第一數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第一數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論第一頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日課程教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時36學(xué)時，分為兩大部分：A、課堂教學(xué)：(24學(xué)時)介紹數(shù)據(jù)庫的基本概念、原理、相關(guān)的理論和技術(shù)方法。B、實驗教學(xué)：(12學(xué)時)第二頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日課程教學(xué)內(nèi)容（續(xù)）第一章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第三章關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論第四章SQLServer數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)第五章SQLServer數(shù)據(jù)庫建立第六章SQLServer數(shù)據(jù)庫應(yīng)用第七章SQLServer數(shù)據(jù)庫編程第八章SQLServer數(shù)據(jù)庫保護第九章SQLServer數(shù)據(jù)庫開發(fā)實例（后臺）第十章SQLServer數(shù)據(jù)庫開發(fā)實例（前臺）第三頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日實驗教學(xué)內(nèi)容1.安裝、啟動MicrosoftSQLServer2000，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫2.創(chuàng)建和管理數(shù)據(jù)表

3.創(chuàng)建索引及表之間關(guān)系4.數(shù)據(jù)檢索/查詢5.創(chuàng)建視圖6.數(shù)據(jù)保護7.創(chuàng)建觸發(fā)器、存儲過程及事務(wù)第四頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日實驗課內(nèi)考核為20分，根據(jù)實驗出勤、態(tài)度、程序設(shè)計、實驗報告等評定實驗成績。評分標(biāo)準(zhǔn)如下：1.實驗預(yù)習(xí)（4分）實驗準(zhǔn)備充分，能正確回答指導(dǎo)教師提出的相關(guān)問題（隨機進行）。缺席實驗課，該次考核成績?yōu)?分計。2.實驗操作（12分）實驗操作方法正確，設(shè)計正確，能獨立解決實驗中出現(xiàn)的一般問題，實驗結(jié)果正確，計12分（有問題酌情扣分）。3.實驗總結(jié)報告（4分）內(nèi)容全面，字跡清晰工整，數(shù)據(jù)記錄、處理正確。對實驗中出現(xiàn)的問題分析正確。如果實驗總結(jié)報告有雷同均以0分計。4．實驗三次不合格者，實驗成績以0分計，并取消該門理論期末考試資格。5．特殊情況（事假、病假）必須由本人提出申請，學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)，待期末考試前統(tǒng)一補做。實驗考核標(biāo)準(zhǔn)第五頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日上機時間安排上機地點：揚帆樓201實驗室上機時間：第6、8、10、12、14、16周周三3-4節(jié)第六頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日學(xué)習(xí)方式聽課讀書

（預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)）實踐

（上機、綜合練習(xí)）第七頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日考核方法筆試（60分）；

實驗成績占20分；平時成績占20分（作業(yè)、課堂練習(xí)）。第八頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日教材及參考書教材：

[1]《數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用》，李延珩朱鳴華主編，大連理工大學(xué)出版社2008年3月參考書目：1．《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》（第4版）王珊薩師煊主編，高等教育出版社2006年5月2．《SQLSERVER2000數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用》徐人風(fēng)主編，高等教育出版社20043．《數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用》清華大學(xué)劉紅巖主編，清華大學(xué)出版社4．《信息系統(tǒng)開發(fā)教程-使用C#和SQLServer2005》馬威等主編，清華大學(xué)出版社第九頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日教學(xué)基本要求通過本門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)達到下列要求：掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念術(shù)語、基礎(chǔ)理論和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)；了解關(guān)系數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)理論：關(guān)系運算理論和關(guān)系規(guī)范理論；熟練掌握SQLServer的基本使用；熟練掌握數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL的基本使用；熟練掌握各種數(shù)據(jù)庫對象的基本操作；了解數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)步驟，在理論和實踐上為學(xué)生的后續(xù)發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

第十頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論§1.1數(shù)據(jù)庫及相關(guān)概念§1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展§1.3數(shù)據(jù)模型§1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)§1.5數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)第十一頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日§1.1數(shù)據(jù)庫及相關(guān)概念

1、數(shù)據(jù)(Data)2、數(shù)據(jù)庫（Database,DB）

3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem,DBMS）

4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBaseSystem,DBS）

5、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)（DatabaseApplicationSystem,DBAS）第十二頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日1、數(shù)據(jù)(Data)數(shù)據(jù)的定義數(shù)據(jù)是描述事物的符號記錄。數(shù)據(jù)的種類文本、圖形、圖像、音頻、視頻、學(xué)生的檔案記錄、貨物的運輸情況等數(shù)據(jù)的特點數(shù)據(jù)與其語義是不可分的數(shù)據(jù)的含義稱為數(shù)據(jù)的語義第十三頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)舉例例如：93

語義1：某個學(xué)生某門課的成績語義2：某人的體重語義3：計算機系2003級學(xué)生人數(shù)語義4：請同學(xué)給出。。。第十四頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)舉例（李明，男，1972，江蘇，計算機系，1990）語義：這是大學(xué)生檔案中的一個學(xué)生信息，每一項數(shù)據(jù)的語義分別是：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學(xué)時間解釋：李明是個大學(xué)生，1972年出生，江蘇人，1990年考入計算機系請給出另一個解釋和語義籍貫=>家庭住址？大學(xué)生記錄？高中畢業(yè)記錄？教師記錄？第十五頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日2、數(shù)據(jù)庫（Database,DB）數(shù)據(jù)庫的定義數(shù)據(jù)庫(Database,簡稱DB)是長期存儲在計算機內(nèi)，有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫的基本特征數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲，可為各種用戶共享具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性。第十六頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫舉例人事、工資、資產(chǎn)、設(shè)備、產(chǎn)品學(xué)生、教師、論文、圖書、檔案人口、犯罪、案件中國人民銀行個人信用數(shù)據(jù)庫中國期刊全文數(shù)據(jù)庫、萬方數(shù)據(jù)庫ACMDL、DBLP、CiteSeer、Springer國家科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程(交通、醫(yī)學(xué)等數(shù)據(jù)庫)第十七頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem,DBMS）定義一組用于數(shù)據(jù)管理的通用化軟件所組成的軟件系統(tǒng)，位于用戶與操作系統(tǒng)之間，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心。用途數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)操縱數(shù)據(jù)維護數(shù)據(jù)控制第十八頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日DBMS舉例國外DBMSOracle10gIBMDB29Sybase12.5MSSQLServer2005MySQLPostgreSQL國內(nèi)DBMS人大金倉：KingbaseES華工達夢：DM神舟軟件：OSCAR東軟：OpenBase第十九頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

（DataBaseSystem，DBS）定義由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）和用戶組成的計算機系統(tǒng)的總稱指使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)后的計算機系統(tǒng)。在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫管理員(DataBaseAdministrator)：專門從事數(shù)據(jù)庫設(shè)計、管理和維護的工作人員第二十頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成用戶1用戶2用戶n應(yīng)用系統(tǒng)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)庫管理員圖1-1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）

第二十一頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日五、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)（DataBaseApplicationSystem，DBAS）定義：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，面向某一類實際應(yīng)用的軟件系統(tǒng)。如財務(wù)管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等。構(gòu)成：由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和應(yīng)用界面三者組成，具體包括：數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員、硬件平臺、軟件平臺、應(yīng)用軟件、應(yīng)用界面。第二十二頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日§1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展什么是數(shù)據(jù)管理對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護，是數(shù)據(jù)處理的中心問題。數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：

1、人工管理階段(40年代中--50年代中)

2、文件系統(tǒng)階段(50年代末--60年代中)

3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(60年代末--現(xiàn)在)

第二十三頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日1、人工管理階段特點：u

數(shù)據(jù)不保存u

應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)20世紀(jì)50年代中期以前（1946～1955）應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)集1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)集2數(shù)據(jù)集n人工管理階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系規(guī)定數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)，設(shè)計物理結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、存取方法、輸入方式等。（程序員負擔(dān)很重）數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后，必須對應(yīng)用程序做對應(yīng)的修改，從而進一步加重編程負擔(dān)u

數(shù)據(jù)不共享u

數(shù)據(jù)不具有獨立性

第二十四頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日人工管理階段的數(shù)據(jù)組織模式應(yīng)用程序應(yīng)用程序首部數(shù)據(jù)類&結(jié)構(gòu)定義部分函數(shù)與過程定義部分主程序定義部分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸入語句組：賦值語句交互式輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)管理部分第二十五頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日2、

文件系統(tǒng)階段20世紀(jì)50年代后期～60年代中期。特點：

u數(shù)據(jù)長期保存u由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)u數(shù)據(jù)共享性差、冗余度大u數(shù)據(jù)獨立性差：物理獨立性、邏輯獨立性均差。第二十六頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系(文件系統(tǒng))應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)集1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)集2數(shù)據(jù)集n存取方法順序存取隨機存取圖1-2文件系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系第二十七頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是靠程序定義和解釋的。數(shù)據(jù)只能是定長的?？梢蚤g接實現(xiàn)數(shù)據(jù)變長要求，但訪問相應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序復(fù)雜了。文件間是獨立的，因此數(shù)據(jù)整體無結(jié)構(gòu)?？梢蚤g接實現(xiàn)數(shù)據(jù)整體的有結(jié)構(gòu)，但必須在應(yīng)用程序中對描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。第二十八頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)舉例學(xué)生編號姓名性別年齡系家庭住址聯(lián)系電話課程編號課程名稱學(xué)時數(shù)教材名稱學(xué)生編號課程編號學(xué)期成績學(xué)生文件student的記錄結(jié)構(gòu)：課程文件courset的記錄結(jié)構(gòu)：選課文件sc的記錄結(jié)構(gòu)：第二十九頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段20世紀(jì)60年代后期以來。特點：（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化

（2）數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴充。（3）數(shù)據(jù)的獨立性高。（4）由DBMS統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)。第三十頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫與文件系統(tǒng)的主要區(qū)別文件系統(tǒng)：文件的記錄內(nèi)部有結(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，粒度不能細到數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)庫：實現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的真正結(jié)構(gòu)化不僅數(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)系數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項，存取方式靈活，可以存取數(shù)據(jù)庫中的某一個數(shù)據(jù)項、一組數(shù)據(jù)項、一個記錄或一組記錄第三十一頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)舉例學(xué)生編號姓名性別年齡系家庭住址聯(lián)系電話課程編號課程名稱學(xué)時數(shù)教材名稱學(xué)生編號課程編號學(xué)期成績學(xué)生文件student的記錄結(jié)構(gòu)：課程文件courset的記錄結(jié)構(gòu)：選課文件sc的記錄結(jié)構(gòu)：第三十二頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)舉例學(xué)生編號姓名性別年齡系家庭住址聯(lián)系電話課程編號課程名稱學(xué)時數(shù)教材名稱學(xué)生編號課程編號學(xué)期成績學(xué)生基本記錄：課程基本記錄：選課基本記錄：第三十三頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日（2）數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴充數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)面向整個系統(tǒng)，可以被多個用戶、多個應(yīng)用共享使用。數(shù)據(jù)的高共享性的好處：減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)省存儲空間。避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性。使系統(tǒng)易于擴充數(shù)據(jù)不一致性：

是指同一數(shù)據(jù)不同拷貝的值不一樣。第三十四頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日（3）數(shù)據(jù)獨立性高數(shù)據(jù)獨立性：邏輯獨立性：是指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨立的。也即，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變。物理獨立性：是指用戶的應(yīng)用程序與存儲在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是相互獨立的。也即，用戶程序無須了解DBMS是如何管理數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)在磁盤上是如何存儲的，只須處理數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲改變了，用戶程序不用改變。數(shù)據(jù)與程序獨立的作用：把數(shù)據(jù)的定義從程序中分離出來，加上數(shù)據(jù)的存取又由DBMS負責(zé)，從而大大簡化了應(yīng)用程序的編制，大大減少了應(yīng)用程序的維護和修改。第三十五頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日（4）數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制管理功能：數(shù)據(jù)定義數(shù)據(jù)組織、存儲和管理數(shù)據(jù)操縱數(shù)據(jù)庫的建立和維護

DBMS還必須提供以下幾方面的數(shù)據(jù)控制功能：數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查并發(fā)（Concurrency）控制數(shù)據(jù)庫恢復(fù)（Recovery）第三十六頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日A.數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護數(shù)據(jù)的安全性，是指保護數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄露和破壞。使每個用戶只能按規(guī)定，對某些數(shù)據(jù)以某種方式進行使用和處理。第三十七頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日B.數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查數(shù)據(jù)的完整性，是指數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。完整性檢查，將數(shù)據(jù)控制在有效的范圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)之間滿足一定的關(guān)系。第三十八頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日C.并發(fā)（Concurrency）控制當(dāng)多個用戶的并發(fā)進程（指正在執(zhí)行的程序）同時存取、修改數(shù)據(jù)庫時，可能會發(fā)生相互干擾，而得到錯誤的結(jié)果或使得數(shù)據(jù)庫的完整性遭到破壞因此，必須對多個用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)。第三十九頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日D.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)（Recovery）計算機系統(tǒng)的硬件故障、軟件故障、操作員的失誤以及故意的破壞，也會影響數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性，甚至造成數(shù)據(jù)庫部分或全部數(shù)據(jù)的丟失。DBMS必須具有將數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)（亦即為完整狀態(tài)或一致狀態(tài)）的功能，這就是數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)功能。第四十頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)組織模式圖1-3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系應(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)（DBMS）數(shù)據(jù)庫第四十一頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日§1.3數(shù)據(jù)模型§1.3.0數(shù)據(jù)模型基本概念§1.3.1數(shù)據(jù)模型的要素§1.3.2概念模型與表示法§1.3.3數(shù)據(jù)模型第四十二頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日§1.3.0數(shù)據(jù)模型基本概念

模型：現(xiàn)實世界特征的模擬和抽象。數(shù)據(jù)模型：用事物的本質(zhì)屬性或人們關(guān)心的屬性對事物的一種描述。是對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象，一組概念的集合。第四十三頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)模型的類型(1)概念模型也稱信息模型是面向客觀世界、面向用戶的模型，與具體的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和計算機平臺無關(guān)。著重于客觀世界復(fù)雜事物的結(jié)構(gòu)描述及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系的描述。(2)邏輯模型面向數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模型著重于DBMS實現(xiàn)。(3)物理模型

是面向計算機物理表示的模型，描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的表示方式和存取方法第四十四頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日§1.3.1數(shù)據(jù)模型（邏輯模型）的要素

數(shù)據(jù)模型要描述系統(tǒng)的l

靜態(tài)特性、l

動態(tài)特性和l

完整性約束條件。數(shù)據(jù)模型的三要素：1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2、數(shù)據(jù)操作和3、數(shù)據(jù)的約束條件（完整性約束）。第四十五頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)庫的組成對象，以及對象之間的聯(lián)系描述的內(nèi)容與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對象（如關(guān)系模型中的關(guān)系、屬性、域等）與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，按照其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型來命名數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述。第四十六頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日2、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（型）的實例（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)模型必須定義：這些操作的確切含義操作符號操作規(guī)則以及實現(xiàn)操作的語言數(shù)據(jù)操作對系統(tǒng)動態(tài)特性描述。

數(shù)據(jù)庫操作的類型：檢索更新（包括插入、刪除、修改）第四十七頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日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)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)及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。第四十八頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)的約束條件(續(xù))數(shù)據(jù)模型應(yīng)反映和規(guī)定本數(shù)據(jù)模型必須遵守的基本的通用的完整性約束條件。（如：關(guān)系模型中的實體完整，參照完整性）數(shù)據(jù)模型還應(yīng)該提供定義完整性約束條件的機制，以反映具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定的語義約束條件。第四十九頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日§1.3.2概念模型與表示法E-R模型的基本概念概念模型的表示方法（E-R圖）一個實例第五十頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日1.E-R模型的基本概念1)實體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物?？梢允蔷唧w的人、事、物，或抽象的概念或聯(lián)系。如：一個學(xué)生（95004,王小明,198809,女,95），一門課（1,數(shù)據(jù)庫,72），學(xué)生的一次選課（95004,1,85），部門的一次訂貨（工程部,挖掘機,2008-10-20,10），某位老師與某個院系的關(guān)系（王立,數(shù)學(xué)系,2003）第五十一頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日1.E-R模型的基本概念（續(xù)）2)屬性（Attribute）實體所具有的某一特性稱為屬性。實體由若干個屬性值來刻畫。如：一個學(xué)生實體可以用學(xué)號、姓名、性別、出生年月、入學(xué)時間等屬性對應(yīng)的值（95004,王小明,女,198809,95）組成。3)實體型（EntityType）用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體。如：學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，出生年月，所在系，入學(xué)時間）4)實體集（EntitySet）同類型實體的集合第五十二頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日1.E-R模型的基本概念（續(xù)）5)聯(lián)系（Relationship）事物內(nèi)部的聯(lián)系實體內(nèi)部的聯(lián)系組成實體的各屬性之間的聯(lián)系如：學(xué)生的學(xué)號制約了該學(xué)生的專業(yè)事物之間的聯(lián)系實體之間的聯(lián)系如：一個學(xué)生可以選修多門課程，一門課程可以被多個學(xué)生選修。第五十三頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日兩個實體型之間的聯(lián)系兩個實體型之間的聯(lián)系有三種：一對一聯(lián)系，1：1一對多聯(lián)系，1：n多對多聯(lián)系，m：n第五十四頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日兩個實體型之間的聯(lián)系（續(xù)）一對一聯(lián)系（1:1）

實例一個班級只有一個學(xué)生是正班長，一個班長（學(xué)生）只在一個班中任職。定義：

如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中至多有一個（也可以沒有）實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集A與實體集B具有一對一聯(lián)系，記為1:1班級班級-班長學(xué)生111:1聯(lián)系第五十五頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日兩個實體型之間的聯(lián)系（續(xù)）一對多聯(lián)系（1：n）實例一個班級中有若干名學(xué)生，每個學(xué)生只在一個班級中學(xué)習(xí)。定義：如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體集B有一對多聯(lián)系，記為1:n班級組成學(xué)生1N1:n聯(lián)系第五十六頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日兩個實體型之間的聯(lián)系（續(xù)）多對多聯(lián)系（m:n）實例課程與學(xué)生之間的聯(lián)系：一門課程同時有若干個學(xué)生選修，一個學(xué)生可以同時選修多門課程。定義：

如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中也有m個實體（m≥0）與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體B具有多對多聯(lián)系，記為m:n課程選修學(xué)生MNm:n聯(lián)系第五十七頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日兩個以上實體型之間的聯(lián)系兩個以上實體型之間一對多聯(lián)系若實體集E1，E2，...，En存在聯(lián)系，對于實體集Ej（j=1，2，...，i-1，i+1，...，n）中的給定實體，最多只和Ei中的一個實體相聯(lián)系，則我們說Ei與E1，E2，...，Ei-1，Ei+1，...，En之間的聯(lián)系是一對多的第五十八頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日兩個以上實體型之間的聯(lián)系（續(xù)）課程教員參考書講授1mn實例

課程、教師與參考書三個實體型一門課程可以有若干個教師講授，使用若干本參考書，每一個教師只講授一門課程，每一本參考書只供一門課程使用。第五十九頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日兩個以上實體型之間的聯(lián)系（續(xù)）多個實體型間的一對一聯(lián)系兩個以上實體型間的多對多聯(lián)系實例

供應(yīng)商、項目、零件三個實體型一個供應(yīng)商可以供給多個項目多種零件，每個項目可以使用多個供應(yīng)商供應(yīng)的零件，每種零件可由不同供應(yīng)商供給。供應(yīng)商項目零件供應(yīng)pmn第六十頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日單個實體型內(nèi)的聯(lián)系一對多聯(lián)系實例

職工實體型內(nèi)部具有領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)系：某一職工（干部）“領(lǐng)導(dǎo)”若干名職工，一個職工僅被另外一個職工直接領(lǐng)導(dǎo)，這是一對多的聯(lián)系。職工領(lǐng)導(dǎo)1n單個實體型內(nèi)部1:n聯(lián)系第六十一頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日單個實體型內(nèi)的聯(lián)系（續(xù)）一對一聯(lián)系請舉例學(xué)生同桌11單個實體型內(nèi)的1:1聯(lián)系第六十二頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日單個實體型內(nèi)的聯(lián)系（續(xù)）學(xué)生同鄉(xiāng)mn單個實體型內(nèi)的m:n聯(lián)系多對多聯(lián)系請舉例課程預(yù)修mn第六十三頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日2.概念模型的表示方法實體－聯(lián)系方法(E-R方法)用E-R圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型E-R方法也稱為E-R模型第六十四頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日E-R圖屬性用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實體連接起來。學(xué)生教師學(xué)生學(xué)號年齡性別姓名實體型用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名。第六十五頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日E-R圖(續(xù))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)實體連接起來，同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1、1:n或m:n）

第六十六頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日聯(lián)系的表示方法實體型A聯(lián)系名實體型B111:1聯(lián)系實體型A聯(lián)系名1n1:n聯(lián)系實體型A實體型B聯(lián)系名mnm:n聯(lián)系實體型B第六十七頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日聯(lián)系的表示方法示例班級班級-班長學(xué)生111:1聯(lián)系課程選修學(xué)生mnm:n聯(lián)系班級組成學(xué)生1n1:n聯(lián)系第六十八頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日聯(lián)系的屬性課程選修學(xué)生mn成績聯(lián)系的屬性：聯(lián)系本身也是一種實體型，也可以有屬性。如果一個聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無向邊與該聯(lián)系連接起來

第六十九頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日一個實例用E-R圖表示學(xué)生教務(wù)管理的概念模型實體型學(xué)生：學(xué)號、姓名、性別、年齡班級：班級編號、所屬專業(yè)系課程：課程號、課程名、學(xué)分教師：職工號、姓名、性別、年齡、職稱參考書：書號、書名、內(nèi)容提要、價格第七十頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日一個實例（續(xù)）學(xué)生學(xué)號年齡性別姓名教師職工號年齡性別姓名職稱參考書書號價格內(nèi)容提要書名學(xué)分課程號課程名課程所屬專業(yè)系班級編號班級第七十一頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日學(xué)生人數(shù)學(xué)號年齡性別姓名所屬專業(yè)系班級編號學(xué)分課程號課程名職工號年齡性別姓名職稱書號價格內(nèi)容提要書名領(lǐng)導(dǎo)1n組成1n講授1mn一個實例（續(xù)）班級學(xué)生課程選修mn教師參考書成績第七十二頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日練習(xí)題[題目]有三個實體型：供應(yīng)商、項目和零件，其中各實體的屬性如下：供應(yīng)商（Sno，Sname，Status，City）項目（Jno，Jname，City）零件（Pno，Pname，Color，Weight）（1）請描述供應(yīng)商、項目和零件三個實體型間的多對多聯(lián)系的語義，并畫出其E-R模型。（2）供應(yīng)商、項目和零件三個實體型間的多對多聯(lián)系和兩兩之間多對多聯(lián)系是否相同？（3）請描述供應(yīng)商、項目和零件三個實體型兩兩之間多對多聯(lián)系的語義，并畫出其E-R模型。第七十三頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日題解[解答]（1）一個供應(yīng)商可以供給多個項目多種零件，而每個項目可以使用多個供應(yīng)商供應(yīng)的零件，每種零件可以由不同的供應(yīng)商供給。因此，可以看出，供應(yīng)商、項目和零件三個實體型間的供應(yīng)聯(lián)系（SCW）是一個多對多的聯(lián)系。SnoSnameStatusCityJnoJnameCityPnoPnameColorWeight供應(yīng)量供應(yīng)商項目零件SCWpnm第七十四頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日題解（續(xù)）

[解答]

（2）不相同，因為供應(yīng)商、項目和零件三個實體型間多對多聯(lián)系的語義和兩兩之間多對多聯(lián)系的語義是不相同的。

（3）供應(yīng)商、項目和零件三個實體型兩兩之間多對多聯(lián)系的語義為：供應(yīng)商與項目兩個實體之間的“服務(wù)”聯(lián)系，表示供應(yīng)商為哪幾個項目提供了服務(wù)。供應(yīng)商與零件兩個實體之間的“銷售”聯(lián)系，表示供應(yīng)商銷售哪幾種零件。項目與零件兩個實體之間的“使用”聯(lián)系，表示一個項目使用幾種零件。第七十五頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日題解（續(xù)）SnoSnameStatusCityJnoJnameCityPnoPnameColorWeightNumNumDate供應(yīng)商項目零件使用nm服務(wù)mn銷售mn第七十六頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日

§1.3.3常用的數(shù)據(jù)模型非關(guān)系模型層次模型(HierarchicalModel)網(wǎng)狀模型(NetworkModel)關(guān)系模型(RelationalModel)

面向?qū)ο竽Ｐ?ObjectOrientedModel）對象關(guān)系模型(ObjectRelationalModel)第七十七頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日最常用的數(shù)據(jù)模型（續(xù)）在非關(guān)系模型中：實體用記錄表示，實體的屬性對應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)項（或字段）。實體之間的聯(lián)系，在非關(guān)系模型中，轉(zhuǎn)換成為記錄之間的兩兩聯(lián)系。非關(guān)系模型中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的單位是基本層次聯(lián)系。第七十八頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日最常用的數(shù)據(jù)模型（續(xù)）基本層次聯(lián)系，是指兩個記錄以及它們之間的一對多（包括一對一）的聯(lián)系。

雙親/父節(jié)點（parent)子女節(jié)點(child)聯(lián)系名RiRjLij圖1.16基本層次聯(lián)系（P21）

第七十九頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日1.層次模型層次模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最早出現(xiàn)的數(shù)據(jù)模型層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的典型代表是IBM公司的IMS（InformationManagementSystem）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)層次模型用樹形結(jié)構(gòu)來表示各類實體以及實體間的聯(lián)系第八十頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層次模型的特征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；2.根以外的其它結(jié)點有且只有一個雙親結(jié)點，使得只能直接處理一對多的實體聯(lián)系。3.任何記錄值只有按其路徑查看時，才能顯出它的全部意義，沒有一個記錄值能夠脫離雙親記錄值而獨立存在層次模型中的幾個術(shù)語根結(jié)點，雙親結(jié)點，兄弟結(jié)點，葉結(jié)點第八十一頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù))圖1.16一個層次模型的示例R1R2R3R4R5根結(jié)點兄弟結(jié)點葉子結(jié)點葉子結(jié)點兄弟結(jié)點葉子結(jié)點第八十二頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日2.網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用網(wǎng)狀模型作為數(shù)據(jù)組織方式典型代表是DBTG系統(tǒng)：亦稱CODASYL系統(tǒng)70年代由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)實際系統(tǒng)CullinetSoftwareInc.公司的IDMSUnivac公司的DMS1100Honeywell公司的IDS/2HP公司的IMAGE第八十三頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫中，滿足下列條件基本層次聯(lián)系的集合稱為網(wǎng)狀模型。允許一個以上的結(jié)點無雙親。一個結(jié)點可以有多于一個的雙親。實例：學(xué)生選課的網(wǎng)狀模型學(xué)生課程選課網(wǎng)狀模型的例子聯(lián)結(jié)記錄1

n1n第八十四頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）網(wǎng)狀模型與層次模型的區(qū)別網(wǎng)狀模型允許多個結(jié)點沒有雙親結(jié)點網(wǎng)狀模型允許結(jié)點有多個雙親結(jié)點網(wǎng)狀模型允許兩個結(jié)點之間有多種聯(lián)系（復(fù)合聯(lián)系）網(wǎng)狀模型可以更直接地去描述現(xiàn)實世界層次模型實際上是網(wǎng)狀模型的一個特例第八十五頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日3.關(guān)系模型關(guān)系模型，是目前最重要的一種數(shù)據(jù)模型。關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用關(guān)系模型作為數(shù)據(jù)的組織方式。l

1970年由IBM的首次提出數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的關(guān)系模型；l

20世紀(jì)80年代以來，計算機廠商推出的DBMS幾乎都支持關(guān)系模型；l

數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域當(dāng)前的研究工作也都是以關(guān)系方法為基礎(chǔ)。第八十六頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日關(guān)系模型的特點l

關(guān)系模型是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上的（與以往的模型不同）。l在用戶觀點下，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，由行和列組成。

第八十七頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日關(guān)系模型中的術(shù)語（1）關(guān)系：關(guān)系是一張二維表，由行和列組成。（2）關(guān)系模式：二維表的框架結(jié)構(gòu)，即對關(guān)系的描述，一般表示為：關(guān)系名（屬性集）或關(guān)系名（屬性1，屬性2，……，屬性n）關(guān)系students的關(guān)系模式為：

Students(學(xué)號,姓名,性別,婚否,籍貫,專業(yè),出生年月,獎學(xué)金)關(guān)系Scores的關(guān)系模式為：

Scores（學(xué)號,課程,成績）第八十八頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日關(guān)系模型中的術(shù)語（續(xù)）（3）元組：表中的一行即為一個元組。記錄（4）屬性：表中的一列即為一個屬性。字段（5）碼：在二維表中，能唯一標(biāo)識一個元組的某個屬性或?qū)傩越M，稱為碼或鍵。（6）候選碼：二維表中可能有若干個碼或鍵，它們稱為該表的候選碼或候選鍵。（7）主碼：從二維表的所有候選碼中選取一個作為用戶使用的碼稱為主碼或主鍵。（8）值域：屬性的取值范圍。（9）分量：元組中的一個屬性值。第八十九頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日關(guān)系模型中的術(shù)語（續(xù)）元組分量屬性名第九十頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日關(guān)系模型中的要求關(guān)系模型中，實體型及實體型間的聯(lián)系都是用關(guān)系模式表示。實體型：直接用關(guān)系模式表示。屬性：用屬性名表示。一對一聯(lián)系：隱含在實體型對應(yīng)的關(guān)系模式中。一對多聯(lián)系：隱含在實體型對應(yīng)的關(guān)系模式中。多對多聯(lián)系：直接用關(guān)系模式表示。第九十一頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日關(guān)系模型中的要求（續(xù)）例1學(xué)生、系、系與學(xué)生之間的一對多聯(lián)系：學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別）系(系號，系名，辦公地點)學(xué)生學(xué)號年齡性別姓名系系號辦公地點系名包含1n，系號第九十二頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日關(guān)系模型中的要求（續(xù)）例2系、系主任、系與系主任間的一對一聯(lián)系系(系號，系名，辦公地點)系主任(工號，姓名，性別，年齡)系主任工號年齡性別姓名系系號辦公地點系名包含11，工號系(系號，系名，辦公地點)系主任(工號,姓名,性別,年齡)，系號或，系主任）第九十三頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日關(guān)系模型中的要求（續(xù)）例3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）課程（課程號，課程名，學(xué)分）選修（學(xué)號，課程號，成績）學(xué)生學(xué)號年齡性別姓名課程課程號學(xué)分課程名選修mn成績第九十四頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日關(guān)系的特點關(guān)系的每一個屬性必須是一個不可分的數(shù)據(jù)項,不允許表中還有表職工號姓名職稱工資扣除實發(fā)基本津貼職務(wù)房租水電86051陳平講師13051200501601122283不符合關(guān)系模型要求各列定義不同的名字各行不應(yīng)重復(fù)行列次序無關(guān)緊要第九十五頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日4、術(shù)語對比關(guān)系術(shù)語概念模型術(shù)語一般表格的術(shù)語關(guān)系名實體名表名關(guān)系模式實體型表頭（表格的描述）關(guān)系實體集（一張）二維表元組實體記錄或行屬性屬性列屬性名屬性名列名屬性值屬性值列值分量一個實體的一個屬性值一條記錄中的一個列值非規(guī)范關(guān)系表中套表第九十六頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日§1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

是對數(shù)據(jù)的三級抽象從數(shù)據(jù)庫最終用戶（End-User）看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為：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)器瀏覽器／應(yīng)用服務(wù)器／數(shù)據(jù)庫服務(wù)器多層結(jié)構(gòu)等這是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)。

從DBMS角度看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常采用三級模式結(jié)構(gòu)：

內(nèi)模式；模式；外模式。這是DBMS內(nèi)部的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。第九十七頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（續(xù)）§1.4.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)§1.4.2數(shù)據(jù)庫的二級映像第九十八頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)ABCDE外模式1外模式2外模式3模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫全局邏輯結(jié)構(gòu)模式描述語言模式DLL第九十九頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日1.模式（Schema）模式也稱邏輯模式或概念模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，綜合了所有用戶的需求，并將這些需求有機地結(jié)合成一個整體。（整體性原則）反映的是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式模式的地位：是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層與數(shù)據(jù)的物理存儲細節(jié)和硬件環(huán)境無關(guān)與具體的應(yīng)用程序、開發(fā)工具及高級程序設(shè)計語言無關(guān)第一百頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日模式（續(xù)）定義模式數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)項的名字、類型、取值范圍等）數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性要求第一百零一頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日2.外模式（ExternalSchema）外模式也稱為子模式（Subschema）或用戶模式。它是數(shù)據(jù)庫用戶（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。它是數(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)邏輯表示。第一百零二頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日外模式（續(xù)）外模式的地位：介于模式與應(yīng)用之間模式與外模式的關(guān)系：一對多外模式通常是模式的子集一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式。反映了不同的用戶的應(yīng)用需求、看待數(shù)據(jù)的方式、對數(shù)據(jù)保密的要求對模式中同一數(shù)據(jù)，在外模式中的結(jié)構(gòu)、類型、長度、保密級別等都可以不同第一百零三頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日外模式（續(xù)）外模式的用途保證數(shù)據(jù)庫安全性的一個有力措施。每個用戶只能看見和訪問所對應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)外模式與應(yīng)用的關(guān)系：一對多同一外模式也可以為某一用戶的多個應(yīng)用系統(tǒng)所使用，但一個應(yīng)用程序只能使用一個外模式。第一百零四頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日3.內(nèi)模式（InternalSchema）內(nèi)模式也稱存儲模式（StorageSchema），是數(shù)據(jù)庫物理結(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。記錄的存儲方式（順序存儲，按照B樹結(jié)構(gòu)存儲，按hash方法存儲）索引的組織方式數(shù)據(jù)是否壓縮存儲數(shù)據(jù)是否加密數(shù)據(jù)存儲記錄結(jié)構(gòu)的規(guī)定一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式DBMS提供內(nèi)模式描述語言（內(nèi)模式DDL、存儲模式DDL）。第一百零五頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日內(nèi)模式（續(xù)）例如學(xué)生記錄，如果按堆存儲，則插入一條新記錄總是放在學(xué)生記錄存儲的最后，如右圖所示第一百零六頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日內(nèi)模式（續(xù)）如果按學(xué)號升序存儲，則插入一條記錄就要找到它應(yīng)在的位置插入，如圖1.29（b）所示如果按照學(xué)生年齡聚簇存放，假如新插入的S3是16歲，則應(yīng)插入的位置如圖1.29（c）所示

圖1.29記錄不同的存儲方式示意圖第一百零七頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日三級結(jié)構(gòu)的優(yōu)點（1）保證數(shù)據(jù)的獨立性。將模式和內(nèi)模式分開，保證了數(shù)據(jù)的物理獨立性；將外模式和模式分開，保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。（2）簡化了用戶接口。按照外模式編寫應(yīng)用程序或敲入命令，而不需了解數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的存儲結(jié)構(gòu)，方便用戶使用系統(tǒng)。（3）有利于數(shù)據(jù)共享。在不同的外模式下可有多個用戶共享系統(tǒng)中數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)冗余。（4）利于數(shù)據(jù)的安全保密。在外模式下根據(jù)要求進行操作，不能對限定的數(shù)據(jù)操作，保證了其他數(shù)據(jù)的安全。第一百零八頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)庫的二級映象三級模式是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別二級映象在DBMS內(nèi)部實現(xiàn)這三個抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換外模式／模式映像模式／內(nèi)模式映像第一百零九頁，共一百二十六頁，2022年，8月28日1.外模式／模式映象模式：描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)外模式：描述的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)同一個模式可以有任意多個外模式每一個外模式，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都有一個外模式／模式映象