第2章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1、2.1 2.1 數(shù)據(jù)模型的概念數(shù)據(jù)模型的概念2.2 2.2 概念層數(shù)據(jù)模型概念層數(shù)據(jù)模型 2.3 2.3 組織層數(shù)據(jù)模型組織層數(shù)據(jù)模型 2.4 2.4 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)完整性約束關(guān)系模型的數(shù)據(jù)完整性約束2.5 2.5 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) 2022年3月7日星期一1現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)是散亂無章的，散亂的數(shù)現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)是散亂無章的，散亂的數(shù)據(jù)不利于人們對其進(jìn)行有效的管理和處理據(jù)不利于人們對其進(jìn)行有效的管理和處理。因此，必須把現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)按照一定的因此，必須把現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)按照一定的格式組織起來，以方便對其進(jìn)行操作和使格式組織起來，以方便對其進(jìn)行操作和使用。用。在用數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理數(shù)據(jù)時(shí)，

2、數(shù)據(jù)被按照在用數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)被按照一定的格式組織起來，比如二維表結(jié)構(gòu)，一定的格式組織起來，比如二維表結(jié)構(gòu)，以使數(shù)據(jù)能夠被更高效地管理和處理。以使數(shù)據(jù)能夠被更高效地管理和處理。2022年3月7日星期一2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是我們要處理的信息，是我們要處理的信息，數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型是是數(shù)據(jù)的組織方式。數(shù)據(jù)的組織方式。將從數(shù)據(jù)中獲得的有意義的內(nèi)容稱為將從數(shù)據(jù)中獲得的有意義的內(nèi)容稱為信信息息。數(shù)據(jù)是信息存在的一種形式，只有通過數(shù)據(jù)是信息存在的一種形式，只有通過解釋或處理才能成為有用的信息。解釋或處理才能成為有用的信息。2022年3月7日星期一3數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：（張三，（張三，99121019912101，男

3、，男，19811981，計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)系，應(yīng)用軟件）系，應(yīng)用軟件）解釋：解釋：張三是張三是99121019912101班的男生，班的男生，19811981年出年出生，計(jì)算機(jī)系應(yīng)用軟件專業(yè)。生，計(jì)算機(jī)系應(yīng)用軟件專業(yè)。數(shù)據(jù)信息解釋2022年3月7日星期一4數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)學(xué)生的學(xué)號、姓名、性別、出生日期學(xué)生的學(xué)號、姓名、性別、出生日期數(shù)據(jù)間的數(shù)據(jù)間的聯(lián)系聯(lián)系學(xué)生選課中的學(xué)號與學(xué)生基本信息中學(xué)生選課中的學(xué)號與學(xué)生基本信息中的學(xué)號的學(xué)號數(shù)據(jù)取值范圍數(shù)據(jù)取值范圍約束約束考試成績在考試成績在0 0100100分之間分之間2022年3月7日星期一5指對數(shù)據(jù)可以進(jìn)行的操作以及操作規(guī)指對數(shù)據(jù)可以進(jìn)行

4、的操作以及操作規(guī)則。則。對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的操作主要有對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的操作主要有查詢數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)更改數(shù)據(jù)：插入、刪除和更新更改數(shù)據(jù)：插入、刪除和更新一般將對數(shù)據(jù)的靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特征一般將對數(shù)據(jù)的靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特征的描述稱為的描述稱為數(shù)據(jù)模型三要素，數(shù)據(jù)模型三要素，即在描即在描述數(shù)據(jù)時(shí)要包括數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)、數(shù)述數(shù)據(jù)時(shí)要包括數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)的約束條件（這兩個(gè)屬于靜態(tài)特征）據(jù)的約束條件（這兩個(gè)屬于靜態(tài)特征）和定義在數(shù)據(jù)上的操作（這兩個(gè)屬于和定義在數(shù)據(jù)上的操作（這兩個(gè)屬于動(dòng)態(tài)特征）三個(gè)方面。動(dòng)態(tài)特征）三個(gè)方面。2022年3月7日星期一6對于模型，人們并不陌生。對于模型，人們并不陌生。建筑模型建筑模型 飛機(jī)

5、模型飛機(jī)模型計(jì)算機(jī)中的模型是對事物、對象、過程計(jì)算機(jī)中的模型是對事物、對象、過程等客觀系統(tǒng)中感興趣的內(nèi)容的模擬和抽等客觀系統(tǒng)中感興趣的內(nèi)容的模擬和抽象表達(dá)，是理解系統(tǒng)的思維工具象表達(dá)，是理解系統(tǒng)的思維工具數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型(data model)(data model)也是一種模型，也是一種模型，它是對現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象它是對現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。2022年3月7日星期一7數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是基于某種數(shù)據(jù)模型對數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是基于某種數(shù)據(jù)模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行組織的，因此，了解數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行組織的，因此，了解數(shù)據(jù)模型的基本概念是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫知識的基礎(chǔ)。的基本概念是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫知識的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)模型即要面向

6、現(xiàn)實(shí)世界，又要面向數(shù)據(jù)模型即要面向現(xiàn)實(shí)世界，又要面向機(jī)器世界，因此需滿足機(jī)器世界，因此需滿足三個(gè)要求三個(gè)要求: :能夠真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界能夠真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界; ;容易被人們理解容易被人們理解; ;能夠方便地在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。能夠方便地在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。2022年3月7日星期一8數(shù)據(jù)模型實(shí)際上是模型化數(shù)據(jù)和信息數(shù)據(jù)模型實(shí)際上是模型化數(shù)據(jù)和信息的工具。根據(jù)模型應(yīng)用的不同目的，的工具。根據(jù)模型應(yīng)用的不同目的，可以將模型分為兩大類：可以將模型分為兩大類：概念層數(shù)據(jù)模型概念層數(shù)據(jù)模型（概念模型），從數(shù)（概念模型），從數(shù)據(jù)的據(jù)的語義視角語義視角來抽取模型，是按用戶來抽取模型，是按用戶的觀點(diǎn)來對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行

7、建模。的觀點(diǎn)來對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行建模。組織層數(shù)據(jù)模型組織層數(shù)據(jù)模型（組織模型）。從數(shù)（組織模型）。從數(shù)據(jù)的據(jù)的組織方式組織方式來描述數(shù)據(jù)。所謂組織來描述數(shù)據(jù)。所謂組織層就是指用什么樣的結(jié)構(gòu)來組織數(shù)據(jù)。層就是指用什么樣的結(jié)構(gòu)來組織數(shù)據(jù)。2022年3月7日星期一9轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界信息世界：概念模型信息世界：概念模型機(jī)器世界：具體機(jī)器世界：具體DBMSDBMS支支持的數(shù)據(jù)模型持的數(shù)據(jù)模型2022年3月7日星期一10概念層次模型實(shí)際上是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器概念層次模型實(shí)際上是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次。世界的一個(gè)中間層次。 概念層次模型：概念層次模型：抽象現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中有應(yīng)用抽象現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中有應(yīng)用價(jià)值

8、的元素及其關(guān)聯(lián)，反映現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中價(jià)值的元素及其關(guān)聯(lián)，反映現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中有應(yīng)用價(jià)值的信息結(jié)構(gòu)，不依賴于數(shù)據(jù)有應(yīng)用價(jià)值的信息結(jié)構(gòu)，不依賴于數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)。的組織結(jié)構(gòu)。 概念模型用于信息世界的建模，是現(xiàn)實(shí)概念模型用于信息世界的建模，是現(xiàn)實(shí)世界到信息世界的世界到信息世界的第一層抽象第一層抽象。2022年3月7日星期一11從數(shù)據(jù)的應(yīng)用語義視角來抽取現(xiàn)實(shí)世從數(shù)據(jù)的應(yīng)用語義視角來抽取現(xiàn)實(shí)世界中有價(jià)值的數(shù)據(jù)并按用戶的觀點(diǎn)對界中有價(jià)值的數(shù)據(jù)并按用戶的觀點(diǎn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行建模。數(shù)據(jù)進(jìn)行建模。主要用在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)階段，主要用在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)階段，與具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)無關(guān)，與具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)無關(guān)，與具體的實(shí)現(xiàn)方式無關(guān)。與具體

9、的實(shí)現(xiàn)方式無關(guān)。常用的概念模型：常用的概念模型：實(shí)體實(shí)體- -聯(lián)系聯(lián)系（Entity-RelationshipEntity-Relationship，E-RE-R）模型模型、語意對象模型語意對象模型。2022年3月7日星期一12E-RE-R方法使用的工具稱為方法使用的工具稱為E-RE-R圖圖，它所，它所描述的現(xiàn)實(shí)世界的信息結(jié)構(gòu)稱為企業(yè)描述的現(xiàn)實(shí)世界的信息結(jié)構(gòu)稱為企業(yè)模式，我們也把這種描述結(jié)果稱為模式，我們也把這種描述結(jié)果稱為E-E-R R模型。模型。實(shí)體屬性聯(lián)系2022年3月7日星期一13具有公共性質(zhì)的可相互區(qū)分的現(xiàn)實(shí)世界具有公共性質(zhì)的可相互區(qū)分的現(xiàn)實(shí)世界對象的集合。對象的集合?？梢允蔷唧w的事

10、物，也可以是抽象的概可以是具體的事物，也可以是抽象的概念或聯(lián)系。念或聯(lián)系。具體的事物：學(xué)生、課程、職工具體的事物：學(xué)生、課程、職工抽象的聯(lián)系：學(xué)生選課抽象的聯(lián)系：學(xué)生選課2022年3月7日星期一14在在E-RE-R圖中用圖中用矩形框矩形框表示表示實(shí)體，實(shí)體，把實(shí)體把實(shí)體名寫在框內(nèi)，比如學(xué)生實(shí)體可以表示名寫在框內(nèi)，比如學(xué)生實(shí)體可以表示為：為：學(xué)生2022年3月7日星期一15身高年齡性別體重2022年3月7日星期一16在在E-RE-R圖中用圖中用圓角矩形圓角矩形表示屬性，在矩表示屬性，在矩形框內(nèi)寫上屬性的名字，并用連線將形框內(nèi)寫上屬性的名字，并用連線將屬性框與它所描述的實(shí)體聯(lián)系起來。屬性框與它所描

11、述的實(shí)體聯(lián)系起來。比如學(xué)生的屬性有學(xué)號、姓名、性別比如學(xué)生的屬性有學(xué)號、姓名、性別可以表示為：可以表示為：2022年3月7日星期一17學(xué)號姓名性別學(xué)生屬性屬性屬性屬性屬性屬性聯(lián)系聯(lián)系是數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)集合，是客觀存是數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)集合，是客觀存在的應(yīng)用語義鏈在的應(yīng)用語義鏈 。實(shí)體內(nèi)部實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系：一個(gè)實(shí)體內(nèi)屬性之間的聯(lián)系：一個(gè)實(shí)體內(nèi)屬性之間的聯(lián)系。的聯(lián)系。職工實(shí)體內(nèi)部的職工號和此職工的部門經(jīng)理號職工實(shí)體內(nèi)部的職工號和此職工的部門經(jīng)理號實(shí)體之間實(shí)體之間的聯(lián)系：不同實(shí)體之間的聯(lián)系。的聯(lián)系：不同實(shí)體之間的聯(lián)系。課程實(shí)體和學(xué)生實(shí)體之間存在選課聯(lián)課程實(shí)體和學(xué)生實(shí)體之間存在選課聯(lián)系。系。2022年3月7日

12、星期一18聯(lián)系的表示方式在在E-RE-R圖中圖中聯(lián)系名實(shí)體1實(shí)體22022年3月7日星期一19聯(lián)系的種類2022年3月7日星期一20一對一聯(lián)系（實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系）一對一聯(lián)系（實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系）一對一聯(lián)系一對一聯(lián)系(1:1)(1:1)2022年3月7日星期一21部門和正經(jīng)理（假設(shè)一部門和正經(jīng)理（假設(shè)一個(gè)部門只有一個(gè)正經(jīng)理，個(gè)部門只有一個(gè)正經(jīng)理，一個(gè)人只當(dāng)一個(gè)部門的一個(gè)人只當(dāng)一個(gè)部門的經(jīng)理）、系和正系主任經(jīng)理）、系和正系主任（假設(shè)一個(gè)系只有一個(gè)（假設(shè)一個(gè)系只有一個(gè)正主任，一個(gè)人只當(dāng)一正主任，一個(gè)人只當(dāng)一個(gè)系的主任）都是一對個(gè)系的主任）都是一對一聯(lián)系。一聯(lián)系。 管理經(jīng)理部門112022年3月7日星期一2

13、2 如果實(shí)體如果實(shí)體A A與實(shí)體與實(shí)體B B之間存在聯(lián)系，并之間存在聯(lián)系，并且對于實(shí)體且對于實(shí)體A A中的一個(gè)實(shí)例，實(shí)體中的一個(gè)實(shí)例，實(shí)體B B中有中有多個(gè)實(shí)例與之對應(yīng)；而對實(shí)體多個(gè)實(shí)例與之對應(yīng)；而對實(shí)體B B中的任中的任意一個(gè)實(shí)例，在實(shí)體意一個(gè)實(shí)例，在實(shí)體A A中都只有一個(gè)實(shí)中都只有一個(gè)實(shí)例與之對應(yīng)，則稱實(shí)體例與之對應(yīng)，則稱實(shí)體A A到實(shí)體到實(shí)體B B的聯(lián)系的聯(lián)系是一對多的，是一對多的，記為記為1 : n 1 : n 。2022年3月7日星期一23一對多聯(lián)系一對多聯(lián)系(1:n)(1:n) 有部門和職工兩個(gè)實(shí)體，有部門和職工兩個(gè)實(shí)體，并且有語義：一個(gè)部門可以并且有語義：一個(gè)部門可以有多名職工，

14、但是一個(gè)職工有多名職工，但是一個(gè)職工只在一個(gè)部門工作。則部門只在一個(gè)部門工作。則部門和職工之間的聯(lián)系是一對多和職工之間的聯(lián)系是一對多的，我們把這種聯(lián)系命名為的，我們把這種聯(lián)系命名為工作。工作。一對多聯(lián)系的例子一對多聯(lián)系的例子工作部門職工1n2022年3月7日星期一24多對多的聯(lián)系多對多的聯(lián)系 如果實(shí)體如果實(shí)體A A與實(shí)體與實(shí)體B B之間存在聯(lián)系，并之間存在聯(lián)系，并且對于實(shí)體且對于實(shí)體A A中的一個(gè)實(shí)例，實(shí)體中的一個(gè)實(shí)例，實(shí)體B B中有中有多個(gè)實(shí)例與之對應(yīng)；而對實(shí)體多個(gè)實(shí)例與之對應(yīng)；而對實(shí)體B B中的一中的一個(gè)實(shí)例，在實(shí)體個(gè)實(shí)例，在實(shí)體A A中也有多個(gè)實(shí)例與之中也有多個(gè)實(shí)例與之對應(yīng)，則稱實(shí)體對應(yīng)

15、，則稱實(shí)體A A到實(shí)體到實(shí)體B B的聯(lián)系是多對的聯(lián)系是多對多的，多的，記為記為m : n m : n 。2022年3月7日星期一25多對多聯(lián)系的例子多對多聯(lián)系的例子有學(xué)生和課程兩個(gè)實(shí)體，有學(xué)生和課程兩個(gè)實(shí)體，并且有語義：一個(gè)學(xué)生可并且有語義：一個(gè)學(xué)生可以修多門課程，一門課程以修多門課程，一門課程可以被多個(gè)學(xué)生修。那么可以被多個(gè)學(xué)生修。那么學(xué)生和課程之間的聯(lián)系就學(xué)生和課程之間的聯(lián)系就是多對多的，我們把這種是多對多的，我們把這種聯(lián)系命名為選課。聯(lián)系命名為選課。學(xué)生課程選課mn2022年3月7日星期一26顧客購買商品顧客購買商品：每個(gè)顧客可以從多個(gè)售貨員那里購買商每個(gè)顧客可以從多個(gè)售貨員那里購買商品

16、，并且可以購買多種商品；品，并且可以購買多種商品；每個(gè)售貨員可以向多名顧客銷售商品，每個(gè)售貨員可以向多名顧客銷售商品，并且可以銷售多種商品；并且可以銷售多種商品；每種商品可由多個(gè)售貨員銷售，并且可每種商品可由多個(gè)售貨員銷售，并且可以銷售給多名顧客。以銷售給多名顧客。 2022年3月7日星期一272022年3月7日星期一28m mn np p顧客顧客商品商品售貨員售貨員銷售銷售2.3.1 2.3.1 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.3.2 2.3.2 關(guān)系模型的操作語言與數(shù)據(jù)關(guān)系模型的操作語言與數(shù)據(jù)操作操作 2.3.3 2.3.3 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)完整性約束關(guān)系模型的數(shù)據(jù)完整性約束2022

17、年3月7日星期一29組織層數(shù)據(jù)模型是從數(shù)據(jù)的組織方式組織層數(shù)據(jù)模型是從數(shù)據(jù)的組織方式的角度來描述信息，目前，在數(shù)據(jù)庫的角度來描述信息，目前，在數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展過程中用到的組織層數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展過程中用到的組織層數(shù)據(jù)模型有四種，它們是：層次模型、網(wǎng)模型有四種，它們是：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ汀钅Ｐ?、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ?。目前使用最普遍的是關(guān)系數(shù)據(jù)模型，目前使用最普遍的是關(guān)系數(shù)據(jù)模型，因此，我們重點(diǎn)介紹關(guān)系數(shù)據(jù)模型。因此，我們重點(diǎn)介紹關(guān)系數(shù)據(jù)模型。2022年3月7日星期一30關(guān)系數(shù)據(jù)模型源于數(shù)學(xué)，它用二維表來組織數(shù)關(guān)系數(shù)據(jù)模型源于數(shù)學(xué)，它用二維表來組織數(shù)據(jù)，而這個(gè)二維表在關(guān)系數(shù)

18、據(jù)庫中稱為據(jù)，而這個(gè)二維表在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中稱為關(guān)系關(guān)系用關(guān)系（表格數(shù)據(jù)）表示實(shí)體和實(shí)體之間聯(lián)系用關(guān)系（表格數(shù)據(jù)）表示實(shí)體和實(shí)體之間聯(lián)系的模型稱為的模型稱為關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)模型示例：學(xué)生基本信息表示例：學(xué)生基本信息表2022年3月7日星期一31關(guān)系關(guān)系 ：關(guān)系就是二維表。滿足如下性質(zhì)：關(guān)系就是二維表。滿足如下性質(zhì)：關(guān)系表中的每一列都是不可再分的基本屬性；關(guān)系表中的每一列都是不可再分的基本屬性；下圖中下圖中“出生日期出生日期”包含子屬性包含子屬性“年年”，“月月”，“日日”。一個(gè)關(guān)系中的各屬性不能重名。一個(gè)關(guān)系中的各屬性不能重名。表中的行、列次序并不重要。表中的行、列次序并不重要。不是基不是基本

19、屬性本屬性不是關(guān)不是關(guān)系表系表2022年3月7日星期一32元組元組：表中的每一行稱作是一個(gè)元組，：表中的每一行稱作是一個(gè)元組，它相當(dāng)于一個(gè)記錄值。它相當(dāng)于一個(gè)記錄值。屬性屬性：表中的每一列是一個(gè)屬性值的集：表中的每一列是一個(gè)屬性值的集合，列可以命名，稱為屬性名。合，列可以命名，稱為屬性名。 主碼主碼：表中用于唯一地確定一個(gè)元組的：表中用于唯一地確定一個(gè)元組的一個(gè)屬性或最小的屬性組。一個(gè)屬性或最小的屬性組。域域：屬性的取值范圍。如性別的域?yàn)椋簩傩缘娜≈捣秶Ｈ缧詣e的域?yàn)? :（男男,女女）2022年3月7日星期一33學(xué)生基本信息表：學(xué)生基本信息表：（學(xué)號學(xué)號，姓名，年齡，性別，所在系），姓名，年

20、齡，性別，所在系）學(xué)生修課信息表：學(xué)生修課信息表：（學(xué)號，課程號學(xué)號，課程號，成績），成績）說明：一個(gè)學(xué)生可以選修多門課程，而且一門課程 也可以有多個(gè)學(xué)生選修。用（學(xué)號，課程號）作為修課信息表的主碼2022年3月7日星期一34關(guān)系模式關(guān)系模式：二維表的結(jié)構(gòu)稱為關(guān)系模式，二維表的結(jié)構(gòu)稱為關(guān)系模式，即，關(guān)系模式是二維表的表框架或表頭即，關(guān)系模式是二維表的表框架或表頭結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。關(guān)系模式一般表示為：關(guān)系模式一般表示為：關(guān)系名（屬性關(guān)系名（屬性1 1，屬性，屬性2 2，屬性，屬性n n）例如，學(xué)生關(guān)系模式為：例如，學(xué)生關(guān)系模式為： 學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，年齡，所在學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，年齡，所在系

21、）系）2022年3月7日星期一352022年3月7日星期一36實(shí)體完整性實(shí)體完整性 參照完整性參照完整性用戶定義的完整性用戶定義的完整性2022年3月7日星期一37實(shí)體完整性指的是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中所有實(shí)體完整性指的是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中所有的表都必須有主碼。的表都必須有主碼。 而且表中不允許存在如下的記錄：而且表中不允許存在如下的記錄：無主碼值的記錄無主碼值的記錄主碼值相同的記錄主碼值相同的記錄2022年3月7日星期一38參照完整性一般是指多個(gè)實(shí)體（表）之間參照完整性一般是指多個(gè)實(shí)體（表）之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，用于描述實(shí)體之間的聯(lián)系。的關(guān)聯(lián)關(guān)系，用于描述實(shí)體之間的聯(lián)系。 一個(gè)關(guān)系中某屬性的取值受另一個(gè)關(guān)系的一個(gè)

22、關(guān)系中某屬性的取值受另一個(gè)關(guān)系的某屬性取值范圍約束的特點(diǎn)就稱為某屬性取值范圍約束的特點(diǎn)就稱為參照完參照完整性。整性。一般用外碼實(shí)現(xiàn)。一般用外碼實(shí)現(xiàn)。 外碼一般出現(xiàn)在聯(lián)系所對應(yīng)的關(guān)系中，外碼一般出現(xiàn)在聯(lián)系所對應(yīng)的關(guān)系中，用于表示兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。用于表示兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。外碼實(shí)際上是關(guān)系中的一個(gè)屬性，他引用外碼實(shí)際上是關(guān)系中的一個(gè)屬性，他引用某個(gè)其他關(guān)系（或者自身關(guān)系）的主碼。某個(gè)其他關(guān)系（或者自身關(guān)系）的主碼。2022年3月7日星期一39學(xué)生班屬于(學(xué)號學(xué)號, 姓名姓名, 班號班號, )（班號班號，專業(yè)，人數(shù)，專業(yè)，人數(shù), , ）2022年3月7日星期一40外碼引用例外

23、碼引用例2 2學(xué)生課程選課（學(xué)號學(xué)號，姓名，姓名，）（課程號課程號，課程名，課程名, , ）(學(xué)號學(xué)號, 課程號課程號, 成績成績, )2022年3月7日星期一41參照完整性規(guī)則就是定義外碼與主碼之參照完整性規(guī)則就是定義外碼與主碼之間的引用規(guī)則。間的引用規(guī)則。對于外碼，一般應(yīng)符合如下要求：對于外碼，一般應(yīng)符合如下要求：或者值為空；或者值為空；或者等于其所應(yīng)用的關(guān)系中的某個(gè)元組或者等于其所應(yīng)用的關(guān)系中的某個(gè)元組的主碼值。的主碼值。2022年3月7日星期一42外碼可以有重復(fù)值也可以取空值。外碼可以有重復(fù)值也可以取空值。例：如下兩個(gè)關(guān)系模式表示：例：如下兩個(gè)關(guān)系模式表示：職工（職工（職工號職工號，職

24、工名，職工名，部門號部門號，工資，工資級別）級別）部門（部門（部門號部門號，部門名），部門名）如果某新來職工還沒有被分配到具體的如果某新來職工還沒有被分配到具體的部門，則其部門，則其“部門號部門號”就為空值；就為空值；如果職工已經(jīng)被分配到了某個(gè)部門，則如果職工已經(jīng)被分配到了某個(gè)部門，則其部門號就有了確定的值（非空值）。其部門號就有了確定的值（非空值）。 外碼外碼2022年3月7日星期一43也稱為域完整性或語義完整性，是針對也稱為域完整性或語義完整性，是針對某一具體應(yīng)用領(lǐng)域定義的數(shù)據(jù)約束條件。某一具體應(yīng)用領(lǐng)域定義的數(shù)據(jù)約束條件。按應(yīng)用語義，屬性數(shù)據(jù)有按應(yīng)用語義，屬性數(shù)據(jù)有：類型與長度限制類型與長

25、度限制：方便計(jì)算機(jī)操作方便計(jì)算機(jī)操作取值范圍限制取值范圍限制：防止屬性值與應(yīng)用語義防止屬性值與應(yīng)用語義矛盾矛盾任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都應(yīng)該支持實(shí)任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都應(yīng)該支持實(shí)體完整性和參照完整性。體完整性和參照完整性。2022年3月7日星期一44語義許可取值范圍約束示例語義許可取值范圍約束示例成績?nèi)〕煽內(nèi)0 . 100,0 . 100,n 優(yōu)、良、中、及格、不及格優(yōu)、良、中、及格、不及格 2022年3月7日星期一45 2.5.1 2.5.1 三級模式結(jié)構(gòu)三級模式結(jié)構(gòu) 2.5.2 2.5.2 模式映象與數(shù)據(jù)獨(dú)立性模式映象與數(shù)據(jù)獨(dú)立性2022年3月7日星期一46外模式2外模式n外模式1概念模

26、式內(nèi)模式( (單個(gè)用戶視圖單個(gè)用戶視圖) )( (公共用戶視圖公共用戶視圖) )( (存儲(chǔ)視圖存儲(chǔ)視圖) )2022年3月7日星期一47也稱為用戶模式、子模式。也稱為用戶模式、子模式。 用戶對現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中用戶對現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中感興趣感興趣的的整體整體數(shù)據(jù)結(jié)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的局部局部的描述。的描述。 是是DBDB整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的子集或局部重構(gòu)。整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的子集或局部重構(gòu)。 用外模式定義語言表達(dá)。例，對用外模式定義語言表達(dá)。例，對RDBRDB，定，定義視圖結(jié)構(gòu)。義視圖結(jié)構(gòu)。是是保證數(shù)據(jù)庫安全保證數(shù)據(jù)庫安全的一個(gè)措施。的一個(gè)措施。 每個(gè)用戶只能看到和訪問其所對應(yīng)的外模式的數(shù)據(jù)，并屏蔽每個(gè)用戶只能看到和訪問其所對

27、應(yīng)的外模式的數(shù)據(jù)，并屏蔽其不需要的數(shù)據(jù)，因此保證不會(huì)出現(xiàn)由于用戶的誤操作和有其不需要的數(shù)據(jù)，因此保證不會(huì)出現(xiàn)由于用戶的誤操作和有意破壞而造成的數(shù)據(jù)損失。意破壞而造成的數(shù)據(jù)損失。2022年3月7日星期一48學(xué)生學(xué)生模式模式外模式外模式2022年3月7日星期一49學(xué)生（學(xué)號，學(xué)生（學(xué)號，姓名姓名，性別，年齡，性別，年齡，所在系）所在系）課程（課程號，課程（課程號，課程名課程名，學(xué)分），學(xué)分）選課（學(xué)號，課程號，選課（學(xué)號，課程號，成績成績）學(xué)生（姓名，課程名，成績）學(xué)生（姓名，課程名，成績）2022年3月7日星期一50職工表（職工號，姓名，所在部門，基本工職工表（職工號，姓名，所在部門，基本工資，

28、職務(wù)工資，資，職務(wù)工資，獎(jiǎng)勵(lì)工資獎(jiǎng)勵(lì)工資）職工信息（職工號，姓名，所在部門，職工信息（職工號，姓名，所在部門，基本工資，職務(wù)工資）基本工資，職務(wù)工資）2022年3月7日星期一51也稱為邏輯模式或模式，是數(shù)據(jù)庫也稱為邏輯模式或模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)描述。述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)描述。 是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的中間層。是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的中間層。2022年3月7日星期一52也稱為存儲(chǔ)模式。也稱為存儲(chǔ)模式。數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)描述（數(shù)據(jù)的組織數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)描述（數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)）。與存儲(chǔ)）。 2022年3月7日星期一53數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式是對數(shù)據(jù)的三個(gè)抽數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式是對數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級別，它把數(shù)據(jù)的具體組織留給象級別，它把數(shù)據(jù)的具體組織留給DBMSDBMS管管理，使用戶能邏輯地、抽象地處理數(shù)據(jù)，理，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(jì)算機(jī)中的具體表示方而不必關(guān)心數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的具體表示方式與存儲(chǔ)方式。式與存儲(chǔ)方式。為了能夠在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)為了能夠在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在三級模式之系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在三級模式之間提供了兩層映象：間提供了兩層映象：外模式外