數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論課件

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(緒論)1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(緒論)1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論第一節(jié)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述一、基本概念1、數(shù)據(jù)(Data):描述事物的符號記錄稱為數(shù)據(jù)。

（王彤，9098135，女，1980，江蘇，計算機(jī)系，1998）2、數(shù)據(jù)庫(DataBase)：這個詞起源于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時美國為了戰(zhàn)爭的需要，把各種情報集中在一起，存儲在計算機(jī)里，成為InformationBase或DataBase。指長期儲存在計算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論第一節(jié)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述一、基本概念2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(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。主要功能：（1）數(shù)據(jù)定義功能(DDL—數(shù)據(jù)定義語言)（2）數(shù)據(jù)操縱功能(DML—數(shù)據(jù)操縱語言)（3）數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理（4）數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)：是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一（1）數(shù)據(jù)定義功能(DDL—數(shù)據(jù)定義語言)提供數(shù)據(jù)定義語言（DDL）定義源模式（外模式、內(nèi)模式、模式）。

（2）數(shù)據(jù)操縱功能(DML—數(shù)據(jù)操縱語言)DML有兩類：嵌入主語言中的宿主型DML，如C，PASCAL等語言中要對數(shù)據(jù)操作，不能獨(dú)立操作；交互式命令語言，可以獨(dú)立使用，稱為自含型或自主型DML，解釋執(zhí)行。

4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論（1）數(shù)據(jù)定義功能(DDL—數(shù)據(jù)定義語言)提供數(shù)據(jù)定義（3）數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理

并發(fā)控制避免并發(fā)程序之間互相干擾防止數(shù)據(jù)庫被破壞杜絕提供給用戶不正確的數(shù)據(jù)

存取控制（安全性檢查）

完整性約束條件的檢查和執(zhí)行保護(hù)數(shù)據(jù)庫始終包含正確的數(shù)據(jù)用戶可以設(shè)計完整性規(guī)則以確保數(shù)據(jù)值的正確性數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的維護(hù)等（如索引、數(shù)據(jù)字典的自動維護(hù)）。

5數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論（3）數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理

并發(fā)控制5數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論（4）.數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能

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數(shù)據(jù)庫的初始載入和轉(zhuǎn)換l

數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲和恢復(fù)l

數(shù)據(jù)庫的重組織l

性能監(jiān)視、分析等。

6數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論（4）.數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能

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數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述—基本概念4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)：指在計算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構(gòu)成。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)圖應(yīng)用系統(tǒng)用戶用戶應(yīng)用開發(fā)工具數(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7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述—基本概念4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)：指在計算機(jī)二數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

人工管理階段(1)1、背景：計算機(jī)剛剛問世，主要用于科學(xué)計算。硬件：這一階段外存儲器有磁帶、卡片、紙帶，沒有磁盤等直接存取設(shè)備，輸入的數(shù)據(jù)和程序都是二進(jìn)制代碼，只有專業(yè)人員才能操作，而且極易出錯，不便于輸入大量數(shù)據(jù)。

軟件：沒有操作系統(tǒng)，也沒有管理數(shù)據(jù)的軟件，數(shù)據(jù)處理方式是批處理。

8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論二數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

人工管理階段(1)1、背景：計算機(jī)人工管理階段2、人工管理階段

特點(diǎn)：數(shù)據(jù)不保存應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù):程序員不僅要設(shè)計程序中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，而且要設(shè)計程序中的物理結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)不共享數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性9數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論人工管理階段2、人工管理階段特點(diǎn)：9數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒人工管理階段數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n程序1程序2程序n10數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論人工管理階段數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n程序1程序2程序n10數(shù)據(jù)庫系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

文件管理階段(2)

1、背景：計算機(jī)不僅用于科學(xué)計算，還大量用于管理。硬件：外存儲器有了磁盤、磁鼓等直接存取的設(shè)備，使用戶不必為存取數(shù)據(jù)而煩惱。軟件：出現(xiàn)操作系統(tǒng)，其中有專門管理數(shù)據(jù)的軟件，稱其為文件系統(tǒng)。處理方式有文件批處理和聯(lián)機(jī)實(shí)時處理。11數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

文件管理階段(2)

1、背景：計算2、文件管理階段特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)可以長期保存由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大數(shù)據(jù)獨(dú)立性差程序與數(shù)據(jù)的關(guān)系見p8圖1.412數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論2、文件管理階段特點(diǎn)12數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論文件系統(tǒng)階段文件1文件2文件n程序1程序2程序n文件系統(tǒng)13數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論文件系統(tǒng)階段文件1文件2文件n程序1程序2程序n文件系統(tǒng)1數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(3)1、背景：計算機(jī)用于管理的規(guī)模更為龐大，應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)據(jù)量急劇增長。硬件：大容量磁盤。價格下降。軟件：價格上升。聯(lián)機(jī)實(shí)時處理要求增加，開始考慮分布處理。14數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(3)1、背景：計算機(jī)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展(3)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段2、計算機(jī)數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)：在這樣的背景下，多用戶、多應(yīng)用共享數(shù)據(jù)的需求，使數(shù)據(jù)盡可能為多個應(yīng)用服務(wù)，此時數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)為：

面向全組織的復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)冗余度小，共享性高，易于擴(kuò)充。

具有較高的程序和數(shù)據(jù)的獨(dú)立性。

統(tǒng)一的數(shù)據(jù)控制功能（安全控制、完整性控制、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)）。

15數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展(3)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段2、計算機(jī)數(shù)據(jù)管數(shù)據(jù)庫階段用戶的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫整體邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性圖1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)16數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫階段用戶的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫整體邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)比較文件系統(tǒng)一般只考慮記錄內(nèi)部的聯(lián)系，而不去考慮記錄之間的聯(lián)系因而整體上看，文件之間缺乏聯(lián)系，數(shù)據(jù)的整體結(jié)構(gòu)差數(shù)據(jù)庫技術(shù)不但考慮記錄內(nèi)部的聯(lián)系，而且還要考慮記錄之間的聯(lián)系記錄之間的聯(lián)系比較復(fù)雜，相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜17數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)比較17數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫階段數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS18數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫階段數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)庫18數(shù)第二節(jié)數(shù)據(jù)模型定義:是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。分類：據(jù)模型應(yīng)用的不同目的，模型分為兩類：概念模型和數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足的條件：能比較真實(shí)的模擬現(xiàn)實(shí)世界容易為人所理解便于在計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)19數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論第二節(jié)數(shù)據(jù)模型定義:是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。19數(shù)準(zhǔn)備：三個世界的假設(shè)現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和數(shù)據(jù)世界（計算機(jī)世界）。1、現(xiàn)實(shí)世界：存在于人腦之外的客觀世界，是具體事物與抽象概念及其相互聯(lián)系的綜合。（1）事物（個體）：一個實(shí)際存在的且可以被識別的事件（2）

特征：區(qū)別不同個體的依據(jù)a.

個體的某些特征是相對固定的。b.

個體可能有許多特征（3）全體：共有相同特征項目要求的個體為同類個體，所有同類個體構(gòu)成一個集合稱為“全體”。例學(xué)校的所有學(xué)生。（4）

關(guān)聯(lián)：個體間的相互關(guān)系。20數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論準(zhǔn)備：三個世界的假設(shè)20數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論三個世界的假設(shè)2、信息世界是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映，是從后者到前者的抽象。（1）實(shí)體：每一個被認(rèn)識了的個體在信息世界中成為實(shí)體。（2）屬性：個體每個特征在人腦中形成的認(rèn)識。（3）實(shí)體集：對應(yīng)于現(xiàn)實(shí)世界中的全體。相同型的實(shí)體集合成為實(shí)體集。如所有學(xué)生元組構(gòu)成的教工集合。（4）

聯(lián)系：現(xiàn)實(shí)世界中事物間的關(guān)聯(lián)在信息世界中反映為實(shí)體間的聯(lián)系。21數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論三個世界的假設(shè)2、信息世界21數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論三個世界的假設(shè)3、計算機(jī)世界（數(shù)據(jù)世界）（1）

數(shù)據(jù)項：對應(yīng)與屬性項（2）

記錄：同一實(shí)體的所有數(shù)據(jù)項按一定的方式組織在一起構(gòu)成表達(dá)實(shí)體的數(shù)據(jù)總和，成為記錄。包括記錄型和記錄值（3）

文件：同型的一組記錄組合在一起構(gòu)成文件。（4）

數(shù)據(jù)模型：E—R模型在數(shù)據(jù)世界中的進(jìn)一步抽象。22數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論三個世界的假設(shè)3、計算機(jī)世界（數(shù)據(jù)世界）22數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-類型和值在數(shù)據(jù)庫中，每個概念都有類型（type）類型是概念的內(nèi)涵值（value）值是概念的外延例如學(xué)生實(shí)體集中，學(xué)生是一個實(shí)體類型，而具體的人張三、李四是實(shí)體值學(xué)號、姓名、年齡是屬性而3567、張三、19是對應(yīng)的屬性值23數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論類型和值在數(shù)據(jù)庫中，每個概念都有23數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論物理存儲中的數(shù)據(jù)描述計算機(jī)存儲器中的術(shù)語位（bit）一個二進(jìn)制位稱為“位”，一位只能取0或1狀態(tài)字節(jié)（byte）8個二進(jìn)制位稱為一個字節(jié)字（word）若干個字節(jié)組成一個字，一個字所含的二進(jìn)制位的位數(shù)稱為字長（有8位、16位、24位、32位等）24數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論物理存儲中的數(shù)據(jù)描述計算機(jī)存儲器中的術(shù)語24數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論物理存儲中的數(shù)據(jù)描述塊（block）或物理塊、物理記錄每塊的大小為28～

212字節(jié)塊是內(nèi)存和外存交換信息的最小單位卷（volume）一臺輸入輸出設(shè)備所能裝載的全部有用信息如磁帶機(jī)的一盤磁帶就是一卷25數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論物理存儲中的數(shù)據(jù)描述塊（block）或物理塊、物理記錄25邏輯數(shù)據(jù)和物理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的描述形式物理描述是指數(shù)據(jù)在存儲設(shè)備上的存儲方式，物理數(shù)據(jù)是實(shí)際存儲在存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)物理聯(lián)系，物理結(jié)構(gòu)、物理文件、物理記錄等術(shù)語，都是描述物理數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)邏輯描述是指程序員或用戶用來操作的數(shù)據(jù)形式，是抽象的概念邏輯聯(lián)系、邏輯結(jié)構(gòu)、邏輯文件、邏輯記錄等術(shù)語，都是用戶觀點(diǎn)的數(shù)據(jù)描述26數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論邏輯數(shù)據(jù)和物理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的描述形式26數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論邏輯數(shù)據(jù)和物理數(shù)據(jù)邏輯數(shù)據(jù)與物理數(shù)據(jù)之間的關(guān)系用戶看到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)與存儲器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)可能完全不同應(yīng)用數(shù)據(jù)管理軟件把邏輯數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成物理數(shù)據(jù)，或把物理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成邏輯數(shù)據(jù)27數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論邏輯數(shù)據(jù)和物理數(shù)據(jù)邏輯數(shù)據(jù)與物理數(shù)據(jù)之間的關(guān)系27數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個世界的術(shù)語有所不同

現(xiàn)

實(shí)

世

界信

息

世

界

數(shù)

據(jù)

世

界

組

織實(shí)

體—聯(lián)

系數(shù)

據(jù)

模

型

全

體實(shí)

體

集

合文

件

個

體實(shí)

體記

錄

特

征屬

性數(shù)

據(jù)

項28數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論三個世界的術(shù)語有所不同

現(xiàn)實(shí)世界信息世界數(shù)概念模型、數(shù)據(jù)模型概念模型：也稱信息模型，是按用戶的觀點(diǎn)來對數(shù)據(jù)和信息建模，是現(xiàn)實(shí)世界到信息世界的第一層抽象，是用戶和數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員交流的語言，主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計。數(shù)據(jù)模型：是按計算機(jī)的觀點(diǎn)對數(shù)據(jù)建模，是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。主要包括層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ?。主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn)。29數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論概念模型、數(shù)據(jù)模型概念模型：也稱信息模型，是按用戶的一、概念模型的基本概念概念模型：是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的中間層次。信息世界中的基本概念：實(shí)體(Entity)：客觀存在并相互區(qū)別的事物。屬性(Attribute)：實(shí)體所具有的某一特征。碼(Key)：唯一標(biāo)識實(shí)體的屬性集。域(Domain)：屬性的取值范圍為該屬性的域。實(shí)體型(EntityType)：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。實(shí)體集(EntitySet)：同型實(shí)體的集合。聯(lián)系(Relationship)30數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論一、概念模型的基本概念概念模型：是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的中間層二、概念模型的表示方法(1)概念模型的表示方法:最著名的方法是1976年由P.P.Chen提出的實(shí)體-聯(lián)系方法(E-R方法)。實(shí)體型：用矩形表示，框內(nèi)寫明實(shí)體名。屬性：用橢圓表示，并用無向邊和相應(yīng)實(shí)體相連。例:聯(lián)系：用菱形表示，框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊和有關(guān)實(shí)體相連，邊旁標(biāo)明聯(lián)系的類型。例:學(xué)號學(xué)生學(xué)習(xí)學(xué)生課程31數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論二、概念模型的表示方法(1)概念模型的表示方法:最著名的方法概念模型的表示方法(2)兩個實(shí)體之間的聯(lián)系類型：一對一：如果對于實(shí)體集A中的每一個實(shí)體，實(shí)體集B中至多有一個實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然。一對多：如果對于實(shí)體集A中的每一個實(shí)體，實(shí)體集B中有n個實(shí)體(n≥0)與之聯(lián)系，反之，對于實(shí)體集B中的每一個實(shí)體，實(shí)體集A中至多只有1個實(shí)體與之聯(lián)系。多對多：如果對于實(shí)體集A中的每一個實(shí)體，實(shí)體集B中有n個實(shí)體(n≥0)與之聯(lián)系，反之，對于實(shí)體集B中的每一個實(shí)體，實(shí)體集A中也有m個實(shí)體(m≥0)與之聯(lián)系。32數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論概念模型的表示方法(2)兩個實(shí)體之間的聯(lián)系類型：32數(shù)據(jù)庫系E1E2乘客座位實(shí)體集E1實(shí)體集E2圖1.8一對一聯(lián)系實(shí)體間的聯(lián)系一對一聯(lián)系33數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論E1E2乘客座位實(shí)體集E1實(shí)體集E2圖1.8一對一聯(lián)系實(shí)體間的聯(lián)系一對多聯(lián)系E1E2工人車間實(shí)體集E1實(shí)體集E2圖1.9一對多聯(lián)系34數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論實(shí)體間的聯(lián)系一對多聯(lián)系E1E2工人車間實(shí)體集E1實(shí)體集E2圖實(shí)體間的聯(lián)系多對多聯(lián)系E1E2課程學(xué)生實(shí)體集E1實(shí)體集E2圖1.10多對多聯(lián)系35數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論實(shí)體間的聯(lián)系多對多聯(lián)系E1E2課程學(xué)生實(shí)體集E1實(shí)體集E2概念模型的表示方法(3)兩個實(shí)體型之間聯(lián)系的表示方法11m

1nn

1:11:nm:n班級任職班長班級學(xué)生包括學(xué)生課程選修36數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論概念模型的表示方法(3)兩個實(shí)體型之間聯(lián)系的表示方法班級任職概念模型的表示方法(4)兩個以上實(shí)體型之間也存在著一對一、一對多、多對多聯(lián)系。表示方法：1mmnnp供應(yīng)商零件供應(yīng)項目課程講授教師參考書37數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論概念模型的表示方法(4)兩個以上實(shí)體型之間也存在著一對一、一概念模型的表示方法(5)同一實(shí)體集內(nèi)的各實(shí)體之間也可存在一對一、一對多、多對多的聯(lián)系。表示方法：1n11職工領(lǐng)導(dǎo)職工婚姻38數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論概念模型的表示方法(5)同一實(shí)體集內(nèi)的各實(shí)體之間也可存在一對概念模型的表示方法(6)倉庫倉庫號面積電話號零件零件號名稱規(guī)格單價描述供應(yīng)商供應(yīng)商號姓名地址電話號碼賬號職工號職工姓名年齡職稱項目項目號預(yù)算開工日期39數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論概念模型的表示方法(6)倉庫倉庫號面積電話號零件零件號名稱規(guī)概念模型的表示方法(7)實(shí)體及其聯(lián)系圖1n

mm1nnpn供應(yīng)商項目供應(yīng)量供應(yīng)庫存量零件倉庫存放職工工作領(lǐng)導(dǎo)40數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論概念模型的表示方法(7)實(shí)體及其聯(lián)系圖供應(yīng)商項目供應(yīng)量供應(yīng)庫概念模型的表示方法(8)完整E-R圖

1nmm1nnpn職工號姓名年齡職稱供應(yīng)商項目零件倉庫職工供應(yīng)量庫存量供應(yīng)存放工作領(lǐng)導(dǎo)倉庫號面積電話號零件號名稱規(guī)格單價描述項目號預(yù)算開工日期供應(yīng)商號姓名地址電話號碼賬號41數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論概念模型的表示方法(8)完整E-R圖職工號姓名年齡職稱供應(yīng)商三、數(shù)據(jù)模型的組成要素數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是所研究的對象類型的集合。是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述。數(shù)據(jù)操作：是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實(shí)例（值）允許執(zhí)行的操作的集合。是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。數(shù)據(jù)的約束條件：是一組完整性規(guī)則的集合。42數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論三、數(shù)據(jù)模型的組成要素數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是所研究的對象類型的集合。是舉例（學(xué)校系的教課模型）系

教研室

課程教師數(shù)據(jù)模型系

教研室課程教師數(shù)據(jù)模型的一個值系號系名系主任名室號室名室主任名課程號課程名學(xué)時數(shù)任課教師姓名年齡職稱辦公室研究方向3計算機(jī)張強(qiáng)301結(jié)構(gòu)王明302應(yīng)用李紅303軟件劉偉C001網(wǎng)絡(luò)36趙輝C002通信原理54李紅C003數(shù)據(jù)庫52王巖張英30講師303網(wǎng)絡(luò)周華44教授303密碼43數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論舉例（學(xué)校系的教課模型）系號系名四、最常用的數(shù)據(jù)模型層次摸型網(wǎng)狀模型關(guān)系模型44數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論四、最常用的數(shù)據(jù)模型層次摸型44數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義：滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。（一對多聯(lián)系）有且只有一個結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，稱為根結(jié)點(diǎn)。根以外的其他結(jié)點(diǎn)有且只有一個雙親結(jié)點(diǎn)。在層次模型中，每個結(jié)點(diǎn)表示一個記錄類型，記錄之間的聯(lián)系用結(jié)點(diǎn)之間的連線(有向邊)表示。45數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義：滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合多對多聯(lián)系在層次模型中的表示冗余結(jié)點(diǎn)法：兩個實(shí)體的多對多聯(lián)系通過增設(shè)兩個冗余結(jié)點(diǎn)將其轉(zhuǎn)換成兩個一對多聯(lián)系。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)清晰，允許結(jié)點(diǎn)改變存儲位置。缺點(diǎn)是需要額外占用存儲空間，有潛在的不一致性

m11nmmS-C學(xué)號姓名成績課程號課程名課程號課程名學(xué)號姓名成績學(xué)號姓名成績課程號課程名46數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論多對多聯(lián)系在層次模型中的表示冗余結(jié)點(diǎn)法：兩個實(shí)體的多對多聯(lián)系多對多聯(lián)系在層次模型中的表示虛擬結(jié)點(diǎn)法：將冗余結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為虛擬結(jié)點(diǎn)，虛擬結(jié)點(diǎn)是一個指引元，指向所替代的結(jié)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)是減少對存儲空間的浪費(fèi),避免產(chǎn)生潛在的不一致性。

缺點(diǎn)是結(jié)點(diǎn)改變存儲位置可能引起虛擬結(jié)點(diǎn)中指針的修改。課程號課程名學(xué)號姓名成績v.sv.c47數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論多對多聯(lián)系在層次模型中的表示虛擬結(jié)點(diǎn)法：將冗余結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為虛擬層次模型的數(shù)據(jù)操縱與完整性約束進(jìn)行插入操作時，沒有相應(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就不能插入子女結(jié)點(diǎn)的值。進(jìn)行刪除操作時，如刪除雙親結(jié)點(diǎn)值，則相應(yīng)的子女結(jié)點(diǎn)值也被同時刪除。進(jìn)行修改操作時，應(yīng)修改所有相應(yīng)記錄。48數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論層次模型的數(shù)據(jù)操縱與完整性約束進(jìn)行插入操作時，沒有相應(yīng)的雙親層次模型的存儲結(jié)構(gòu)鄰接法：按照層次樹前序穿越的順序把所有記錄值依次鄰接的存放，通過物理空間的位置來體現(xiàn)層次關(guān)系。鏈接法：用指引元來反映數(shù)據(jù)之間的層次關(guān)系。孩子—兄弟鏈接法層次序列鏈接法49數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論層次模型的存儲結(jié)構(gòu)鄰接法：按照層次樹前序穿越的順序把所有記錄層次模型的特點(diǎn)層次模型的優(yōu)點(diǎn)：層次數(shù)據(jù)模型本身比較簡單。對實(shí)體間的聯(lián)系固定。提供了良好的完整性支持。層次模型的缺點(diǎn)：只能表示1：N的聯(lián)系。對插入和刪除操作的限制較多。查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過雙親結(jié)點(diǎn)。由于結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，層次命令趨于程序化。50數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論層次模型的特點(diǎn)層次模型的優(yōu)點(diǎn)：50數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀模型：典型代表DBTG系統(tǒng)。滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系集合稱為網(wǎng)狀模型：允許一個以上的結(jié)點(diǎn)無雙親；一個結(jié)點(diǎn)可以由多于一個的雙親。使維S-SCC-SC用護(hù)工人設(shè)備學(xué)號姓名系別課程號課程名分?jǐn)?shù)學(xué)號課程號成績51數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀模型：典型代表DBTG系統(tǒng)。滿足下面兩網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Ｒ1

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L1L2

R1

R2

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L1L2

R3

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R4

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52數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Ｒ1網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）學(xué)生宿舍學(xué)生教研室系教師53數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）學(xué)生宿舍學(xué)生教研室系教師53數(shù)據(jù)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）父母人子女樹種植砍伐養(yǎng)育贍養(yǎng)54數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）父母人子女樹種植砍伐養(yǎng)育贍養(yǎng)54網(wǎng)狀模型的操縱、完整性、存儲結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的操縱與完整性約束支持記錄碼的概念保證一個聯(lián)系中雙親記錄和子女記錄之間是一對多的聯(lián)系可以支持雙親記錄和子女記錄之間的某些約束條件網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu):鏈接法55數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論網(wǎng)狀模型的操縱、完整性、存儲結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的操縱與完整性約網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）多對多聯(lián)系在網(wǎng)狀模型中的表示用網(wǎng)狀模型間接表示多對多聯(lián)系方法將多對多聯(lián)系直接分解成一對多聯(lián)系56數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論網(wǎng)狀數(shù)據(jù)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56網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的特點(diǎn)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點(diǎn)：能夠更為直接的描述現(xiàn)實(shí)世界具有良好的性能，存取效率較高網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。不利于最終用戶使用其DDL、DML語言復(fù)雜，用戶不宜使用57數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的特點(diǎn)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點(diǎn)：57數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒層次模型和網(wǎng)狀模型的區(qū)別網(wǎng)狀模型中子女結(jié)點(diǎn)與雙親結(jié)點(diǎn)的聯(lián)系不唯一，因此需要為每個聯(lián)系命名。網(wǎng)狀模型允許復(fù)合鏈，即兩個結(jié)點(diǎn)之間有兩種以上的聯(lián)系。58數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論層次模型和網(wǎng)狀模型的區(qū)別58數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論典型的網(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(shù)70年代推出實(shí)際系統(tǒng)CullinetSoftwareInc.公司的IDMSUnivac公司的DMS1100Honeywell公司的IDS/2HP公司的IMAGE59數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBTG系統(tǒng)，亦稱CODASYL系統(tǒng)59關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系模型：1970年IBM研究員E.F,Codd提出.是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上的。在用戶觀點(diǎn)下，其邏輯結(jié)構(gòu)為一張二維表。學(xué)號姓名年齡性別系名年級95004王小明19男社科系9595006張大鵬20男計算機(jī)9595008李小宇18女管理系95………………60數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系模型：1970年IBM研究員E.F,C關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系模型的基本概念關(guān)系(Relation)：一個關(guān)系對應(yīng)一張二維表元組(Tuple)：二維表中的一行屬性(Attribute)：二維表中的一列主碼(Key)：能夠唯一標(biāo)識元組的屬性組域(Domain)：屬性的取值范圍分量：元組中的一個屬性值關(guān)系模式：關(guān)系名(屬性1，屬性2，…，屬性n)注：關(guān)系的每一個分量必須是一不可分的數(shù)據(jù)項61數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系模型的基本概念61數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）例學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對多聯(lián)系：

學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系號，年級）課程（課程號，課程名，學(xué)分）選修（學(xué)號，課程號，成績）62數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）例62數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）關(guān)系必須是規(guī)范化的，滿足一定的規(guī)范條件最基本的規(guī)范條件：關(guān)系的每一個分量必須是一個不可分的數(shù)據(jù)項。63數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）關(guān)系必須是規(guī)范化的，滿足一定的規(guī)關(guān)系模型的操縱、完整性、存儲結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的操縱與完整性約束操作主要包括查詢、插入刪除和修改數(shù)據(jù)。完整性約束條件包括實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義完整性。關(guān)系模型的存儲結(jié)構(gòu)：實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都用表來表示。表以文件形式存儲。64數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論關(guān)系模型的操縱、完整性、存儲結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的操縱與完整性約關(guān)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(jié)果都是關(guān)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(xì)說明“怎么干”65數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱查詢、插入、刪除、更新65數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-關(guān)系模型的特點(diǎn)關(guān)系模型的優(yōu)點(diǎn)：關(guān)系模型是建立在嚴(yán)格數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上的；關(guān)系模型的概念單一；關(guān)系模型的存取路徑對用戶透明，具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和安全保密性，簡化了工作。關(guān)系模型的缺點(diǎn)：查詢效率不如非關(guān)系模型，必須進(jìn)行優(yōu)化。66數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論關(guān)系模型的特點(diǎn)關(guān)系模型的優(yōu)點(diǎn)：66數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的共享性高,冗余度低,易擴(kuò)充數(shù)據(jù)獨(dú)立性高數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)的安全性(Security)保護(hù)數(shù)據(jù)的完整性(Integrity)檢查并發(fā)控制(Concurrency)數(shù)據(jù)庫恢復(fù)(Recovery)67數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)：67數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒第三節(jié)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念型：指對某一類數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說明。值：型的一個具體賦值模式(Schema):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,僅涉及到型。實(shí)例(Instance)：模式的一個具體值。模式反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系，實(shí)例反映的是數(shù)據(jù)庫某一時刻的狀態(tài)。68數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論第三節(jié)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念68數(shù)據(jù)庫系數(shù)據(jù)庫的三級體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)它是數(shù)據(jù)的三個抽象級別它把數(shù)據(jù)的具體組織留給DBMS去做用戶只要抽象的處理數(shù)據(jù)不必關(guān)心數(shù)據(jù)在計算機(jī)中的表示和存儲減輕了用戶使用系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)DBMS在這三級結(jié)構(gòu)之間提供了兩個層次的映象外模式/模式模式/內(nèi)模式69數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫的三級體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)69數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫的三級體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫內(nèi)模式模式外模式B外模式A主語言+DDL模式/內(nèi)模式映象主語言+DDL主語言+DDL主語言+DDL主語言+DDL外模式/模式映象A外模式/模式映象B由數(shù)據(jù)庫管理員建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMSOS圖1.23數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)70數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫的三級體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫內(nèi)模式模式外模式B外模式A主語言+

外模式/模式映像內(nèi)模式/模式映像應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)用E外模式1外模式2外模式3模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫應(yīng)用D71數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)用E外模式1外模式2外模式3模式內(nèi)模式數(shù)二、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)(1)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)：指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由外模式、模式和內(nèi)模式三級構(gòu)成。模式：也稱邏輯模式，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，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式。外模式：也稱子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫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。72數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論二、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)(1)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)(2)內(nèi)模式：也稱存儲模式，是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)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。一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式。73數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)(2)內(nèi)模式：也稱存儲模式，是數(shù)據(jù)物數(shù)據(jù)庫的二級映像功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性

外模式/模式映像：定義某一個外模式和模式之間的對應(yīng)關(guān)系，這些映象通常包含在各自的外模式中。當(dāng)模式改變時，外模式/模式映象要作相應(yīng)的改變，以保證外模式保持不變，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性。映象的定義通常包含在各自的外模式中。74數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫的二級映像功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性

外模式/模式映像：定義某一模式/內(nèi)模式映像：是唯一的，定義數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。例如說明邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的。當(dāng)數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)改變了，模式/內(nèi)模式映象也要作相應(yīng)的變化，保持模式不變。保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性。。75數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論模式/內(nèi)模式映像：是唯一的，定義數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)(3)模式獨(dú)立與數(shù)據(jù)庫的其他層次；內(nèi)模式獨(dú)立于外模式，也獨(dú)立于具體的存儲設(shè)備；外模式定義在邏輯模式之上，獨(dú)立于存儲模式和存儲設(shè)備。特定應(yīng)用程序依賴于特定的外模式，與數(shù)據(jù)庫的模式和存儲結(jié)構(gòu)獨(dú)立。76數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)(3)模式獨(dú)立與數(shù)據(jù)庫的其他層次；7三、用戶訪問數(shù)據(jù)的過程應(yīng)用程序A對應(yīng)的外模式DBMS數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)OS6模式內(nèi)模式324DB系統(tǒng)緩沖區(qū)應(yīng)用程序A程序工作區(qū)返回狀態(tài)10187運(yùn)行日志9115DB系統(tǒng)緩沖區(qū)由DBMS在程序A運(yùn)行時為數(shù)據(jù)庫開辟的，用于數(shù)據(jù)的傳輸和格式的轉(zhuǎn)換圖1.24用戶訪問數(shù)據(jù)的過程77數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論三、用戶訪問數(shù)據(jù)的過程應(yīng)用程序ADBMS數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)庫操作用戶訪問數(shù)據(jù)的過程應(yīng)用程序A通過DBMS讀取數(shù)據(jù)庫中記錄的全過程用戶在應(yīng)用程序A中安排一條讀記錄的DML語句該語句給出涉及的外模式中記錄類型名及鍵值執(zhí)行該語句時，立即啟動DBMS，并把讀記錄的命令傳給DBMSDBMS檢查讀操作的合法性對讀命令加以分析從DD中調(diào)出與程序A對應(yīng)的外模式檢查該操作是否合法，決定是否執(zhí)行讀命令78數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論用戶訪問數(shù)據(jù)的過程應(yīng)用程序A通過DBMS讀取數(shù)據(jù)庫中記錄的用戶訪問數(shù)據(jù)的過程決定執(zhí)行A的命令，DBMS對概念模式操作調(diào)出相應(yīng)的概念模式執(zhí)行外模式/模式映象功能把外模式的外部記錄格式映象成概念模式的概念記錄格式?jīng)Q定概念模式應(yīng)讀哪些記錄DBMS對內(nèi)模式操作調(diào)出相應(yīng)的內(nèi)模式執(zhí)行模式/內(nèi)模式的映象功能，把概念記錄格式映象成內(nèi)模式的內(nèi)部記錄格式確定應(yīng)讀入哪些物理記錄以及相應(yīng)的地址信息79數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論用戶訪問數(shù)據(jù)的過程決定執(zhí)行A的命令，DBMS對概念模式操作用戶訪問數(shù)據(jù)的過程DBMS向操作系統(tǒng)OS發(fā)出從指定地址讀取物理記錄的命令OS執(zhí)行讀命令按指定地址從數(shù)據(jù)庫中把記錄讀入OS的系統(tǒng)緩沖區(qū)隨即讀入數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)緩沖區(qū)并在操作結(jié)束后向DBMS作出回答DBMS收到OS讀操作結(jié)束的回答后，將讀入緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成概念模式記錄、外部記錄80數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論用戶訪問數(shù)據(jù)的過程DBMS向操作系統(tǒng)OS發(fā)出從指定地址讀取物用戶訪問數(shù)據(jù)的過程DBMS把導(dǎo)出的外部記錄從系統(tǒng)緩沖區(qū)送到應(yīng)用程序A的變量中DBMS向運(yùn)行日志數(shù)據(jù)庫寫入讀一條記錄的信息，以備以后查閱數(shù)據(jù)庫的使用情況DBMS將讀記錄操作的成功與否信息返回給應(yīng)用程序A81數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論用戶訪問數(shù)據(jù)的過程DBMS把導(dǎo)出的外部記錄從系統(tǒng)緩沖區(qū)送到應(yīng)第四節(jié)DBS的全局結(jié)構(gòu)DBS必須在操作系統(tǒng)OS基礎(chǔ)上工作DBS的某些功能是由計算機(jī)系統(tǒng)的OS提供的，OS提供了DBS的最基本的服務(wù)82數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論第四節(jié)DBS的全局結(jié)構(gòu)DBS必須在操作系統(tǒng)OS基礎(chǔ)上工作8索引數(shù)據(jù)文件統(tǒng)計數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)字典事務(wù)管理器應(yīng)用程序目標(biāo)代碼嵌入式DML預(yù)編譯器DML編譯器DDL編譯器查詢運(yùn)行核心程序應(yīng)用界面應(yīng)用程序查詢數(shù)據(jù)庫模式初級用戶應(yīng)用程序員專業(yè)用戶DBA數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)查詢處理器存儲管理器用戶緩沖區(qū)管理器文件管理器磁盤存儲器授權(quán)和完整性管理器圖DBS全局結(jié)構(gòu)83數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論索引數(shù)據(jù)文件統(tǒng)計數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)字典事務(wù)管理器應(yīng)用程序嵌入式DMLD一、DBS的全局結(jié)構(gòu)DBS全局結(jié)構(gòu)（上圖）數(shù)據(jù)庫用戶DBADBA是控制整個數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)的人，負(fù)責(zé)三級結(jié)構(gòu)的建立和修改DBA和DBMS的界面是數(shù)據(jù)庫模式專業(yè)用戶數(shù)據(jù)庫設(shè)計中的上層人士，如系統(tǒng)分析員專業(yè)用戶和DBMS的界面是數(shù)據(jù)庫查詢應(yīng)用程序員是使用宿主語言和DML語言編程的應(yīng)用程序員他們和DBMS的界面是應(yīng)用程序84數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論一、DBS的全局結(jié)構(gòu)DBS全局結(jié)構(gòu)（上圖）84數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概DBS的全局結(jié)構(gòu)初級用戶使用應(yīng)用程序的非計算機(jī)人員初級用戶和DBMS的界面是應(yīng)用程序的運(yùn)行界面DBMS查詢處理器DML編譯器優(yōu)化DML語句，并轉(zhuǎn)換為“查詢運(yùn)行核心程序”能執(zhí)行的低層指令嵌入型DML預(yù)編譯器把嵌入在宿主語言中的DML語句預(yù)處理成規(guī)范的過程調(diào)用形式85數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS的全局結(jié)構(gòu)初級用戶85數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS的全局結(jié)構(gòu)DDL編譯器編譯或解釋DDL語句，并置入數(shù)據(jù)字典DD中查詢運(yùn)行核心程序執(zhí)行由DML編譯器產(chǎn)生的低層指令DBMS存儲管理器它提供存儲在數(shù)據(jù)庫中的低層數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序、查詢之間的界面授權(quán)和完整性管理器測試應(yīng)用程序是否滿足完整性約束檢查用戶訪問數(shù)據(jù)是否合法86數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS的全局結(jié)構(gòu)DDL編譯器86數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS的全局結(jié)構(gòu)事務(wù)管理器事務(wù)—DBS的邏輯工作單位，由對DB的操作序列組成用于確保一致性狀態(tài)保證事務(wù)的正確執(zhí)行文件管理器負(fù)責(zé)磁盤空間的合理分配管理物理文件的存儲結(jié)構(gòu)和存取方式緩沖區(qū)管理器為應(yīng)用程序開辟數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)緩沖區(qū)負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)通過緩沖區(qū)送入內(nèi)存確定進(jìn)入高速緩沖存儲器的數(shù)據(jù)87數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS的全局結(jié)構(gòu)事務(wù)管理器87數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS的全局結(jié)構(gòu)磁盤存儲器數(shù)據(jù)文件用來存儲數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)字典DD存儲三級結(jié)構(gòu)的描述索引是為了提高查詢速度而設(shè)置的邏輯排序手段統(tǒng)計數(shù)據(jù)存儲運(yùn)行時統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)88數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS的全局結(jié)構(gòu)磁盤存儲器88數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論二、DBS結(jié)構(gòu)分類集中式DBS定義運(yùn)行在單個計算機(jī)系統(tǒng)中，并與其它計算機(jī)沒有聯(lián)系的DBS稱為集中式DBS特點(diǎn)只有一臺計算機(jī)有若干臺設(shè)備控制器控制著磁盤、打印機(jī)和磁帶等設(shè)備計算機(jī)和設(shè)備控制器通過系統(tǒng)總線與共享的內(nèi)存相連計算機(jī)和設(shè)備控制器能夠并發(fā)執(zhí)行89數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論二、DBS結(jié)構(gòu)分類集中式DBS89數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS結(jié)構(gòu)分類CPU磁盤控制器打印機(jī)控制器磁帶機(jī)控制器磁盤打印機(jī)磁帶機(jī)內(nèi)存控制器內(nèi)存系統(tǒng)總線圖1.26集中式計算機(jī)系統(tǒng)90數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS結(jié)構(gòu)分類CPU磁盤控制器打印機(jī)控制器磁帶機(jī)控制器磁盤DBS結(jié)構(gòu)分類客戶機(jī)/服務(wù)器DBS（C/SDBS）把DBMS功能和應(yīng)用分開網(wǎng)絡(luò)中某個（些）結(jié)點(diǎn)上的計算機(jī)專門用于執(zhí)行DBMS功能，稱為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，簡稱服務(wù)器其他結(jié)點(diǎn)上的計算機(jī)安裝DBMS的外圍應(yīng)用開發(fā)工具，用戶的應(yīng)用系統(tǒng)，稱為客戶機(jī)91數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS結(jié)構(gòu)分類客戶機(jī)/服務(wù)器DBS（C/SDBS）91數(shù)功能的分布一些功能放在前端（即客戶機(jī)）上執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)前端處理和用戶界面另一些功能放在后端（即服務(wù)器）上執(zhí)行，完成事務(wù)處理和數(shù)據(jù)訪問控制92數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論功能的分布92數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS結(jié)構(gòu)分類客戶機(jī)客戶機(jī)客戶機(jī)客戶機(jī)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)圖1.27C/S系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)…93數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS結(jié)構(gòu)分類客戶機(jī)客戶機(jī)客戶機(jī)客戶機(jī)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)圖1.27DBS結(jié)構(gòu)分類SQL用戶界面格式界面報表輸出圖形界面SQL核心程序（存取控制、查詢優(yōu)化、并發(fā)控制、恢復(fù)等）界面（SQL+API）圖1.28C/SDBS的前、后端功能后端前端94數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS結(jié)構(gòu)分類SQL格式界面報表輸出圖形界面SQL核心程序客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)客戶端的用戶請求被傳送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行處理后，只將結(jié)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(wù)器一般都能在多種不同的硬件和軟件平臺上運(yùn)行可以使用不同廠商的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)工具95數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)客戶端的用戶請求被傳送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)“胖客戶”問題：系統(tǒng)安裝復(fù)雜，工作量大。應(yīng)用維護(hù)困難，難于保密，造成安全性差。相同的應(yīng)用程序要重復(fù)安裝在每一臺客戶機(jī)上，從系統(tǒng)總體來看，大大浪費(fèi)了系統(tǒng)資源。系統(tǒng)規(guī)模達(dá)到數(shù)百數(shù)千臺客戶機(jī)，它們的硬件配置、操作系統(tǒng)又常常不同，要為每一個客戶機(jī)安裝應(yīng)用程序和相應(yīng)的工具模塊，其安裝維護(hù)代價便不可接受了。96數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)“胖客戶”問題：96數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒3、瀏覽器/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器結(jié)構(gòu)客戶端：瀏覽器軟件、用戶界面瀏覽器的界面統(tǒng)一，廣大用戶容易掌握大大減少了培訓(xùn)時間與費(fèi)用。服務(wù)器端分為兩部分：Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等大大減少了系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)代價能夠支持?jǐn)?shù)萬甚至更多的用戶97數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論3、瀏覽器/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器結(jié)構(gòu)客戶端：97數(shù)據(jù)庫系DBS結(jié)構(gòu)分類分布式DBS（distributedDBS）定義用通信網(wǎng)絡(luò)連接起來的場地（或結(jié)點(diǎn)）的集合每一個場地可以擁有集中式DBS特點(diǎn)其數(shù)據(jù)具有“分布性”數(shù)據(jù)分別存儲在不同場地，而不是在同一場地其數(shù)據(jù)具有“邏輯整體性”雖然數(shù)據(jù)分布在各個場地，但是在邏輯上是一個整體，用戶使用起來如同一個集中式DBS其數(shù)據(jù)不僅在場地上分離，在管理上也是分離的系統(tǒng)中的事務(wù)有本地與全局之分，因此對數(shù)據(jù)的管理也是分離的98數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論DBS結(jié)構(gòu)分類分布式DBS（distributedDBS）第五節(jié)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的研制數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫理論99數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論第五節(jié)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域99數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論第一章緒論—小結(jié)內(nèi)容提要：通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握：正確理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的基本概念什么是數(shù)據(jù)模型以及數(shù)據(jù)模型的分類什么是概念模型，概念模型的表示方法數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其組成學(xué)習(xí)要點(diǎn)：應(yīng)把注意力放在掌握基本概念和基本知識方面，為學(xué)習(xí)后面的章節(jié)打好基礎(chǔ)100數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論第一章緒論—小結(jié)內(nèi)容提要：通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握：1例題請用E-R圖描述顧客、商店和服務(wù)員之間關(guān)系

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nm商店顧客服務(wù)員服務(wù)101數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論例題請用E-R圖描述顧客、商店和服務(wù)員之間關(guān)系商店顧客服務(wù)員現(xiàn)實(shí)世界中客觀存在并能相互區(qū)別的事物稱為（）。

A實(shí)體B實(shí)體集C字段D記錄現(xiàn)實(shí)世界中事物的特性在信息世界中稱為（）。

A實(shí)體B實(shí)體標(biāo)識符C屬性D關(guān)鍵碼采用二維表結(jié)構(gòu)表達(dá)實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型是()。

A層次模型B網(wǎng)狀模型C關(guān)系模型D實(shí)體聯(lián)系模型下列實(shí)體類型的聯(lián)系中，屬于一對一聯(lián)系的是（）。

A教研室對教師的聯(lián)系B父親對孩子的親生聯(lián)系C省對省會的聯(lián)系D供應(yīng)商與項目的供貨關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，用（）描述全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)。

A外模式B存儲模式C內(nèi)模式D概念模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，物理存儲視圖用（）描述。

A外模式B用戶模式C內(nèi)模式D概念模式102數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論現(xiàn)實(shí)世界中客觀存在并能相互區(qū)別的事物稱為（）。10邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指（）。

A概念模式改變，外模式和應(yīng)用程序不變B概念模式改變，內(nèi)模式不變C內(nèi)模式改變，概念模式不變D內(nèi)模式改變，外模式和應(yīng)用程序不變物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指（）。

A概念模式改變，外模式和應(yīng)用程序不變B概念模式改變，內(nèi)模式不變C內(nèi)模式改變，概念模式不變D內(nèi)模式改變，外模式和應(yīng)用程序不變數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，用戶使用的數(shù)據(jù)視圖用（）描述，它是用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間的接口。A外模式B存儲模式C內(nèi)模式D概念模式103數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指（）。103數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(緒論)104數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(緒論)1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論第一節(jié)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述一、基本概念1、數(shù)據(jù)(Data):描述事物的符號記錄稱為數(shù)據(jù)。

（王彤，9098135，女，1980，江蘇，計算機(jī)系，1998）2、數(shù)據(jù)庫(DataBase)：這個詞起源于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時美國為了戰(zhàn)爭的需要，把各種情報集中在一起，存儲在計算機(jī)里，成為InformationBase或DataBase。指長期儲存在計算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。105數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論第一節(jié)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述一、基本概念2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(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。主要功能：（1）數(shù)據(jù)定義功能(DDL—數(shù)據(jù)定義語言)（2）數(shù)據(jù)操縱功能(DML—數(shù)據(jù)操縱語言)（3）數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理（4）數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能106數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)：是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一（1）數(shù)據(jù)定義功能(DDL—數(shù)據(jù)定義語言)提供數(shù)據(jù)定義語言（DDL）定義源模式（外模式、內(nèi)模式、模式）。

（2）數(shù)據(jù)操縱功能(DML—數(shù)據(jù)操縱語言)DML有兩類：嵌入主語言中的宿主型DML，如C，PASCAL等語言中要對數(shù)據(jù)操作，不能獨(dú)立操作；交互式命令語言，可以獨(dú)立使用，稱為自含型或自主型DML，解釋執(zhí)行。

107數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論（1）數(shù)據(jù)定義功能(DDL—數(shù)據(jù)定義語言)提供數(shù)據(jù)定義（3）數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理

并發(fā)控制避免并發(fā)程序之間互相干擾防止數(shù)據(jù)庫被破壞杜絕提供給用戶不正確的數(shù)據(jù)

存取控制（安全性檢查）

完整性約束條件的檢查和執(zhí)行保護(hù)數(shù)據(jù)庫始終包含正確的數(shù)據(jù)用戶可以設(shè)計完整性規(guī)則以確保數(shù)據(jù)值的正確性數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的維護(hù)等（如索引、數(shù)據(jù)字典的自動維護(hù)）。

108數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論（3）數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理

并發(fā)控制5數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論（4）.數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能

l

數(shù)據(jù)庫的初始載入和轉(zhuǎn)換l

數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲和恢復(fù)l

數(shù)據(jù)庫的重組織l

性能監(jiān)視、分析等。

109數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論（4）.數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能

l

數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述—基本概念4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)：指在計算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構(gòu)成。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)圖應(yīng)用系統(tǒng)用戶用戶應(yīng)用開發(fā)工具數(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110數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述—基本概念4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)：指在計算機(jī)二數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

人工管理階段(1)1、背景：計算機(jī)剛剛問世，主要用于科學(xué)計算。硬件：這一階段外存儲器有磁帶、卡片、紙帶，沒有磁盤等直接存取設(shè)備，輸入的數(shù)據(jù)和程序都是二進(jìn)制代碼，只有專業(yè)人員才能操作，而且極易出錯，不便于輸入大量數(shù)據(jù)。

軟件：沒有操作系統(tǒng)，也沒有管理數(shù)據(jù)的軟件，數(shù)據(jù)處理方式是批處理。

111數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論二數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

人工管理階段(1)1、背景：計算機(jī)人工管理階段2、人工管理階段

特點(diǎn)：數(shù)據(jù)不保存應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù):程序員不僅要設(shè)計程序中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，而且要設(shè)計程序中的物理結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)不共享數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性112數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論人工管理階段2、人工管理階段特點(diǎn)：9數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒人工管理階段數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n程序1程序2程序n113數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論人工管理階段數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n程序1程序2程序n10數(shù)據(jù)庫系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

文件管理階段(2)

1、背景：計算機(jī)不僅用于科學(xué)計算，還大量用于管理。硬件：外存儲器有了磁盤、磁鼓等直接存取的設(shè)備，使用戶不必為存取數(shù)據(jù)而煩惱。軟件：出現(xiàn)操作系統(tǒng)，其中有專門管理數(shù)據(jù)的軟件，稱其為文件系統(tǒng)。處理方式有文件批處理和聯(lián)機(jī)實(shí)時處理。114數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

文件管理階段(2)

1、背景：計算2、文件管理階段特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)可以長期保存由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大數(shù)據(jù)獨(dú)立性差程序與數(shù)據(jù)的關(guān)系見p8圖1.4115數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論2、文件管理階段特點(diǎn)12數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論文件系統(tǒng)階段文件1文件2文件n程序1程序2程序n文件系統(tǒng)116數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論文件系統(tǒng)階段文件1文件2文件n程序1程序2程序n文件系統(tǒng)1數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(3)1、背景：計算機(jī)用于管理的規(guī)模更為龐大，應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)據(jù)量急劇增長。硬件：大容量磁盤。價格下降。軟件：價格上升。聯(lián)機(jī)實(shí)時處理要求增加，開始考慮分布處理。117數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(3)1、背景：計算機(jī)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展(3)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段2、計算機(jī)數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)：在這樣的背景下，多用戶、多應(yīng)用共享數(shù)據(jù)的需求，使數(shù)據(jù)盡可能為多個應(yīng)用服務(wù)，此時數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)為：

面向全組織的復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)冗余度小，共享性高，易于擴(kuò)充。

具有較高的程序和數(shù)據(jù)的獨(dú)立性。

統(tǒng)一的數(shù)據(jù)控制功能（安全控制、完整性控制、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)）。

118數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展(3)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段2、計算機(jī)數(shù)據(jù)管數(shù)據(jù)庫階段用戶的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫整體邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性圖1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)119數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫階段用戶的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫整體邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)比較文件系統(tǒng)一般只考慮記錄內(nèi)部的聯(lián)系，而不去考慮記錄之間的聯(lián)系因而整體上看，文件之間缺乏聯(lián)系，數(shù)據(jù)的整體結(jié)構(gòu)差數(shù)據(jù)庫技術(shù)不但考慮記錄內(nèi)部的聯(lián)系，而且還要考慮記錄之間的聯(lián)系記錄之間的聯(lián)系比較復(fù)雜，相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜120數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)比較17數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫階段數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS121數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論數(shù)據(jù)庫階段數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)庫18數(shù)第二節(jié)數(shù)據(jù)模型定義:是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。分類：據(jù)模型應(yīng)用的不同目的，模型分為兩類：概念模型和數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足的條件：能比較真實(shí)的模擬現(xiàn)實(shí)世界容易為人所理解便于在計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)122數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論第二節(jié)數(shù)據(jù)模型定義:是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。19數(shù)準(zhǔn)備：三個世界的假設(shè)現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和數(shù)據(jù)世界（計算機(jī)世界）。1、現(xiàn)實(shí)世界：存在于人腦之外的客觀世界，是具體事物與抽象概念及其相互聯(lián)系的綜合。（1）事物（個體）：一個實(shí)際存在的且可以被識別的事件（2）

特征：區(qū)別不同個體的依據(jù)a.

個體的某些特征是相對固定的。b.

個體可能有許多特征（3）全體：共有相同特征項目要求的個體為同類個體，所有同類個體構(gòu)成一個集合稱為“全體”。例學(xué)校的所有學(xué)生。（4）

關(guān)聯(lián)：個體間的相互關(guān)系。123數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論準(zhǔn)備：三個世界的假設(shè)20數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論三個世界的假設(shè)2、信息世界是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映，是從后者到前者的抽象。（1）實(shí)體：每一個被認(rèn)識了的個體在信息世界中成為實(shí)體。（2）屬性：個體每個特征在人腦中形成的認(rèn)識。（3）實(shí)體集：對應(yīng)于現(xiàn)實(shí)世界中的全體。相同型的實(shí)體集合成為實(shí)體集。如所有學(xué)生元組構(gòu)成的教工集合。（4）

聯(lián)系：現(xiàn)實(shí)世界中事物間的關(guān)聯(lián)在信息世界中反映為實(shí)體間的聯(lián)系。124數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論三個世界的假設(shè)2、信息世界21數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論三個世界的假設(shè)3、計算機(jī)世界（數(shù)據(jù)世界）（1）

數(shù)據(jù)項：對應(yīng)與屬性項（2）

記錄：同一實(shí)體的所有數(shù)據(jù)項按一定的方式組織在一起構(gòu)成表達(dá)實(shí)體的數(shù)據(jù)總和，成為記錄。包括記錄型和記錄值（3）

文件：同型的一組記錄組合在一起構(gòu)成文件。（4）

數(shù)據(jù)模型：E—R模型在數(shù)據(jù)世界中的進(jìn)一步抽象。125數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論三個世界的假設(shè)3、計算機(jī)世界（數(shù)據(jù)世界）22數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-類型和值在數(shù)據(jù)庫中，每個概念都有類型（type）類型是概念的內(nèi)涵值（value）值是概念的外延例如學(xué)生實(shí)體集中，學(xué)生是一個實(shí)體類型，而具體的人張三、李四是實(shí)體值學(xué)號、姓名、年齡是屬性而3567、張三、19是對應(yīng)的屬性值126數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論類型和值在數(shù)據(jù)庫中，每個概念都有23數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論物理存儲中的數(shù)據(jù)描述計算機(jī)存儲器中的術(shù)語位（bit）一個二進(jìn)制位稱為“位”，一位只能取0或1狀態(tài)字節(jié)（byte）8個二進(jìn)制位稱為一個字節(jié)字（word）若干個字節(jié)組成一個字，一個字所含的二進(jìn)制位的位數(shù)稱為字長（有8位、16位、24位、32位等）127數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論物理存儲中的數(shù)據(jù)描述計算機(jī)存儲器中的術(shù)語24數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論物理存儲中的數(shù)據(jù)描述塊（block）或物理塊、物理記錄每塊的大小為28～

212字節(jié)塊是內(nèi)存和外存交換信息的最小單位卷（volume）一臺輸入輸出設(shè)備所能裝載的全部有用信息如磁帶機(jī)的一盤磁帶就是一卷128數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論物理存儲中的數(shù)據(jù)描述塊（block）或物理塊、物理記錄25邏輯數(shù)據(jù)和物理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的描述形式物理描述是指數(shù)據(jù)在存儲設(shè)備上的存儲方式，物理數(shù)據(jù)是實(shí)際存儲在存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)物理聯(lián)系，物理結(jié)構(gòu)、物理文件、物理記錄等術(shù)語，都是描述物理數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)邏輯描述是指程序員或用戶用來操作的數(shù)據(jù)形式，是抽象的概念邏輯聯(lián)系、邏輯結(jié)構(gòu)、邏輯文件、邏輯記錄等術(shù)語，都是用戶觀點(diǎn)的數(shù)據(jù)描述129數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論邏輯數(shù)據(jù)和物理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的描述形式26數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論邏輯數(shù)據(jù)和物理數(shù)據(jù)邏輯數(shù)據(jù)與物理數(shù)據(jù)之間的關(guān)系用戶看到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)與存儲器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)可能完全不同應(yīng)用數(shù)據(jù)管理軟件把邏輯數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成物理數(shù)據(jù)，或把物理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成邏輯數(shù)據(jù)130數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論邏輯數(shù)據(jù)和物理數(shù)據(jù)邏輯數(shù)據(jù)與物理數(shù)據(jù)之間的關(guān)系27數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個世界的術(shù)語有所不同

現(xiàn)

實(shí)

世

界信

息

世

界

數(shù)

據(jù)

世

界

組

織實(shí)

體—聯(lián)

系數(shù)

據(jù)

模

型

全

體實(shí)

體

集

合文

件

個

體實(shí)

體記

錄

特

征屬

性數(shù)

據(jù)

項131數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論三個世界的術(shù)語有所不同

現(xiàn)實(shí)世界信息世界數(shù)概念模型、數(shù)據(jù)模型概念模型：也稱信息模型，是按用戶的觀點(diǎn)來對數(shù)據(jù)和信息建模，是現(xiàn)實(shí)世界到信息世界的第一層抽象，是用戶和數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員交流的語言，主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計。數(shù)據(jù)模型：是按計算機(jī)的觀點(diǎn)對數(shù)據(jù)建模，是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。主要包括層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ?。主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn)。132數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論概念模型、數(shù)據(jù)模型概念模型：也稱信息模型，是按用戶的一、概念模型的基本概念概念模型：是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的中間層次。信息世界中的基本概念：實(shí)體(Entity)：客觀存在并相互區(qū)別的事物。屬性(Attribute)：實(shí)體所具有的某一特征。碼(Key)：唯一標(biāo)識實(shí)體的屬性集。域(Domain)：屬性的取值范圍為該屬性的域。實(shí)體型(EntityType)：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。實(shí)體集(EntitySet)：同型實(shí)體的集合。聯(lián)系(Relationship)133數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論一、概念模型的基本概念概念模型：是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的中間層二、概念模型的表示方法(1)概念模型的表示方法:最著名的方法是1976年由P.P.Chen提出的實(shí)體-聯(lián)系方法(E-R方法)。實(shí)體型：用矩形表示，框內(nèi)寫明實(shí)體名。屬性：用橢圓表示，并用無向邊和相應(yīng)實(shí)體相連。例:聯(lián)系：用菱形表示，框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊和有關(guān)實(shí)體相連，邊旁標(biāo)明聯(lián)系的類型。例:學(xué)號學(xué)生學(xué)習(xí)學(xué)生課程134數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論二、概念模型的表示方法(1)概念模型的表示方法:最著名的方法概念模型的表示方法(2)兩個實(shí)體之間的聯(lián)系類型：一對一：如果對于實(shí)體集A中的每一個實(shí)體，實(shí)體集B中至多有一個實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然。一對多：如果對于實(shí)體集A中的每一個實(shí)體，實(shí)體集B中有n個實(shí)體(n≥0)與之聯(lián)系，反之，對于實(shí)體集B中的每一個實(shí)體，實(shí)體集A中至多只有1個實(shí)體與之聯(lián)系。多對多：如果對于實(shí)體集A中的每一個實(shí)體，實(shí)體集B中有n個實(shí)體(n≥0)與之聯(lián)系，反之，對于實(shí)體集B中的每一個實(shí)體，實(shí)體集A中也有m個實(shí)體(m≥0)與之聯(lián)系。135數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論概念模型的表示方法(2)兩個實(shí)體之間的聯(lián)系類型：32數(shù)據(jù)庫系E1E2乘客座位實(shí)體集E1實(shí)體集E2圖1.8一對一聯(lián)系實(shí)體間的聯(lián)系一對一聯(lián)系136數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論E1E2乘客座位實(shí)體集E1實(shí)體集E2圖1.8一對一聯(lián)系實(shí)體間的聯(lián)系一對多聯(lián)系E1E2工人車間實(shí)體集E1實(shí)體集E2圖1.9一對多聯(lián)系137數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論實(shí)體間的聯(lián)系一對多聯(lián)系E1E2工人車間實(shí)體集E1實(shí)體集E2圖實(shí)體間的聯(lián)系多對多聯(lián)系E1E2課程學(xué)生實(shí)體集E1實(shí)體集E2圖1.10多對多聯(lián)系138數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論實(shí)體間的聯(lián)系多對多聯(lián)系E1E2課程學(xué)生實(shí)體集E1實(shí)體集E2概念模型的表示方法(3)兩個實(shí)體型之間聯(lián)系的表示方法11m

1nn

1:11:nm:n班級任職班長班級學(xué)生包括學(xué)生課程選修139數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論概念模型的表示方法(3)兩個實(shí)體型之間聯(lián)系的表示方法班級任職概念模型的表示方法(4)兩個以上實(shí)體型之間也存在著一對一、一對多、多對多聯(lián)系。表示方法：1mmnnp供應(yīng)商零件供應(yīng)項目課程講授教師參考書140數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論概念模型的表示方法(4)兩個以上實(shí)體型之間也存在著一對一、一概念模型的表示方法(5)同一實(shí)體集內(nèi)的各實(shí)體之間也可存在一對一、一對多、多對多的聯(lián)系。表示方法：1n11職工領(lǐng)導(dǎo)職工婚姻141數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-緒論概念模型的表示方法(5)同一實(shí)體集內(nèi)的各實(shí)體之間也可存在一對概念模型的表示方法(6)倉庫倉庫號面積電話號零件零件號名稱規(guī)格單價描述供應(yīng)商供應(yīng)商號姓名地址電話號碼賬號職工號職工姓名年齡職稱項目項目號預(yù)算