之?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理課件

1、之?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理之?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理之?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理之?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理之?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理數(shù)據(jù)庫(kù)緒論5 教材 王珊、陳紅，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理教程，清華大學(xué)出版社，2019 參考書 薩師煊 、王珊，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論（第三版） ，高等教育出版社，2000 C.J. Date（孟小峰等譯），數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)導(dǎo)論 ，機(jī)械工業(yè)出版社，2000教材和參考書數(shù)據(jù)庫(kù)緒論7 教材教材和參考書講授內(nèi)容 第一章 緒論 1.1 引言 1.2 數(shù)據(jù)模型 1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 2.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述 2.2 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2.3 關(guān)系的完整性 2.4 關(guān)系代數(shù) 2.5* 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL

2、 3.1 SQL的數(shù)據(jù)定義 3.2 SQL的查詢語(yǔ)句 3.3 SQL的更新語(yǔ)句 3.4* SQL的視圖第四章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論 4.1 數(shù)據(jù)依賴 4.2 范式（1NF，2NF，3NF，BCNF） 4.3* 關(guān)系模式的規(guī)范化第五章* 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟 5.2 需求分析 5.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ER圖） 5.5 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)講授內(nèi)容 第一章 緒論 3.3 SQL的更新語(yǔ)句數(shù)據(jù)庫(kù)緒論7 1.1 引言 1.2 數(shù)據(jù)模型 1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第 一 章 緒論數(shù)據(jù)庫(kù)緒論9 1.1 引言第 一 章 緒數(shù)據(jù)庫(kù)緒論8數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的重要分支，是數(shù)據(jù)管

3、理相關(guān)領(lǐng)域的重要學(xué)科數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在信息化社會(huì)中的重要作用 信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)技術(shù)日益廣泛的應(yīng)用 例如：管理信息系統(tǒng)(MIS)、聯(lián)機(jī)事務(wù)處理(OLTP)、聯(lián)機(jī)分析處理(OLAP)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CADCAM)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)、辦公信息系統(tǒng)(OIS)、地理信息系統(tǒng)(GIS).and Internet !數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的重要地位數(shù)據(jù)庫(kù)緒論10數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的重要分支，是數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)緒論9常見數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)緒論11常見數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品2019年11月ITbrand數(shù)據(jù)庫(kù)品牌排行榜2019年11月ITbrand數(shù)據(jù)庫(kù)品牌排行榜數(shù)據(jù)庫(kù)緒論111.1 引言1.1.1 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、

4、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)(Data): 描述事物的符號(hào)記錄。數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的。 數(shù)據(jù)庫(kù)(DataBase，DB) 長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。數(shù)據(jù)庫(kù)緒論131.1 引言1.1.1 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)緒論12數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DataBase Management System，DBMS) 位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。主要功能：1.數(shù)據(jù)定義：數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言(Data Definition Language, DDL)2.數(shù)據(jù)操縱: 數(shù)據(jù)操縱

5、語(yǔ)言(Data Manipulation Language, DML)3.數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理: 統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)。4.數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)：數(shù)據(jù)庫(kù)初始數(shù)據(jù)的輸入、轉(zhuǎn)換，重組織、性能監(jiān)視和分析數(shù)據(jù)庫(kù)緒論14數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DataBase Manag數(shù)據(jù)庫(kù)緒論13主要功能-續(xù)：5.數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理功能：6. 數(shù)據(jù)通信接口四個(gè)組成部分：數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言（ DDL）及其翻譯處理程序數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言(DML) 及其編譯（或解釋）程序數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行控制程序?qū)嵱贸绦驍?shù)據(jù)庫(kù)緒論15主要功能-續(xù)：數(shù)據(jù)庫(kù)緒論14 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DataBase Sy

6、stem，DBS)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(及其開發(fā)工具)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員和用戶構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(DataBase Administrator,DBA) 數(shù)據(jù)庫(kù)緒論16 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DataBase Syste應(yīng)用系統(tǒng)DB用戶應(yīng)用開發(fā)工具DBMSOS用戶用戶DBA圖1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DBS)圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位應(yīng)用系統(tǒng)DB用戶應(yīng)用開發(fā)工具DBMSOS用戶用戶DBA圖1 數(shù)據(jù)庫(kù)緒論16數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是應(yīng)數(shù)據(jù)管理任務(wù)的需要而產(chǎn)生的。 數(shù)據(jù)的處理是指對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、加工和傳播的一系列活動(dòng)的總和。數(shù)據(jù)管理則是指對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、存

7、儲(chǔ)、檢索和維護(hù)，它是數(shù)據(jù)處理的中心問題。數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)三個(gè)階段。1.1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)據(jù)庫(kù)緒論18數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是應(yīng)數(shù)據(jù)管理任務(wù)的需要而產(chǎn)生的。1數(shù)據(jù)庫(kù)緒論17 人工管理階段(20世紀(jì)50年代中期以前）特點(diǎn)： (1)數(shù)據(jù)不保存 (2)應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)需要由應(yīng)用程序自己管理，沒有相應(yīng)的軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的管理工作。應(yīng)用程序中不僅要規(guī)定數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，而且要設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)，包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方法、輸入方式等。因此程序員負(fù)擔(dān)很重。 (3)數(shù)據(jù)不共享 數(shù)據(jù)是面向應(yīng)用的，一組數(shù)據(jù)只能對(duì)應(yīng)一個(gè)程序。 (4)數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后

8、，必須對(duì)應(yīng)用程序做相應(yīng)的修改。數(shù)據(jù)庫(kù)緒論19 人工管理階段(20世紀(jì)50年代中期以前）數(shù)據(jù)庫(kù)緒論18應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)集1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)集2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)集n圖1-3 人工管理階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)緒論20應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)集1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)集2應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫(kù)緒論19 文件系統(tǒng)階段(50年代后期60年代中期）特點(diǎn)： (1)數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存 (2)由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù) 相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)文件; “按文件名訪問，按記錄進(jìn)行存取”的管理技術(shù);記錄內(nèi)的結(jié)構(gòu)性而整體無結(jié)構(gòu)；存取方法轉(zhuǎn)換使應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間有了一定的獨(dú)立性；數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)上的改變不一定反映在程序上。 (3)數(shù)據(jù)共享性差,冗余度大 文件仍然是面

9、向應(yīng)用的;數(shù)據(jù)的冗余度大;數(shù)據(jù)的修改和維護(hù)困難 。 (4)數(shù)據(jù)獨(dú)立性低 不易擴(kuò)充；數(shù)據(jù)與程序之間仍缺乏獨(dú)立性；是一個(gè)無彈性的無結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫(kù)緒論21 文件系統(tǒng)階段(50年代后期60年代中期）數(shù)據(jù)庫(kù)緒論20應(yīng)用程序1文件1應(yīng)用程序2文件2應(yīng)用程序n文件n圖1-4 文件系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系存取方法數(shù)據(jù)庫(kù)緒論22應(yīng)用程序1文件1應(yīng)用程序2文件2應(yīng)用程序n文數(shù)據(jù)庫(kù)緒論21數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代 ）特點(diǎn)： (1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫(kù)與文件系統(tǒng)的根本區(qū)別。 文件系統(tǒng)中，盡管其記錄內(nèi)部已有了某些結(jié)構(gòu)，但記錄之間沒有聯(lián)系。數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的

10、結(jié)構(gòu)化，描述數(shù)據(jù)時(shí)不僅要描述數(shù)據(jù)本身，還要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)不再針對(duì)其一應(yīng)用，是面向全組織，具有整體的結(jié)構(gòu)化。數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)。數(shù)據(jù)庫(kù)緒論23數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代 ）學(xué)生記錄格式示例 主記錄詳細(xì)記錄格式示例 (a)學(xué)生記錄格式示例 主記錄詳細(xì)記錄格式示例 (a)主記錄詳細(xì)記錄格式示例(b)面向組織(多個(gè)應(yīng)用）的學(xué)生數(shù)據(jù)組織主記錄詳細(xì)記錄格式示例(b)面向組織(多個(gè)應(yīng)用）的學(xué)生數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)緒論24數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代 ）-續(xù)特點(diǎn)(2)數(shù)據(jù)的共享性好，冗余度低，易擴(kuò)充 面向整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以被多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用共享使用。共享導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余度低，同時(shí)可避免數(shù)據(jù)之間的

11、不相容性與不一致性。容易增加新的應(yīng)用，這就使得數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)彈性大，易于擴(kuò)充。數(shù)據(jù)庫(kù)緒論26數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代 ）-續(xù)數(shù)據(jù)庫(kù)緒論25數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代 ）-續(xù)特點(diǎn)(3)數(shù)據(jù)獨(dú)立性高數(shù)據(jù)獨(dú)立性是由DBMS的二級(jí)映象功能來保證的。邏輯獨(dú)立性是指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的。它由DBMS的數(shù)據(jù)的總體邏輯結(jié)構(gòu)與局部邏輯結(jié)構(gòu)之間的映像功能保證。物理獨(dú)立性是指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的。它由DBMS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)之間的映像功能保證。數(shù)據(jù)庫(kù)緒論27數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代 ）-續(xù)數(shù)據(jù)庫(kù)緒論26數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代 ）-續(xù)特點(diǎn)(4)數(shù)據(jù)由DBM

12、S統(tǒng)一管理和控制 數(shù)據(jù)庫(kù)的共享是并發(fā)的(Concurrency) 。 DBMS的數(shù)據(jù)控制功能： (1)數(shù)據(jù)的安全性 (Security) (2)數(shù)據(jù)的完整性 (Integrity) - 正確性、有效性和相容性 (3)并發(fā)(Concurrency)控制 (4)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)(Recovery)數(shù)據(jù)庫(kù)緒論28數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代 ）-續(xù)數(shù)據(jù)庫(kù)緒論27應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2圖1-5 數(shù)據(jù)庫(kù)管理階段程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 DBMS 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)緒論29應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2圖1-5 數(shù)據(jù)庫(kù)管理數(shù)據(jù)庫(kù)緒論28表1-1 數(shù)據(jù)管理三個(gè)階段的比較 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的出現(xiàn)使信息系統(tǒng)從以加工數(shù)據(jù)的程序?yàn)橹行霓D(zhuǎn)向圍繞共享的數(shù)據(jù)

13、庫(kù)為中心的新階段。數(shù)據(jù)庫(kù)緒論30表1-1 數(shù)據(jù)管理三個(gè)階段的比較數(shù)據(jù)庫(kù)緒論291.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件的研制2.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)3.數(shù)據(jù)庫(kù)理論數(shù)據(jù)庫(kù)緒論311.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建（20世紀(jì)60年代和更早）原始文件處理 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) （70年代）層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)建模工具：E-R模型等索引和數(shù)據(jù)組織技術(shù)：B+樹，Hash等查詢語(yǔ)言:SQL等用戶界面：表單、報(bào)告等查詢處理和查詢優(yōu)化事務(wù)管理：恢復(fù)和并發(fā)控制等聯(lián)機(jī)事務(wù)處理（OLTP)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的演化數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘（ 80年代后期現(xiàn)在）數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和

14、OLAP技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn) 高級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) （80年代中期現(xiàn)在）高級(jí)數(shù)據(jù)模型： 擴(kuò)充關(guān)系、面向?qū)ο蟆?對(duì)象關(guān)系、演繹面向應(yīng)用： 空間的、時(shí)間的、多媒體的、 主動(dòng)的、科學(xué)的、知識(shí)庫(kù)基于Web的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（90年代現(xiàn)在）基于XML的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) Web挖掘新一代綜合信息系統(tǒng)（ 2000） 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘 高級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基于W數(shù)據(jù)庫(kù)緒論32新一代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及其相互關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)緒論34新一代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及其相互關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)緒論331.2 數(shù)據(jù)模型(Data Model) 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展是沿著數(shù)據(jù)模型的主線展開的 數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象 抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息的工具 數(shù)據(jù)模型

15、應(yīng)滿足三方面要求： 能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界 容易為人所理解 便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)緒論351.2 數(shù)據(jù)模型(Data Model數(shù)據(jù)庫(kù)緒論34根據(jù)應(yīng)用的不同目的，數(shù)據(jù)模型劃分為兩類： 概念模型（信息模型） 按用戶的觀點(diǎn)來對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模；主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)模型 按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模；主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型等，主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn)。 數(shù)據(jù)庫(kù)緒論36根據(jù)應(yīng)用的不同目的，數(shù)據(jù)模型劃分為兩類：現(xiàn)實(shí)世界 信息世界 概念模型機(jī)器世界 DBMS支持的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換認(rèn)識(shí) 抽象圖1-10 對(duì)象的抽象過程現(xiàn)實(shí)世界 信息世界 機(jī)器世界 轉(zhuǎn)換認(rèn)識(shí) 圖1-10 數(shù)據(jù)庫(kù)緒論361.2.1

16、數(shù)據(jù)模型的三個(gè)要素 1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 所研究的對(duì)象類型的集合 與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象（例如網(wǎng)狀模型中的數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄，關(guān)系模型中的域、屬性、關(guān)系等） 與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對(duì)象（例如網(wǎng)狀模型中的系型）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述，是刻畫一個(gè)數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面。 數(shù)據(jù)庫(kù)緒論381.2.1 數(shù)據(jù)模型的三個(gè)要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)緒論37 2. 數(shù)據(jù)操作 是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象(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(kù)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)操作是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述 3.數(shù)據(jù)的約束條件 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)

17、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(kù)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)庫(kù)緒論39 2. 數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)庫(kù)緒論381.2.2 概念模型 概念模型是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次 概念模型用于信息世界的建模應(yīng)具有較強(qiáng)的語(yǔ)義表達(dá)能力應(yīng)簡(jiǎn)單、清晰、易于用戶理解 數(shù)據(jù)庫(kù)緒論401.2.2 概念模型數(shù)據(jù)庫(kù)緒論39信息世界中的基本概念 (1)實(shí)體(Entity) 客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體 (2)屬性(Attribute) 實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來刻畫。例如： (94002268，張山，男，1976，計(jì)算機(jī)系，1994)

18、(3)碼(Key) 唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為“碼” 數(shù)據(jù)庫(kù)緒論41信息世界中的基本概念 (4)域(Domain) 屬性的取值范圍稱為該屬性的域例如，學(xué)號(hào)的域?yàn)?位整數(shù)，姓名的域?yàn)樽址希挲g的域?yàn)樾∮?8的整數(shù)，性別的域?yàn)?男，女)。 (5)實(shí)體型(Entity Type) 用實(shí)體名及其屬性集合來抽象和刻畫同類實(shí)體，稱為實(shí)體型。 學(xué)生(學(xué)號(hào)，姓名，出生年份，系，入學(xué)時(shí)間) (6)實(shí)體集(Entity Set) 同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集 (4)域(Domain)數(shù)據(jù)庫(kù)緒論41(7)聯(lián)系(Relationship) 現(xiàn)實(shí)世界中的事物內(nèi)部以及事物之間是有聯(lián)系的，在信息世界中反映為：實(shí)體(型)內(nèi)部

19、的聯(lián)系：組成實(shí)體的各屬性之間的聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體(型)之間的聯(lián)系：不同實(shí)體集之間的聯(lián)系 一對(duì)一聯(lián)系(1:1) ，如“班級(jí)班長(zhǎng)” 一對(duì)多聯(lián)系(1:n)，如“班級(jí)學(xué)生” 多對(duì)多聯(lián)系(m:n)，如“課程學(xué)生”數(shù)據(jù)庫(kù)緒論43(7)聯(lián)系(Relationship)實(shí)體型A實(shí)體型B實(shí)體型B實(shí)體型A實(shí)體型A實(shí)體型B聯(lián)系名聯(lián)系名聯(lián)系名兩個(gè)實(shí)體型之間的三類聯(lián)系11mnn11:1聯(lián)系 1:n聯(lián)系 m:n聯(lián)系實(shí)體型A實(shí)體型B實(shí)體型B實(shí)體型A實(shí)體型A實(shí)體型B聯(lián)系名聯(lián)系名數(shù)據(jù)庫(kù)緒論43 多個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系也可以分為三類： 一對(duì)一聯(lián)系(1 : 1) 一對(duì)多聯(lián)系(1 : n)若實(shí)體集E1，E2，En存在聯(lián)系，對(duì)于實(shí)體集Ej(j

20、=1，2，i-1，i+1,n)中的給定實(shí)體，最多只和Ei中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則說Ei與E1，E2，Ei-1,Ei+1,En之間的聯(lián)系是一對(duì)多的。 多對(duì)多聯(lián)系(m : n) 例如：“供應(yīng)商、項(xiàng)目和零件”數(shù)據(jù)庫(kù)緒論45 多個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系也可以分為三類：數(shù)據(jù)庫(kù)緒論44 同一個(gè)實(shí)體集內(nèi)的各實(shí)體之間也可以存在一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多的聯(lián)系。職工領(lǐng)導(dǎo)1n數(shù)據(jù)庫(kù)緒論46 同一個(gè)實(shí)體集內(nèi)的各實(shí)體之間也可以存在一對(duì)一數(shù)據(jù)庫(kù)緒論45 2.概念模型的表示方法 實(shí)體聯(lián)系方法(Entity-Relationship Approach) 由P.P.SChen于1976年提出，用E-R圖描述現(xiàn)實(shí)世界中的概念模型。 實(shí)體型

21、 矩形 屬性 橢圓形 聯(lián)系 菱形 數(shù)據(jù)庫(kù)緒論47 2.概念模型的表示方法 工廠物資管理E-R圖 工廠物資管理E-R圖數(shù)據(jù)庫(kù)緒論471.2.2 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域中最常用的數(shù)據(jù)模型有4種 層次模型(Hierarchical Model),如 IBM的IMS系統(tǒng) 網(wǎng)狀模型(Network Model),如DBTG系統(tǒng) 關(guān)系模型(Relational Model)，如Oracle，Sybase 面向?qū)ο竽Ｐ?Object Oriented Model)數(shù)據(jù)庫(kù)緒論491.2.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫(kù)緒論481.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的兩種考察角度 從數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)角度看，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通常采用三級(jí)模

22、式結(jié)構(gòu)，這是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從數(shù)據(jù)庫(kù)最終用戶角度看，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為集中式結(jié)構(gòu)(又可有單用戶結(jié)構(gòu)、主從式結(jié)構(gòu))、分布式結(jié)構(gòu)、客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)和并行結(jié)構(gòu)。這是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫(kù)緒論501.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的兩數(shù)據(jù)庫(kù)緒論491.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu) “型” (Type)和“值” (Value) 型是指一類數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說明，值是型的一個(gè)具體賦值。 例：記錄型 (學(xué)號(hào)，姓名，性別，系別，年齡，籍貫) 記錄值 (900201，李明，男，計(jì)算機(jī)，22，江蘇) 數(shù)據(jù)庫(kù)緒論511.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)緒論50模式(schema)：是數(shù)據(jù)

23、庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。它僅僅涉及到型的描述，不涉及到具體的值模式的一個(gè)具體值稱為模式的一個(gè)實(shí)例(instance)同一個(gè)模式可以有很多實(shí)例；模式是相對(duì)穩(wěn)定的，而實(shí)例是相對(duì)變動(dòng)的；模式反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系，而實(shí)例反映的是數(shù)據(jù)庫(kù)某一時(shí)刻的狀態(tài)。不同的DBMS在體系結(jié)構(gòu)上通常都具有相同的特征，即采用三級(jí)模式結(jié)構(gòu)并提供兩級(jí)映象功能。數(shù)據(jù)庫(kù)緒論52模式(schema)：是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏數(shù)據(jù)庫(kù)緒論511 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)模式（Schema) 也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)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)視圖它是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層模式實(shí)際上是數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)

24、在邏輯級(jí)上的視圖一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式。數(shù)據(jù)庫(kù)模式以某一種數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，統(tǒng)一綜合地考慮了所有用戶的需求，并將這些需求有機(jī)地結(jié)合成一個(gè)邏輯整體。模式定義包括數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)定義、數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系定義以及安全性、完整性要求的定義。DBMS提供模式定義語(yǔ)言(模式DDL)來嚴(yán)格地定義模式數(shù)據(jù)庫(kù)緒論531 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)模式（Schem數(shù)據(jù)庫(kù)緒論522) 外模式（External Schema) 也稱子模式(Subshema) 或用戶模式，它是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(包括應(yīng)用程序員和最終用戶)能夠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， 是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。外模式通

25、常是模式的子集一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以有多個(gè)外模式 外模式是保證數(shù)據(jù)庫(kù)安全性的一個(gè)有力措施數(shù)據(jù)庫(kù)緒論542) 外模式（External Schema數(shù)據(jù)庫(kù)緒論533) 內(nèi)模式（Internal Schema) 也稱存儲(chǔ)模式(Storage schema)，它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的表示方式。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式。 例如，記錄的存儲(chǔ)方式是順序存儲(chǔ)、按照B樹結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)還是按hash方法存儲(chǔ)；索引按照什么方式組織；數(shù)據(jù)是否壓縮存儲(chǔ)，是否加密；數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)有何規(guī)定等。數(shù)據(jù)庫(kù)緒論553) 內(nèi)模式（Internal Schema應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)用C外模式2外模式1外模式3模式

26、內(nèi)模式DB123外模式/模式映象模式/內(nèi)模式映象圖1-24 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)用C外模式2外模式1外模式3模式內(nèi)模式D數(shù)據(jù)庫(kù)緒論552 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性三級(jí)模式之間的二級(jí)映象：1. 外模式/模式映象 對(duì)于每一個(gè)外模式，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都有一個(gè)外模式/模式映象，它定義了該外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系(這些映象定義通常包含在各自外模式的描述中)。當(dāng)模式改變時(shí)(例如增加新的關(guān)系、新的屬性、改變屬性的數(shù)據(jù)類型等)，DBA對(duì)各個(gè)外模式模式的映象作相應(yīng)改變，可以使外模式保持不變。 數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性數(shù)據(jù)庫(kù)緒論572 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性三數(shù)據(jù)庫(kù)緒論56 2. 模式/內(nèi)模式映象 存在一個(gè)唯一的模式內(nèi)模式映象