工作量大，編程復雜，開發(fā)速度慢間的聯(lián)系，工作量大，編程復雜，開發(fā)速度慢An Introduction to Database System一個例子（續(xù)）一個例子（續(xù)）獎勵獎勵2011校獎學金，校獎學金，2012國家獎學金國家獎學金2012校優(yōu)秀學生校優(yōu)秀學生“獎勵獎勵”文件的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容文件的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容學號學號姓名姓名性別性別年齡年齡專業(yè)專業(yè)位置位置長度長度20100001 史玉明史玉明女

24、女20計算機計算機03020100100 李明虎李明虎男男21機械機械301520100234張翔張翔男男21化工化工450“學生基本信息學生基本信息”文件的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容文件的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容An Introduction to Database System一個例子（續(xù)）一個例子（續(xù)）n數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理l存儲數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)建立兩張表建立兩張表: STUDENT表表-存放學生的基本信息，存放學生的基本信息， AWARD表表-存放學生的獎勵情況存放學生的獎勵情況使用使用兩條插入命令兩條插入命令 完成完成學生基本信息和獎勵情況學生基本信息和獎勵情況的的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)錄入功能錄入功能l查詢功能查詢功能

25、可以用一條查詢語句實現(xiàn)可以用一條查詢語句實現(xiàn)An Introduction to Database System1.1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點v數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化v數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低且易擴充數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低且易擴充v數(shù)據(jù)獨立性高數(shù)據(jù)獨立性高v數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制An Introduction to Database System數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化v數(shù)據(jù)的整體結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的整體結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一 v整體結(jié)構(gòu)化整體結(jié)構(gòu)化n不再僅僅針對某一個應用，而是面向全組織不再僅僅針對某一個應用，而是面

26、向全組織n不僅數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)化，整體是結(jié)構(gòu)化的，數(shù)據(jù)之間具不僅數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)化，整體是結(jié)構(gòu)化的，數(shù)據(jù)之間具有聯(lián)系有聯(lián)系n數(shù)據(jù)記錄可以數(shù)據(jù)記錄可以變長變長n數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)的用數(shù)據(jù)的用數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型描述，無需應用程序定義描述，無需應用程序定義An Introduction to Database System數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低且易擴充數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低且易擴充v數(shù)據(jù)面向整個系統(tǒng)，可以被多個用戶、多個應數(shù)據(jù)面向整個系統(tǒng)，可以被多個用戶、多個應用共享使用。用共享使用。v數(shù)據(jù)共享的好處數(shù)據(jù)共享的好處n減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲空間減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲空間

27、n避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性 n使系統(tǒng)易于擴充使系統(tǒng)易于擴充An Introduction to Database System數(shù)據(jù)獨立性高數(shù)據(jù)獨立性高v物理獨立性物理獨立性n指用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的物理存儲是相互指用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的物理存儲是相互獨立的。當數(shù)據(jù)的物理存儲改變了，應用程序不用改獨立的。當數(shù)據(jù)的物理存儲改變了，應用程序不用改變。變。v邏輯獨立性邏輯獨立性n指用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨立的。指用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨立的。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，應用程序不用改變。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，應用程序不用

28、改變。 v數(shù)據(jù)獨立性由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的二級映像功能來數(shù)據(jù)獨立性由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的二級映像功能來保證。保證。An Introduction to Database System數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制v數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)控制功能數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)控制功能（1）數(shù)據(jù)的安全性（）數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護）保護保護數(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。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。（2）數(shù)據(jù)的完整性（）數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查）檢查保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性

29、。（3）并發(fā)（）并發(fā)（Concurrency）控制）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(jié)果。錯誤的結(jié)果。（4）數(shù)據(jù)庫恢復（）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)。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)。An Introduction to Database System應用程序與數(shù)據(jù)的對應關(guān)系（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段）應用程序與數(shù)據(jù)的對應關(guān)系（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段）數(shù)據(jù)庫管數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)理系統(tǒng)應用程序應用程序1應用程序應用程序2數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 應用程序與數(shù)據(jù)之間的

30、對應關(guān)系應用程序與數(shù)據(jù)之間的對應關(guān)系 An Introduction to Database System數(shù)據(jù)庫概念小結(jié)數(shù)據(jù)庫概念小結(jié)v 數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)有組織的大量的共享的數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)有組織的大量的共享的數(shù)據(jù)集合。合。v 可以供各種用戶共享，具有最小冗余度和較高的數(shù)據(jù)獨立性?？梢怨└鞣N用戶共享，具有最小冗余度和較高的數(shù)據(jù)獨立性。v 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫建立、運用和維護時對數(shù)據(jù)庫進行在數(shù)據(jù)庫建立、運用和維護時對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的完整性、安全性，并在多用戶同時統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的完整性、安全性，并在多用戶同時使用數(shù)據(jù)庫時進行并發(fā)控制，

31、在發(fā)生故障后對數(shù)據(jù)庫進行恢使用數(shù)據(jù)庫時進行并發(fā)控制，在發(fā)生故障后對數(shù)據(jù)庫進行恢復。復。An Introduction to Database System第一章第一章 緒論緒論1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.5 小結(jié)小結(jié)An Introduction to Database System1.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型v數(shù)據(jù)模型是對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象。數(shù)據(jù)模型是對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象。v通俗地講數(shù)據(jù)模型就是通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實世界的模擬現(xiàn)實世界的模擬。v數(shù)據(jù)模型應滿足三方面要求數(shù)據(jù)

32、模型應滿足三方面要求n能比較能比較真實真實地模擬現(xiàn)實世界地模擬現(xiàn)實世界n容易容易為人所為人所理解理解n便于在計算機上便于在計算機上實現(xiàn)實現(xiàn)v數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)核心和基礎(chǔ)An Introduction to Database System 1.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 1.2.1 兩類數(shù)據(jù)模型兩類數(shù)據(jù)模型 1.2.2 概念模型概念模型 1.2.3 數(shù)據(jù)模型的組成要素數(shù)據(jù)模型的組成要素 1.2.4 常用的數(shù)據(jù)模型常用的數(shù)據(jù)模型 1.2.5 層次模型層次模型 1.2.6 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型 1.2.7 關(guān)系模型關(guān)系模型An Introduction to Databas

33、e System 1.2.1 兩類數(shù)據(jù)模型兩類數(shù)據(jù)模型v 數(shù)據(jù)模型分為兩類（兩個不同的層次）數(shù)據(jù)模型分為兩類（兩個不同的層次）（1） 概念模型概念模型 也稱信息模型，它是按用戶的觀點來對數(shù)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，用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計。據(jù)和信息建模，用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計。 （2） 邏輯模型和物理模型邏輯模型和物理模型 n邏輯模型主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο髷?shù)邏輯模型主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型、對象關(guān)系數(shù)據(jù)模型、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型等。按計算機系據(jù)模型、對象關(guān)系數(shù)據(jù)模型、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型等。按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模，用于統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模

34、，用于DBMS實現(xiàn)。實現(xiàn)。n物理模型是對數(shù)據(jù)最底層的抽象，描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的表示方物理模型是對數(shù)據(jù)最底層的抽象，描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的表示方式和存取方法，在磁盤或磁帶上的存儲方式和存取方法。式和存取方法，在磁盤或磁帶上的存儲方式和存取方法。An Introduction to Database System兩類數(shù)據(jù)模型（續(xù)）兩類數(shù)據(jù)模型（續(xù)）v客觀對象的抽象過程客觀對象的抽象過程-兩步抽象兩步抽象n現(xiàn)實世界中的客觀對象抽象為概念模型；現(xiàn)實世界中的客觀對象抽象為概念模型；l將現(xiàn)實世界抽象為信息世界將現(xiàn)實世界抽象為信息世界n把概念模型轉(zhuǎn)換為某一數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模把概念模型轉(zhuǎn)換為某一數(shù)據(jù)庫管

35、理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型。型。l將信息世界轉(zhuǎn)換為機器世界將信息世界轉(zhuǎn)換為機器世界An Introduction to Database System兩類數(shù)據(jù)模型（續(xù)）兩類數(shù)據(jù)模型（續(xù)）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型概念模型概念模型認識認識抽象抽象信息世界信息世界機器世界機器世界現(xiàn)實世界中客觀對象的抽象過程現(xiàn)實世界中客觀對象的抽象過程現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界 概念模型概念模型數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員完成邏輯模型邏輯模型 物理模型物理模型由由DBMS完成完成概念模型概念模型 邏輯模型邏輯模型數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計工具協(xié)助完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計工具協(xié)助完成An

36、Introduction to Database System 1.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 1.2.1 兩大類數(shù)據(jù)模型兩大類數(shù)據(jù)模型 1.2.2 概念模型概念模型 1.2.3 數(shù)據(jù)模型的組成要素數(shù)據(jù)模型的組成要素 1.2.4 最常用的數(shù)據(jù)模型最常用的數(shù)據(jù)模型 1.2.5 層次模型層次模型 1.2.6 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型 1.2.7 關(guān)系模型關(guān)系模型An Introduction to Database System1.2.2 概念模型概念模型v概念模型的用途概念模型的用途n概念模型用于信息世界的建模概念模型用于信息世界的建模n是現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次是現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次n是

37、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的有力工具是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的有力工具n數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員和用戶之間進行交流的語言數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員和用戶之間進行交流的語言v對概念模型的基本要求對概念模型的基本要求n較強的語義表達能力較強的語義表達能力n簡單、清晰、易于用戶理解簡單、清晰、易于用戶理解An Introduction to Database System 1.2.2 概念模型概念模型1. 信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念2. 概念模型的一種表示方法：實體概念模型的一種表示方法：實體-聯(lián)系方法聯(lián)系方法An Introduction to Database System1. 信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念（1）實體（

38、）實體（Entity） 客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體?？陀^存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體?？梢允蔷唧w的人、事、物或抽象的概念?？梢允蔷唧w的人、事、物或抽象的概念。（2）屬性（）屬性（Attribute） 實體所具有的某一特性稱為屬性。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。一個實體可以由若干個屬性來刻畫。 （3）碼（）碼（Key） 唯一標識實體的屬性集稱為碼。唯一標識實體的屬性集稱為碼。An Introduction to Database System信息世界中的基本概念（續(xù)）信息世界中的基本概念（續(xù)）（4）實體型（）實體型（Entity Type） 用實體名及其

39、屬性名集合來抽象和刻畫同類實體稱為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實體型（5）實體集（）實體集（Entity Set） 同一類型實體的集合稱為實體集同一類型實體的集合稱為實體集An Introduction to Database System信息世界中的基本概念（續(xù)）信息世界中的基本概念（續(xù)）（6）聯(lián)系（）聯(lián)系（Relationship） n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（型）內(nèi)部的聯(lián)系和實體（型）之間的聯(lián)中反映為實體（型）內(nèi)部的聯(lián)系和實體（型）之間的聯(lián)系。系。n實體內(nèi)部的聯(lián)系實體內(nèi)部的聯(lián)系通常是

40、指組成實體的各屬性之間的聯(lián)系通常是指組成實體的各屬性之間的聯(lián)系n實體之間的聯(lián)系實體之間的聯(lián)系通常是指不同實體集之間的聯(lián)系通常是指不同實體集之間的聯(lián)系n實體之間的聯(lián)系有實體之間的聯(lián)系有一對一一對一、一對多一對多和和多對多多對多等多種類型等多種類型An Introduction to Database System實體實體-聯(lián)系方法聯(lián)系方法v實體實體-聯(lián)系方法（聯(lián)系方法（Entity-Relationship Approach）n用用E-R圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型nE-R方法也稱為方法也稱為E-R模型模型An Introduction to Database Syste

41、m 1.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 1.2.1 兩大類數(shù)據(jù)模型兩大類數(shù)據(jù)模型 1.2.2 概念模型概念模型 1.2.3 數(shù)據(jù)模型的組成要素數(shù)據(jù)模型的組成要素 1.2.4 最常用的數(shù)據(jù)模型最常用的數(shù)據(jù)模型 1.2.5 層次模型層次模型 1.2.6 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型 1.2.7 關(guān)系模型關(guān)系模型An Introduction to Database System 1.2.3 數(shù)據(jù)模型的組成要素數(shù)據(jù)模型的組成要素v數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) v數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作 v數(shù)據(jù)的完整性約束條件數(shù)據(jù)的完整性約束條件An Introduction to Database System 1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)v數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)

42、據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n描述數(shù)據(jù)庫的組成對象，以及對象之間的聯(lián)系描述數(shù)據(jù)庫的組成對象，以及對象之間的聯(lián)系v描述的內(nèi)容描述的內(nèi)容1. 與對象的類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)與對象的類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)2. 與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)v數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述An Introduction to Database System 2. 數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作 v數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作n對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實例（值）允許執(zhí)行的對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實例（值）允許執(zhí)行的 操作的集合，操作的集合，包括包括操作操作及有關(guān)的及有關(guān)的操作規(guī)則操作規(guī)則v數(shù)據(jù)操作的類型數(shù)據(jù)操作的類型n查

43、詢查詢n更新（包括插入、刪除、修改）更新（包括插入、刪除、修改）An Introduction to Database System數(shù)據(jù)操作（續(xù)）數(shù)據(jù)操作（續(xù)） v數(shù)據(jù)模型對操作的定義數(shù)據(jù)模型對操作的定義n操作的確切含義操作的確切含義n操作符號操作符號n操作規(guī)則（如優(yōu)先級）操作規(guī)則（如優(yōu)先級）n實現(xiàn)操作的語言實現(xiàn)操作的語言v數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述An Introduction to Database System3. 數(shù)據(jù)的完整性約束條件數(shù)據(jù)的完整性約束條件 v數(shù)據(jù)的完整性約束條件數(shù)據(jù)的完整性約束條件n一組完整性規(guī)則的集合一組完整性規(guī)則的集合n完整性規(guī)則：

44、給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有完整性規(guī)則：給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則的制約和依存規(guī)則n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，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、有效和相容以保證數(shù)據(jù)的正確、有效和相容An Introduction to Database System數(shù)據(jù)的完整性約束條件（續(xù)）數(shù)據(jù)的完整性約束條件（續(xù)）v數(shù)據(jù)模型對完整性約束條件的定義數(shù)據(jù)模型對完整性約束條件的定義n反映和規(guī)定必須遵守的反映和規(guī)定必須遵守的基本的通用的基本的通用的完整性約束條件。完整性約束條件。n提供定義完整性約束條件的機制，以反映提供定義完整性約

45、束條件的機制，以反映具體應用具體應用所所涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定的語義約束條件。涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定的語義約束條件。An Introduction to Database System 1.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 1.2.1 兩大類數(shù)據(jù)模型兩大類數(shù)據(jù)模型 1.2.2 數(shù)據(jù)模型的組成要素數(shù)據(jù)模型的組成要素 1.2.3 概念模型概念模型 1.2.4 常用的數(shù)據(jù)模型常用的數(shù)據(jù)模型 1.2.5 層次模型層次模型 1.2.6 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型 1.2.7 關(guān)系模型關(guān)系模型An Introduction to Database System 1.2.4 常用的數(shù)據(jù)模型常用的數(shù)據(jù)模型v 層次模型（層次模型

46、（Hierarchical Model）v 網(wǎng)狀模型（網(wǎng)狀模型（Network Model）v 關(guān)系模型（關(guān)系模型（Relational Model)）v 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型（面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型（Object Oriented Data Model）v 對象關(guān)系數(shù)據(jù)模型（對象關(guān)系數(shù)據(jù)模型（Object Relational Data Model）v 半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型（半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型（Semistruture Data Model）An Introduction to Database System 1.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 1.2.1 兩大類數(shù)據(jù)模型兩大類數(shù)據(jù)模型 1.2.2 數(shù)據(jù)模型的組成要素

47、數(shù)據(jù)模型的組成要素 1.2.3 概念模型概念模型 1.2.4 常用的數(shù)據(jù)模型常用的數(shù)據(jù)模型 1.2.5 層次模型層次模型 1.2.6 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型 1.2.7 關(guān)系模型關(guān)系模型An Introduction to Database System1.2.5 層次模型層次模型v層次模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最早出現(xiàn)的數(shù)據(jù)模型層次模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最早出現(xiàn)的數(shù)據(jù)模型 v層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的典型代表是層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的典型代表是IBM公司的公司的IMS（Information Management System）數(shù)據(jù)庫）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理系統(tǒng)v層次模型用層次模型用樹形結(jié)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu)來表示各類實體以及實體間來表示各

48、類實體以及實體間的聯(lián)系的聯(lián)系 An Introduction to Database System1. 層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)v層次模型層次模型 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(jié)點沒有雙親結(jié)點，這個結(jié)點稱為根結(jié)點有且只有一個結(jié)點沒有雙親結(jié)點，這個結(jié)點稱為根結(jié)點2. 根以外的其它結(jié)點有且只有一個雙親結(jié)點根以外的其它結(jié)點有且只有一個雙親結(jié)點v層次模型中的幾個術(shù)語層次模型中的幾個術(shù)語n根結(jié)點，雙親結(jié)點，兄弟結(jié)點，葉結(jié)點根結(jié)點，雙親結(jié)點，兄弟結(jié)點，葉結(jié)點An Introduction to Database

49、System層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)） 1 1 根結(jié)點根結(jié)點 2 2 兄弟結(jié)點兄弟結(jié)點 3 3 葉結(jié)點葉結(jié)點 4 4 兄弟結(jié)點兄弟結(jié)點 5 5 葉結(jié)點葉結(jié)點 葉結(jié)點葉結(jié)點圖圖1.9 一個層次模型的示例一個層次模型的示例An Introduction to Database System層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）v層次模型的特點：層次模型的特點：n結(jié)點的雙親是唯一的結(jié)點的雙親是唯一的n只能直接處理一對多的實體聯(lián)系只能直接處理一對多的實體聯(lián)系n每個記錄類型可以定義一個排序字段，也稱為碼字段每個記錄類型可以定義一個排序字段，也稱為碼字段n任何記錄值只有按其

50、路徑查看時，才能顯出它的全部意義任何記錄值只有按其路徑查看時，才能顯出它的全部意義n沒有一個子女記錄值能夠脫離雙親記錄值而獨立存在沒有一個子女記錄值能夠脫離雙親記錄值而獨立存在An Introduction to Database System層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）圖圖1.10 教員學生層次數(shù)據(jù)庫模型教員學生層次數(shù)據(jù)庫模型 根結(jié)點根結(jié)點記錄型系的子女記錄型系的子女結(jié)點結(jié)點記錄型教員的雙記錄型教員的雙親結(jié)點親結(jié)點葉結(jié)點葉結(jié)點葉結(jié)點葉結(jié)點字段字段An Introduction to Database System層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）圖圖1.11

51、 教員學生層次數(shù)據(jù)庫的一個值教員學生層次數(shù)據(jù)庫的一個值 An Introduction to Database System2. 層次模型的數(shù)據(jù)操縱與完整性約束層次模型的數(shù)據(jù)操縱與完整性約束 v層次模型的數(shù)據(jù)操縱層次模型的數(shù)據(jù)操縱n查詢查詢n插入插入n刪除刪除n更新更新 An Introduction to Database System層次模型的完整性約束條件（續(xù)）層次模型的完整性約束條件（續(xù)）v層次模型的完整性約束條件層次模型的完整性約束條件 n無相應的雙親結(jié)點值就不能插入子女結(jié)點值無相應的雙親結(jié)點值就不能插入子女結(jié)點值n如果刪除雙親結(jié)點值，則相應的子女結(jié)點值也被同時如果刪除雙親結(jié)點值，則

52、相應的子女結(jié)點值也被同時刪除刪除n更新操作時，應更新所有相應記錄，以保證數(shù)據(jù)的一更新操作時，應更新所有相應記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性致性An Introduction to Database System3.層次模型的優(yōu)缺點層次模型的優(yōu)缺點v優(yōu)點優(yōu)點n層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較簡單清晰層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較簡單清晰 n查詢效率高，性能優(yōu)于關(guān)系模型，不低于網(wǎng)狀模型查詢效率高，性能優(yōu)于關(guān)系模型，不低于網(wǎng)狀模型n層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持v缺點缺點n結(jié)點之間的多對多聯(lián)系表示不自然結(jié)點之間的多對多聯(lián)系表示不自然n對插入和刪除操作的限制多，應用程序的編寫比較對插入和刪

53、除操作的限制多，應用程序的編寫比較復雜復雜 n查詢子女結(jié)點必須通過雙親結(jié)點查詢子女結(jié)點必須通過雙親結(jié)點n層次命令趨于程序化層次命令趨于程序化 An Introduction to Database System 1.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 1.2.1 兩大類數(shù)據(jù)模型兩大類數(shù)據(jù)模型 1.2.2 數(shù)據(jù)模型的組成要素數(shù)據(jù)模型的組成要素 1.2.3 概念模型概念模型 1.2.4 最常用的數(shù)據(jù)模型最常用的數(shù)據(jù)模型 1.2.5 層次模型層次模型 1.2.6 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型 1.2.7 關(guān)系模型關(guān)系模型An Introduction to Database System1.2.6 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型v網(wǎng)狀數(shù)據(jù)

54、庫系統(tǒng)采用網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型作為數(shù)據(jù)的組織方式作為數(shù)據(jù)的組織方式 v典型代表是典型代表是DBTG系統(tǒng)：系統(tǒng)：n亦稱亦稱CODASYL系統(tǒng)系統(tǒng)n20世紀世紀70年代由年代由DBTG提出的一個系統(tǒng)方案提出的一個系統(tǒng)方案v實際系統(tǒng)實際系統(tǒng)nCullinet Software公司的公司的 IDMSnUnivac公司的公司的 DMS1100nHoneywell公司的公司的IDS/2nHP公司的公司的IMAGEAn Introduction to Database System1. 網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)v網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合：滿足下面兩個條件

55、的基本層次聯(lián)系的集合：1. 允許一個以上的結(jié)點無雙親；允許一個以上的結(jié)點無雙親；2. 一個結(jié)點可以有多于一個的雙親。一個結(jié)點可以有多于一個的雙親。An Introduction to Database System網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）v表示方法（與層次數(shù)據(jù)模型相同）表示方法（與層次數(shù)據(jù)模型相同）實體型實體型：用記錄類型描述：用記錄類型描述 每個結(jié)點表示一個記錄類型（實體）每個結(jié)點表示一個記錄類型（實體）屬性屬性：用字段描述：用字段描述 每個記錄類型可包含若干個字段每個記錄類型可包含若干個字段聯(lián)系聯(lián)系：用結(jié)點之間的連線表示記錄類型（實體）之：用結(jié)點之間的連線表示記錄類

56、型（實體）之 間的間的一對多的父子聯(lián)系一對多的父子聯(lián)系A(chǔ)n Introduction to Database System網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）v網(wǎng)狀模型與層次模型的區(qū)別網(wǎng)狀模型與層次模型的區(qū)別n網(wǎng)狀模型允許多個結(jié)點沒有雙親結(jié)點網(wǎng)狀模型允許多個結(jié)點沒有雙親結(jié)點n網(wǎng)狀模型允許結(jié)點有多個雙親結(jié)點網(wǎng)狀模型允許結(jié)點有多個雙親結(jié)點n網(wǎng)狀模型允許兩個結(jié)點之間有多種聯(lián)系（復合聯(lián)系）網(wǎng)狀模型允許兩個結(jié)點之間有多種聯(lián)系（復合聯(lián)系）n網(wǎng)狀模型可以更直接地描述現(xiàn)實世界網(wǎng)狀模型可以更直接地描述現(xiàn)實世界n層次模型實際上是網(wǎng)狀模型的一個特例層次模型實際上是網(wǎng)狀模型的一個特例An Introduc

57、tion to Database System網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）v網(wǎng)狀模型中子女結(jié)點與雙親結(jié)點的聯(lián)系可以不唯一網(wǎng)狀模型中子女結(jié)點與雙親結(jié)點的聯(lián)系可以不唯一要為每個聯(lián)系命名，并指出與該聯(lián)系有關(guān)的雙親記錄和子要為每個聯(lián)系命名，并指出與該聯(lián)系有關(guān)的雙親記錄和子女記錄女記錄 R1與與R3之間之間的聯(lián)系的聯(lián)系L1R2與與R3之之間的聯(lián)間的聯(lián)系系L2 網(wǎng)狀模型的例子網(wǎng)狀模型的例子 An Introduction to Database System網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）多對多聯(lián)系在網(wǎng)狀模型中的表示多對多聯(lián)系在網(wǎng)狀模型中的表示n用網(wǎng)狀模型用網(wǎng)狀模型間接

58、間接表示多對多聯(lián)系表示多對多聯(lián)系n方法：方法： 將多對多聯(lián)系將多對多聯(lián)系直接直接分解成一對多聯(lián)系分解成一對多聯(lián)系A(chǔ)n Introduction to Database System網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）例如：一個學生可以選修若干門課程，某一課程可以被例如：一個學生可以選修若干門課程，某一課程可以被多個學生選修，學生與課程之間是多對多聯(lián)系多個學生選修，學生與課程之間是多對多聯(lián)系 n引進一個學生選課的聯(lián)結(jié)記錄，由引進一個學生選課的聯(lián)結(jié)記錄，由3個數(shù)據(jù)項組成個數(shù)據(jù)項組成l學號學號l課程號課程號l成績成績l表示某個學生選修某一門課程及其成績表示某個學生選修某一門課程及其成績

59、An Introduction to Database System網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）圖圖1.13 學生學生/選課選課/課程的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型課程的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型 An Introduction to Database System2. 網(wǎng)狀模型的操縱與完整性約束網(wǎng)狀模型的操縱與完整性約束v網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（如網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（如DBTG）對數(shù)據(jù)操縱加）對數(shù)據(jù)操縱加 了一些限制，提供了一定的完整性約束了一些限制，提供了一定的完整性約束n碼：唯一標識記錄的數(shù)據(jù)項的集合碼：唯一標識記錄的數(shù)據(jù)項的集合 n一個聯(lián)系中雙親記錄與子女記錄之間是一對多聯(lián)系一個聯(lián)系中雙親記錄與子女記錄之間

60、是一對多聯(lián)系n支持雙親記錄和子女記錄之間某些約束條件支持雙親記錄和子女記錄之間某些約束條件 An Introduction to Database System3. 網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點v優(yōu)點優(yōu)點n能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結(jié)點可以有多能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結(jié)點可以有多個雙親個雙親n具有良好的性能，存取效率較高具有良好的性能，存取效率較高v缺點缺點n結(jié)構(gòu)比較復雜，而且隨著應用環(huán)境的擴大，數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)比較復雜，而且隨著應用環(huán)境的擴大，數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)就變得越來越復雜，不利于最終用戶掌握結(jié)構(gòu)就變得越來越復雜，不利于最終用戶掌握nDDL、DML語言復雜，用戶不容易使用語言