第一章 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識

1、ACCESSv 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識（發(fā)展、特點(diǎn)、應(yīng)用、硬件、軟件、工作原理、數(shù)據(jù)信息、信息編碼、微機(jī)配置，技術(shù)指標(biāo)）v 計(jì)算機(jī)基本操作（常規(guī)安裝維護(hù)，開機(jī)關(guān)機(jī)，鍵盤操作，鼠標(biāo)操作，中西文錄入、操作系統(tǒng)的使用，文件操作，文檔與程序的操作，常用程序的使用，幾個(gè)編輯器的選用）v 資源管理器的使用(創(chuàng)建，瀏覽，檢索，排序，選擇，移動，復(fù)制，更名，刪除，啟動，打開，屬性設(shè)置，收藏，快捷方式)v 目錄窗口，對象窗口，左拖，右拖，ctrl (or|and) shiftv EDIT ,NOTEPAD,WRITE,WINWORDv 字處理軟件與表處理軟件的使用v 節(jié)，頁，段，行，串，符號，域，表、單元格，行，列，區(qū)

2、域，插入對象（圖形，圖像，圖元，圖表），定位問題，項(xiàng)目符號與編號v 內(nèi)容，格式，樣式，模板v 演示文稿的使用（板式，母板，設(shè)計(jì)模板，背景，對象，動畫，換片，動作與超鏈接），v 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用能力（）v 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用能力。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)小結(jié)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)小結(jié)ACCESS一一 、 數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫基本概念1. 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫v信息與數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù)信息是現(xiàn)實(shí)世界事物的存在方式或運(yùn)動狀態(tài)的反映。 (客觀事物運(yùn)動狀態(tài)的表征)數(shù)據(jù)是將現(xiàn)實(shí)世界中的各種信息記錄下的、可以識別的符號，是信息的載體，是信息的具體表現(xiàn)形式。 （載荷信息的物理符號）v 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理是對各種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲、分類、計(jì)算

3、、加工、檢索與傳輸?shù)倪^程。包括：收集原始數(shù)據(jù)、編碼轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出等。v數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫(DataBase，簡記為，簡記為DB) 數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。這種集合具有如下特點(diǎn)：最小的冗余度應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)資源共享數(shù)據(jù)獨(dú)立性高統(tǒng)一管理和控制ACCESS一、一、 數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫基本概念2. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)v數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)是指系統(tǒng)開發(fā)人員利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)資源開發(fā)出來的，面向某一類實(shí)際應(yīng)用的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。例如：財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)，人事管理系統(tǒng)等等。 v數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是位于用戶與操作

4、系統(tǒng)之間的一個(gè)數(shù)據(jù)管理軟件，它的基本功能包括以下幾個(gè)方面：數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)定義功能 用戶通過數(shù)據(jù)定義語言對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象進(jìn)行定義。數(shù)據(jù)操縱功能數(shù)據(jù)操縱功能 用戶可以使用數(shù)據(jù)操縱語言操縱數(shù)據(jù)，如查詢、插入、刪除和修改。數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理功能數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理功能 數(shù)據(jù)庫在建立、運(yùn)行和維護(hù)時(shí)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制。數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能 它包括數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的輸入、轉(zhuǎn)換功能，數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲、恢復(fù)功能等。ACCESS一、一、 數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫基本概念 v數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由5部分組成：硬件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫集合、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)和人員。其中，

5、人員包括：數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）、系統(tǒng)分析員、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)員、應(yīng)用程序員和最終用戶等。其中，數(shù)據(jù)庫管理員是對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、維護(hù)、監(jiān)視等的專業(yè)人員。 ACCESS一、一、 數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫基本概念 v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) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在總體結(jié)構(gòu)上一般都體現(xiàn)為三級模式的結(jié)構(gòu)特征，即外模式、模式和內(nèi)模式，分別反映了看待數(shù)據(jù)庫的3個(gè)角度。 模式模式Schema）：又稱概念模式或邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。 外模式外模式(External Schema)：也稱子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。 內(nèi)模式（內(nèi)模式（Inter

6、nal Schema )：又叫做存儲模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的內(nèi)部表示，即數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述。 外模式是單個(gè)用戶的數(shù)據(jù)視圖，而概念模式是一個(gè)部門或企業(yè)的數(shù)據(jù)視圖。換句話說，“外部視圖”（即外模式）會有許許多多，每一個(gè)都或多或少地抽象表示整個(gè)數(shù)據(jù)庫的某一部分，而“概念視圖”（概念模式）只有一個(gè)，它包含對現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)庫的抽象表示（大多數(shù)用戶只對整個(gè)數(shù)據(jù)庫的某一部分感興趣） 。同樣，“內(nèi)部視圖”（即內(nèi)模式）也只有一個(gè)，表示數(shù)據(jù)庫的物理存儲。ACCESS一、一、 數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫基本概念A(yù)CCESS一、一、 數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫基本概念 v三級模式之間的關(guān)系三級模式之間的關(guān)系 數(shù)據(jù)庫

7、系統(tǒng)在三級模式中提供了兩次映像：外模式到模式的映像和模式到內(nèi)模式的映像，而這兩次映像就實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)兩個(gè)層次的獨(dú)立性，即物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性。模式/內(nèi)模式映象ACCESS一、一、 數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫基本概念3. 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3個(gè)階段。v人工管理階段人工管理階段 這一階段是指20世紀(jì)50年代中期以前，計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算，當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)硬件狀況是：外存只有磁帶、卡片、紙帶，沒有磁盤等直接存取的存儲設(shè)備；軟件狀況是：沒有操作系統(tǒng)，沒有管理數(shù)據(jù)的軟件，數(shù)據(jù)處理方式是批處理。人工管理階段的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)不保存、數(shù)據(jù)無專門

8、軟件進(jìn)行管理、數(shù)據(jù)不共享、數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性、數(shù)據(jù)無結(jié)構(gòu)。v文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段 這一階段從20世紀(jì)50年代后期到60年代中期，計(jì)算機(jī)硬件和軟件都有了一定的發(fā)展。計(jì)算機(jī)不僅用于科學(xué)計(jì)算，還大量用于管理。這時(shí)硬件方面已經(jīng)有了磁盤、磁鼓等直接存取的存儲設(shè)備。在軟件方面，操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了數(shù)據(jù)管理軟件，一般稱為文件系統(tǒng)。處理方式上不僅有了文件批處理，而且能夠聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理ACCESS一、一、 數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫基本概念v數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 20世紀(jì)60年代末數(shù)據(jù)管理進(jìn)入新時(shí)代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段出現(xiàn)了統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)的專門軟件系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一種較完善的高級數(shù)據(jù)

9、管理方式，也是當(dāng)今數(shù)據(jù)管理的主要方式，獲得了廣泛的應(yīng)用。 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由若干個(gè)站集合而成。這些站又稱為節(jié)點(diǎn)，它們在通訊網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)接在一起，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它們都擁有各自的數(shù)據(jù)庫、中央處理機(jī)、終端，以及各自的局部數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。因此分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以看作是一系列集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的聯(lián)合。它們在邏輯上屬于同一系統(tǒng)，但在物理結(jié)構(gòu)上是分布式的。 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng) 面向?qū)ο缶幊蹋∣bject Oriented Programming，OOP，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)）是一種計(jì)算機(jī)編程架構(gòu)。OOP 的一條基本原則是計(jì)算機(jī)程序是由單

10、個(gè)能夠起到子程序作用的單元或?qū)ο蠼M合而成。OOP 達(dá)到了軟件工程的三個(gè)主要目標(biāo)：重用性、靈活性和擴(kuò)展性。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫吸收了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法的核心概念和基本思想，采用面向?qū)ο蟮挠^點(diǎn)來描述現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體（對象）的邏輯組織、對象之間的限制和聯(lián)系等 。(Versant、UNISQL、O2)ACCESS二、二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)1. 三個(gè)世界的轉(zhuǎn)化三個(gè)世界的轉(zhuǎn)化v現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界 數(shù)據(jù)庫管理的對象存在于現(xiàn)實(shí)世界中，現(xiàn)實(shí)世界中的事物存在著各種各樣的聯(lián)系。這種聯(lián)系是客觀存在的，是由事物本身的性質(zhì)決定的。例如，學(xué)?？紕?wù)管理系統(tǒng)中有老師、學(xué)生、課程、教室等構(gòu)成元素。v概念世界概念世界 概念世

11、界也叫做信息世界，是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映，是對客觀事物及其聯(lián)系的一種抽象描述。從現(xiàn)實(shí)世界到概念世界是通過概念模型來表達(dá)的。如對學(xué)生的描述可分為：學(xué)號、姓名、班級、籍貫、性別等概念。v數(shù)碼世界（機(jī)器世界）數(shù)碼世界（機(jī)器世界） 存入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是將概念世界中的事物數(shù)據(jù)化的結(jié)果。為準(zhǔn)確地反映事物本身及事物之間的各種聯(lián)系，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一定存在一個(gè)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)模型可用來準(zhǔn)確描述這種結(jié)構(gòu)。 在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理，也就是三個(gè)世界的轉(zhuǎn)化過程中，概念模型和數(shù)據(jù)模型是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)化的橋梁，是對現(xiàn)實(shí)世界中的事物進(jìn)行抽象的工具。 ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn) 三個(gè)世界的轉(zhuǎn)化過程示意圖三個(gè)世界的轉(zhuǎn)化過程

12、示意圖 ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)2. 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 v模型的概念模型的概念 模型（model）：一般而言，模型是現(xiàn)實(shí)世界某些特征的模擬和抽象，分為實(shí)物模型與抽象模型。建筑模型，汽車模型，飛機(jī)模型等都是實(shí)物模型，它們通常是客觀事物的某些外觀特征或者功能的模擬與刻畫；數(shù)學(xué)模型s=r2是一種抽象模型，它抽象描述了園的面積和園的半徑之間的數(shù)量關(guān)系，揭示客觀事物的某些本質(zhì)的、內(nèi)部的特征。v數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理的過程中，數(shù)據(jù)模型起著關(guān)鍵作用。整個(gè)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展就是沿著數(shù)據(jù)模型的主線展開的。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫均是基于某種數(shù)據(jù)模型，了解數(shù)據(jù)模型的基本概念是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)。根據(jù)模型應(yīng)用

13、的不同目的，可以將這些模型劃分為兩類，他們分屬于兩個(gè)不同的層次。v 第一類模型是概念模型，也稱信息模型。它是按用戶的觀點(diǎn)來對數(shù)據(jù)和信息建模，主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。v 另一類模型是數(shù)據(jù)模型，主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型等，它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn)，這種數(shù)據(jù)模型也叫結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型。ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)v數(shù)據(jù)模型的要素：數(shù)據(jù)模型的要素：v數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是所研究的對象類型的集合，這些對象是數(shù)據(jù)庫的組成成分，它們包括兩類，一類是與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對象；一類是與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對象。v數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作 數(shù)據(jù)操作是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象

14、的（型）的實(shí)例（值）允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及有關(guān)的操作規(guī)則。數(shù)據(jù)庫主要有檢索和更新（包括插入、刪除、修改）兩大類操作，數(shù)據(jù)模型必須定義這些操作的確切含義、操作符號、操作規(guī)則（如優(yōu)先級）以及實(shí)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。v數(shù)據(jù)的約束條件數(shù)據(jù)的約束條件 數(shù)據(jù)約束條件是一組完整性規(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)系所具有的制約和依存規(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。如：入學(xué)年齡不超過30歲，成績不得有三門以上不及格等。ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)v3. 概念模型概念模型v概念模型的相關(guān)概念概念模型的相關(guān)

15、概念v（1）實(shí)體（Entity）：客觀存在并相互區(qū)別的事物及其事物之間的聯(lián)系。例如，一個(gè)學(xué)生、一門課程、學(xué)生的一次選課、一次考試等都是實(shí)體。v（2）屬性(Attribute)：實(shí)體所具有的某一特性。例如，學(xué)生的學(xué)號、姓名、性別、出生年份、系、入學(xué)時(shí)間等。v（3）碼(Key)：唯一標(biāo)示實(shí)體的屬性集。例如，學(xué)號是學(xué)生實(shí)體的碼。v（4）域(Domain)：屬性的取值范圍。例如，年齡的域?yàn)?5至35之間。v（5）實(shí)體型(Entity Type)：用實(shí)體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實(shí)體，稱為實(shí)體型。例如，學(xué)生(學(xué)號，姓名，性別，出生年份，系，入學(xué)時(shí)間)就是一個(gè)實(shí)體型。v（6）實(shí)體集(Entity S

16、et)：同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。如，全體學(xué)生就是一個(gè)實(shí)體集。v（7）聯(lián)系(Relationship)：實(shí)體與實(shí)體之間以及實(shí)體與組成它的各屬性間的關(guān)系。ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)v實(shí)體間聯(lián)系的三種情況實(shí)體間聯(lián)系的三種情況 （1）一對一聯(lián)系（1 : 1） 如果對于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中至少有一個(gè)（也可以沒有）實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有一對一聯(lián)系，記為1：1。例如，一個(gè)學(xué)生只能有一個(gè)學(xué)號，而一個(gè)學(xué)號只能指向一個(gè)學(xué)生，則學(xué)生與學(xué)號之間具有一對一聯(lián)系。 （2）一對多聯(lián)系（1 : n ） 如果對于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有個(gè)n實(shí)體（n0）之聯(lián)系，反之

17、，對于實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中至多只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B有一對多聯(lián)系，記為1 : n 。例如，一個(gè)班級中有若干名學(xué)生，而每個(gè)學(xué)生只在一個(gè)班級中學(xué)習(xí)，則班級與學(xué)生之間具有一對多聯(lián)系。 （3）多對多聯(lián)系（m : n） 如果對于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n 個(gè)實(shí)體（n0）與之聯(lián)系，反之，對于實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中也有m 個(gè)實(shí)體（m0）與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有多對多聯(lián)系，記為m : n 。例如，一門課程同時(shí)有若干個(gè)學(xué)生選修，而一個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門課程，則課程與學(xué)生之間具有多對多聯(lián)系。 注意：實(shí)際上，一對一聯(lián)系是一對多聯(lián)系的特例，而一

18、對多聯(lián)系又是多對多聯(lián)系的特例。 ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)v概念模型的表示方法概念模型的表示方法v概念模型的表示方法很多，最常用的是實(shí)體聯(lián)系方法。該方法用E-R(EntityRelationship Approch) 圖來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型。vE-R圖提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法。E-R圖有三個(gè)要素：v（1）實(shí)體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。v（2）屬 性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來。v（3）聯(lián) 系：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(guān)實(shí)體連接起來，同時(shí)在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型(1：1，1：n或m：n)。 ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管

19、理的實(shí)現(xiàn)學(xué) 生 學(xué)號姓名性別照片課 程 課號課名類別大綱成績表 學(xué)號課號成績學(xué)生課程必修與選修學(xué)生、課程、成績 E-R圖ACCESS任務(wù)書 教師號姓 名性 別簡 歷教師號課程號學(xué)年教師課程任務(wù)安排學(xué)期序號備注教師、課程、教學(xué)任務(wù) E-R圖二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)v4. 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型v 這里講的數(shù)據(jù)模型是在概念級的模型（概念模型）的基礎(chǔ)上形成的，為計(jì)算機(jī)上某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型。通常有三種模型。v層次模型層次模型v若用圖來表示，層次模型是一棵倒立的樹。在數(shù)據(jù)庫中，滿足以下條件的數(shù)據(jù)模型稱為層次模型： 有且僅有一個(gè)結(jié)點(diǎn)無父結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)； 其他結(jié)點(diǎn)

20、有且僅有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)。ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)v網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型 在現(xiàn)實(shí)世界中，事物之間的聯(lián)系更多的是非層次關(guān)系的，用層次模型表示非樹型結(jié)構(gòu)是很不直接的，網(wǎng)狀模型則可以克服這一弊病。網(wǎng)狀模型是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。在數(shù)據(jù)庫中，滿足以下兩個(gè)條件的數(shù)據(jù)模型稱為網(wǎng)狀模型。 允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無父結(jié)點(diǎn)； 一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的父結(jié)點(diǎn)。 從以上定義看出，網(wǎng)狀模型構(gòu)成了比層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，適宜表示多對多的聯(lián)系。網(wǎng)狀模型和網(wǎng)頁上的“超鏈接數(shù)據(jù)”模式有類似之處。ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)v關(guān)系模型關(guān)系模型 v以二維表的形式表示實(shí)體和實(shí)體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為關(guān)系數(shù)據(jù)模型。從模型的三要素角度看，關(guān)系

21、模型的內(nèi)容為：v數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：一張二維表格。v數(shù)據(jù)操作：數(shù)據(jù)表的定義，檢索、維護(hù)、計(jì)算等。v數(shù)據(jù)約束條件：表中列的取值范圍即域值的限制條件。v關(guān)系模型的幾個(gè)常見概念： （1）關(guān)系：一個(gè)關(guān)系就是一張二維表，每個(gè)關(guān)系都有一個(gè)關(guān)系名，即數(shù)據(jù)表名。 （2）元組：表中的行稱為元組，一行就是一個(gè)元組，對應(yīng)表中一條記錄。 （3）屬性：表中的列稱為屬性，即字段。字段名稱為屬性名，字段值稱為屬性值。 （4）域： 屬性的取值范圍，如，分?jǐn)?shù)在0100之間。（值域） （5）關(guān)鍵字：表中的一個(gè)屬性（組），它的值可以唯一地標(biāo)志一個(gè)元組。主鍵。 （6）候選碼：表中的某一個(gè)屬性，它的值可以唯一地標(biāo)志一個(gè)元組。一個(gè)表中可能有多個(gè)候

22、選碼，選擇一個(gè)作為主鍵，主鍵的屬性稱為主屬性。 (7) 外關(guān)鍵字：如果一個(gè)關(guān)系中的屬性或?qū)傩越M并非該關(guān)系的關(guān)鍵字，但它們是另外一個(gè)關(guān)系的關(guān)鍵字，則稱其為該關(guān)系的外關(guān)鍵字。（外鍵）ACCESS 學(xué)號姓名年齡性別系年級8202001張平18男計(jì)算機(jī)28202002王英17女計(jì)算機(jī)28203001周莉18女物理28302001嚴(yán)瑋16女計(jì)算機(jī)18303010王斌17男物理18303020李強(qiáng)16男物理1關(guān)系 主碼 男女 字符串 1，2，3，4，5 域 學(xué)生登記表 關(guān)系名 屬性（列） 元組（行） 屬性名 整數(shù) 二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)ACCESS關(guān)系模式就是關(guān)系的框架，

23、也稱表框架，相當(dāng)于記錄格式。它是對關(guān)系結(jié)構(gòu)的描述。一個(gè)關(guān)系模式實(shí)際上確定了這個(gè)關(guān)系的二維表的形式（二維表的框架）。當(dāng)一個(gè)關(guān)系模型被確定之后，就可以用DBMS提供的關(guān)系數(shù)據(jù)定義語言來描述和定義關(guān)系模型和組成模型的每一個(gè)關(guān)系，其中每一個(gè)被定義的關(guān)系模式包括關(guān)系名、屬性名、屬性的數(shù)據(jù)類型、屬性寬度、屬性值的約束等，最后指出每個(gè)關(guān)系的主鍵。用關(guān)系DBMS提供的關(guān)系數(shù)據(jù)定義語言來描述關(guān)系二維表的框架（相當(dāng)于記錄格式），這有點(diǎn)像我們做表填寫數(shù)據(jù)時(shí)，首先要畫出表框（每欄的欄名對應(yīng)屬性名，寬度對應(yīng)屬性的長度等）的情形。為了便于在書面上討論和描述關(guān)系，將關(guān)系模式用下面最簡單的式子表示出來： R（A1，A2，An

24、）其中，R為關(guān)系名，A1，A2，An為屬性名。關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式是關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的語言描述（即程序化），是一組關(guān)系模式的集合。關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式是用關(guān)系數(shù)據(jù)描述定義語言DDL（Data Descriptive Language）來定義和說明的。定義關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式包含了對屬性域的說明以及對每個(gè)關(guān)系模式的說明。屬性域的說明包括屬性名、屬性數(shù)據(jù)類型和長度的說明；關(guān)系模式的說明包括關(guān)系名、屬性名表、主鍵等的說明二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)v關(guān)系模型的完整性關(guān)系模型的完整性 關(guān)系模型對數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)一般都具有一定的限制，這種限制稱為完整性或完整性約束。關(guān)系模型的完整性是保證關(guān)系數(shù)據(jù)表正確的

25、關(guān)鍵。關(guān)系模型支持實(shí)體完整性約束、參照完整性約束和域約束3種完整性約束。v（1）實(shí)體完整性約束 假設(shè)A是一個(gè)表R的主鍵，則A不能接收空值，即單列主鍵的值不能為空，復(fù)合主鍵的任何列也不能接收空值。例如，在學(xué)生信息表中，“學(xué)號”為該表的主鍵，那么在數(shù)據(jù)庫的任何記錄中，“學(xué)號”列的值都不能為空。這樣的約束稱為實(shí)體完整性約束。v（2）參照完整性約束 參照完整性約束關(guān)心的是邏輯相關(guān)的表中值與值之間的關(guān)系。假設(shè)X是一個(gè)表A的主鍵，在表B中是外鍵，那么若K是表B中一個(gè)外部鍵值，則表A中必然存在在X上的值為K的記錄。例如，“系編碼”是院系信息表的主鍵，而在學(xué)生信息表中是相對于院系信息表的外鍵（學(xué)生信息表中的主

26、關(guān)鍵字是由“學(xué)號”和“系編碼”組合而成），對于學(xué)生信息表的任何記錄，其所包含的“系編碼”的值，在院系信息表的“系編碼”列中必然存在一個(gè)相同的值。這樣的約束稱為參照完整性約束。ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)v（3）域約束（用戶自定義完整性，數(shù)據(jù)格式與取值范圍）例如，在學(xué)生信息表中：v“出生日期”域的值必須按照特定的統(tǒng)一格式存放，而不能有時(shí)用：1986.12.23格式，有時(shí)用：12/23/1986格式，造成數(shù)據(jù)混亂；v“學(xué)生名字”、“院系名稱”等域的值必須屬于字符集合；v對于“性別”，該域中的值必須局限于男、女等。 ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)v 5. 關(guān)系運(yùn)算關(guān)系運(yùn)算v關(guān)系的基本運(yùn)算有

27、兩類：傳統(tǒng)的集合運(yùn)算和專門的關(guān)系運(yùn)算。v 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算傳統(tǒng)的集合運(yùn)算v（1）并（Union）：設(shè)有兩個(gè)關(guān)系R和S，它們具有相同的結(jié)構(gòu)。R和S的并是由屬于R或?qū)儆赟的元組組成的集合，運(yùn)算符為。v（2）差 (Difference) ：設(shè)有兩個(gè)關(guān)系R和S，它們具有相同的結(jié)構(gòu)。R和S的差是由屬于R但不屬于S的元組組成的集合。運(yùn)算符為。v（3）交（Intersection）：設(shè)有兩個(gè)關(guān)系R和S，它們具有相同的結(jié)構(gòu)。R和S的交是由既屬于R又屬于S的元組組成的集合，運(yùn)算符為。交運(yùn)算的結(jié)果是R和S的共同元組。ACCESS并AUB交A B差A(yù)-B二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)ACCESS二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)v專門的

28、關(guān)系運(yùn)算專門的關(guān)系運(yùn)算v（1）選擇（ Selection ）：按照給定條件從指定的關(guān)系中挑選出滿足條件的元組構(gòu)成新的關(guān)系，其關(guān)系模式不變，但其中元組的數(shù)目小于等于原來的關(guān)系中元組的個(gè)數(shù)，它是原關(guān)系的一個(gè)子集。這是從行的角度進(jìn)行的運(yùn)算，即水平方向抽取元組。（2）投影（projection）：從指定的關(guān)系中挑選出某些屬性構(gòu)成新的關(guān)系，其關(guān)系模式所包含的屬性個(gè)數(shù)往往比原關(guān)系少，或者屬性的排列順序不同。投影的結(jié)果將取消由于取消了某些列而產(chǎn)生的重復(fù)元組。v（3）聯(lián)接（join）：聯(lián)接是將兩個(gè)和多個(gè)關(guān)系模式通過公共的屬性名拼接成一個(gè)更寬的關(guān)系模式，生成的新關(guān)系包含滿足聯(lián)接條件的元組。例如：設(shè)有三個(gè)關(guān)系：學(xué)生（學(xué)號，姓名，所在系，性別，現(xiàn)住址）；課程（課程號，課程名，學(xué)分）；選修（學(xué)號，課程號，成績）。若想查詢成績90分以上的學(xué)生姓名。聯(lián)接結(jié)果包括學(xué)生、課程、選修三個(gè)關(guān)系中屬性的并集。自然聯(lián)接：是去掉重復(fù)屬性的等值連接。它屬于聯(lián)接運(yùn)算的一個(gè)特例 ACCESSa1b1a2b2a3b3b1c1b2c2b3c3（自然）連接選擇投影a1b1c1a2b2c2a3b3c3二、 數(shù)據(jù)庫管理的實(shí)現(xiàn)ACCESS三 、 關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)原則