第1章-數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論-137p課件

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論AnIntroductiontoDatabaseSystemJuly237/21/20231數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)應(yīng)用十分廣泛教學(xué)管理系統(tǒng)圖書館管理系統(tǒng)工廠、商場(chǎng)、酒店、醫(yī)院、社區(qū)管理系統(tǒng)各類網(wǎng)站、Web應(yīng)用等等。7/21/20232第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5小結(jié)7/21/202331.1

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述

1.1.1四個(gè)基本概念

1.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展

7/21/202341.1.1四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)(Data)數(shù)據(jù)庫(kù)(Database)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DBS)7/21/20235一、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基本對(duì)象數(shù)據(jù)的定義描述事物的符號(hào)（P4第4行）數(shù)據(jù)的形式數(shù)字、文字、圖形、圖象、聲音等數(shù)據(jù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的，語(yǔ)義是數(shù)據(jù)的含義。7/21/20236數(shù)據(jù)舉例學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄（李明，男，1972，江蘇，計(jì)算機(jī)系，1990）數(shù)據(jù)的語(yǔ)義學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學(xué)時(shí)間7/21/20237二、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)的定義數(shù)據(jù)庫(kù)(Database,簡(jiǎn)稱DB)是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。（P4倒數(shù)第7行）數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)具有永久存儲(chǔ)、有組織和可共享三個(gè)特點(diǎn)。7/21/20238三、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（P5）什么是DBMS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，簡(jiǎn)稱DBMS）是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)庫(kù)的管理軟件。DBMS的用途科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)7/21/20239DBMS的主要功能數(shù)據(jù)定義功能

提供數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言(DDL)

定義數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)據(jù)操縱功能:提供數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言(DML)

操縱數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作

(查詢、插入、刪除和修改)7/21/202310DBMS的主要功能數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理（數(shù)據(jù)控制功能）

保證數(shù)據(jù)的安全性保證數(shù)據(jù)的完整性 并發(fā)控制 故障恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)功能(實(shí)用程序)

數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)批量裝載 數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 介質(zhì)故障恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織 性能監(jiān)視等7/21/202311四、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(P5)什么是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡(jiǎn)稱DBS）是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、應(yīng)用開(kāi)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。（參看教材page_6圖1.1）7/21/202312應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶用戶用戶數(shù)據(jù)庫(kù)管理員7/21/202313硬件操作系統(tǒng)DBMS應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具應(yīng)用系統(tǒng)7/21/2023141.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述

1.1.1四個(gè)基本概念

1.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展7/21/2023151.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展(P6)什么是數(shù)據(jù)管理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)，是數(shù)據(jù)處理的中心問(wèn)題數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過(guò)程人工管理階段(40年代中--50年代中)文件系統(tǒng)階段(50年代末--60年代中)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代末--現(xiàn)在)7/21/202316一、人工管理（P7）時(shí)期40年代中--50年代中產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求 科學(xué)計(jì)算 硬件水平 無(wú)直接存取存儲(chǔ)設(shè)備 軟件水平 沒(méi)有操作系統(tǒng) 處理方式 批處理 7/21/202317人工管理(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)不保存數(shù)據(jù)不共享數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性7/21/202318應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(人工管理)

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...…...…7/21/202319二、文件系統(tǒng)時(shí)期50年代末--60年代中產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求 科學(xué)計(jì)算、管理 硬件水平 磁盤、磁鼓 軟件水平 有文件系統(tǒng) 處理方式 聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、批處理

7/21/202320文件系統(tǒng)(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)期保存有文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的共享性差數(shù)據(jù)獨(dú)立性差7/21/202321應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(文件系統(tǒng))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存取方法...…...…7/21/202322三、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)時(shí)期60年代末以來(lái)產(chǎn)生的背景應(yīng)用背景 大規(guī)模管理 硬件背景 大容量磁盤 軟件背景 有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 處理方式 聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理,分布處理,批處理 7/21/202323應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng))DBMS應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)庫(kù)…7/21/202324數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 數(shù)據(jù)的共享性高 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性高數(shù)據(jù)DBMS統(tǒng)一管理和控制7/21/202325數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特征之一。數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的真正結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型描述，無(wú)需程序定義和解釋。數(shù)據(jù)可以變長(zhǎng)。數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)。7/21/202326數(shù)據(jù)的高共享性的好處降低數(shù)據(jù)的冗余度，節(jié)省存儲(chǔ)空間避免數(shù)據(jù)間的不一致性使系統(tǒng)易于擴(kuò)充7/21/202327數(shù)據(jù)獨(dú)立性物理獨(dú)立性指應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式是相互獨(dú)立的。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變了，應(yīng)用程序不用改變。邏輯獨(dú)立性指應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變。7/21/202328DBMS對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護(hù)使每個(gè)用戶只能按指定方式使用和處理指定數(shù)據(jù)，保護(hù)數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞。數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）控制將數(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。7/21/202329DBMS對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能并發(fā)（Concurrency）控制對(duì)多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，防止相互干擾而得到錯(cuò)誤的結(jié)果。數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)（Recovery）將數(shù)據(jù)庫(kù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)。7/21/202330第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5小結(jié)7/21/202331

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1兩類數(shù)據(jù)模型

1.2.3概念模型

1.2.5邏輯模型和物理模型7/21/2023321.2.1兩類數(shù)據(jù)模型（P12）數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象

由于計(jì)算機(jī)不可能直接處理現(xiàn)實(shí)世界中的具體事物，所以人們必須事先把具體事物轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)，也就是利用數(shù)學(xué)模型這個(gè)工具來(lái)抽象、表示和處理。數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)的模擬和抽象7/21/2023331.2.1兩類數(shù)據(jù)模型(續(xù))數(shù)據(jù)模型分成兩類(1)概念模型也稱信息模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模。用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)(2)邏輯模型和物理模型

其中邏輯模型主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型等。邏輯模型和物理模型它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，用于DBMS的實(shí)現(xiàn)。7/21/2023341.2.1兩類數(shù)據(jù)模型(續(xù))客觀事物的抽象過(guò)程兩步抽象現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對(duì)象抽象為概念模型；把概念模型轉(zhuǎn)換為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型（邏輯模型和物理模型）。

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。7/21/202335現(xiàn)實(shí)世界概念模型DBMS支持的數(shù)據(jù)模型認(rèn)識(shí)抽象信息世界機(jī)器世界7/21/202336

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1兩類數(shù)據(jù)模型

1.2.3概念模型

1.2.5邏輯模型和物理模型7/21/2023371.2.3概念模型（P14）1.基本概念2.兩個(gè)實(shí)體（集）之間的聯(lián)系3.兩個(gè)以上實(shí)體（集）之間的聯(lián)系4.單個(gè)實(shí)體（集）內(nèi)的聯(lián)系5.概念模型的一種表示方法：實(shí)體－聯(lián)系方法6.一個(gè)實(shí)例7/21/2023381.概念模型的基本概念(1)實(shí)體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體。可以是具體的人、事、物或抽象的概念。(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(lái)刻畫。

(3)碼（Key）也叫候選碼或鍵唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性組稱為碼。

7/21/202339信息世界中的基本概念(續(xù))(4)域（Domain）屬性的取值范圍稱為該屬性的域。*(5)實(shí)體型（EntityType）用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻畫同類實(shí)體稱為實(shí)體型(6)實(shí)體集（EntitySet）同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集7/21/202340信息世界中的基本概念(續(xù))(7)聯(lián)系（Relationship）

現(xiàn)實(shí)世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界中反映為實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體之間的聯(lián)系實(shí)體集間聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體之間一對(duì)一聯(lián)系（1:1）兩個(gè)以上實(shí)體之間一對(duì)多聯(lián)系（1:n）一個(gè)實(shí)體內(nèi)部多對(duì)多聯(lián)系（m:n）

7/21/2023412.兩個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系

一對(duì)一聯(lián)系如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中至多有一個(gè)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(duì)一聯(lián)系。記為1:1。

7/21/202342班級(jí)與班長(zhǎng)之間的聯(lián)系：一個(gè)班級(jí)只有一個(gè)班長(zhǎng)一個(gè)班長(zhǎng)只在一個(gè)班中任職還有：班級(jí)與班主任之間的聯(lián)系系與系主任之間的聯(lián)系等實(shí)例7/21/2023432.兩個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系(續(xù))一對(duì)多聯(lián)系如果對(duì)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（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)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(duì)多聯(lián)系。記為1:n7/21/202344實(shí)例班級(jí)與學(xué)生之間的聯(lián)系：一個(gè)班級(jí)中有若干名學(xué)生，每個(gè)學(xué)生只在一個(gè)班級(jí)中學(xué)習(xí)還有：班級(jí)與輔導(dǎo)員之間的聯(lián)系系與教師之間的聯(lián)系系與班級(jí)之間的聯(lián)系系與專業(yè)之間的聯(lián)系等7/21/2023452.兩個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系(續(xù))多對(duì)多聯(lián)系（m:n）如果對(duì)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（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)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（m≥0）與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體B具有多對(duì)多聯(lián)系。記為m:n7/21/202346實(shí)例課程與學(xué)生之間的聯(lián)系：一門課程同時(shí)有若干個(gè)學(xué)生選修一個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門課程還有：課程與教師之間的聯(lián)系圖書與學(xué)生之間的聯(lián)系賓館客房與客人之間的聯(lián)系等7/21/2023473.兩個(gè)以上實(shí)體間的聯(lián)系多個(gè)實(shí)體集間的一對(duì)多聯(lián)系若實(shí)體集E1，E2，...，En存在聯(lián)系，對(duì)于實(shí)體集Ej（j=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，反之，對(duì)于實(shí)體集Ei中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集Ej中有m個(gè)實(shí)體（m≥0）與之聯(lián)系，則我們說(shuō)Ei與E1，E2，...，Ei-1，Ei+1，...，En之間的聯(lián)系是一對(duì)多的。7/21/2023483.兩個(gè)以上實(shí)體間的聯(lián)系(續(xù))實(shí)例

課程、教師與參考書三個(gè)實(shí)體如果一門課程可以有若干個(gè)教師講授，使用若干本參考書，每一個(gè)教師只講授一門課程，每一本參考書只供一門課程使用課程與教師、參考書之間的聯(lián)系是一對(duì)多的多個(gè)實(shí)體型間的一對(duì)一聯(lián)系多個(gè)實(shí)體型間的多對(duì)多聯(lián)系7/21/202349多個(gè)實(shí)體型間的多對(duì)多聯(lián)系供應(yīng)商、項(xiàng)目、零件三個(gè)實(shí)體如果一個(gè)供應(yīng)商可以供應(yīng)多個(gè)項(xiàng)目和多種零件，每個(gè)項(xiàng)目、每種零件可以由多個(gè)供應(yīng)商提供。供應(yīng)商、項(xiàng)目、零件之間的聯(lián)系是多對(duì)多的7/21/2023504.同一實(shí)體集內(nèi)實(shí)體間的聯(lián)系一對(duì)多聯(lián)系實(shí)例

職工實(shí)體集內(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(gè)職工僅被另外一個(gè)職工直接領(lǐng)導(dǎo)這是一對(duì)多的聯(lián)系一對(duì)一聯(lián)系多對(duì)多聯(lián)系7/21/2023515.概念模型的一種表示方法：實(shí)體－聯(lián)系方法概念模型的表示方法很多實(shí)體－聯(lián)系方法(E-R方法)用E-R圖來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型E-R方法也稱為E-R模型7/21/202352E-R圖實(shí)體集用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。學(xué)生教師7/21/202353E-R圖(續(xù))屬性用橢圓形表示，并用無(wú)向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來(lái)學(xué)生學(xué)號(hào)年齡性別姓名7/21/202354E-R圖(續(xù))聯(lián)系聯(lián)系本身：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無(wú)向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來(lái)，同時(shí)在無(wú)向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1、1:n或m:n）聯(lián)系的屬性：聯(lián)系本身也是一種實(shí)體，也可以有屬性。如果一個(gè)聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無(wú)向邊與該聯(lián)系連接起來(lái)

7/21/202355聯(lián)系的表示方法實(shí)體1聯(lián)系名實(shí)體2111:1聯(lián)系實(shí)體1聯(lián)系名實(shí)體2mnm:n聯(lián)系實(shí)體1聯(lián)系名實(shí)體21n1:n聯(lián)系7/21/202356聯(lián)系的表示方法(續(xù))實(shí)體1聯(lián)系名mn同一實(shí)體型內(nèi)部的m:n聯(lián)系實(shí)體1聯(lián)系名實(shí)體21m多個(gè)實(shí)體型間的1:n聯(lián)系實(shí)體3n7/21/202357聯(lián)系的表示方法示例班級(jí)班級(jí)-班長(zhǎng)班長(zhǎng)111:1聯(lián)系課程選修學(xué)生mnm:n聯(lián)系班級(jí)組成學(xué)生1n1:n聯(lián)系7/21/202358聯(lián)系的表示方法示例(續(xù))職工領(lǐng)導(dǎo)1n同一實(shí)體型內(nèi)部的1:n聯(lián)系課程講授教師1m多個(gè)實(shí)體型間的1:n聯(lián)系參考書n7/21/202359聯(lián)系屬性的表示方法課程選修學(xué)生mn成績(jī)7/21/2023606.實(shí)例E-R圖E-R圖實(shí)例：

P17-P19

某工廠物資管理E-R圖7/21/202361供應(yīng)商倉(cāng)庫(kù)職工零件項(xiàng)目供應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)存放庫(kù)存量供應(yīng)量所屬11NNPMNM某工廠物資管理的概念模型N7/21/202362課堂練習(xí)（P38第12題）學(xué)校有若干個(gè)系，每個(gè)系有若干個(gè)班級(jí)和教研室，每個(gè)教研室有若干個(gè)老師，每個(gè)班級(jí)有若干個(gè)學(xué)生，每個(gè)學(xué)生選修若干課程，每門課程可由若干個(gè)學(xué)生選修，每門課程可由若干教師講解，每個(gè)教師最多教一門課。請(qǐng)用E-R圖畫出該學(xué)校的概念模型。7/21/202363系班級(jí)教研室老師學(xué)生課程所屬所屬所屬所屬選修講解NNNNNN1111M17/21/202364課堂練習(xí)（P38第13題）某工廠生產(chǎn)若干個(gè)產(chǎn)品，每個(gè)產(chǎn)品由不同的零件組成，有的零件可用在不同的產(chǎn)品上，這些零件由不同的原材料組成，不同的零件所用的原材料可以相同。這些零件按所屬的不同產(chǎn)品分別放在倉(cāng)庫(kù)中，原材料按類別放在若干個(gè)倉(cāng)庫(kù)中。請(qǐng)用E-R圖畫出該工廠產(chǎn)品、零件、原材料和倉(cāng)庫(kù)的概念模型。7/21/202365產(chǎn)品零件原材料倉(cāng)庫(kù)組成制作存放存放NM1NMMNN7/21/202366銷售單的樣式

日期：Ｘ單據(jù)號(hào)：Ｘ收款人：Ｘ客戶：Ｘ金額：Ｘ交款：Ｘ找零：Ｘ

商品編碼名稱數(shù)量單價(jià)

00671香皂3

5.00

00034洗發(fā)水

2

15.00

00023毛巾1

5.56

00234拖鞋2

4.00……表頭部分明細(xì)部分7/21/202367相同類型單據(jù)還有采購(gòu)單、采購(gòu)訂貨單入庫(kù)單、出庫(kù)單銷售訂貨單醫(yī)生開(kāi)的處方單等等

7/21/202368銷售單概念模型的表示方法單據(jù)頭明細(xì)日期單據(jù)號(hào)金額收款人客戶商品商品編碼商品名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量NM單價(jià)單價(jià)7/21/202369練習(xí)假設(shè)某招待所業(yè)務(wù)規(guī)定，每個(gè)賬單對(duì)應(yīng)一個(gè)顧客，賬單的賬單編號(hào)是惟一的，賬單中包含一個(gè)顧客姓名、賬單日期和顧客每日的消費(fèi)明細(xì)，賬單的格式如下圖所示。消費(fèi)賬單賬單日期：2008-12-11編號(hào)：000120顧客姓名：李升金額：280.00元

消費(fèi)日期項(xiàng)目金額（元）2008-12-10房租150.002008-12-10餐費(fèi)50.002008-12-10電話費(fèi)20.002008-12-11餐費(fèi)60.00如果根據(jù)上述業(yè)務(wù)規(guī)則，設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)系模式：R(賬單編號(hào),賬單日期,顧客姓名,消費(fèi)日期,項(xiàng)目,金額）。7/21/202370如果根據(jù)上述業(yè)務(wù)規(guī)則，設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)系模式：R(賬單編號(hào),賬單日期,顧客姓名,消費(fèi)日期,項(xiàng)目,金額）。試回答下列問(wèn)題：（1）根據(jù)上述規(guī)定，寫出關(guān)系模式R的基本函數(shù)依賴；（2）找出關(guān)系模式R的候選碼；（3）試問(wèn)關(guān)系模式R最高屬于第幾范式？為什么？（4）如果R不屬于3NF，請(qǐng)將R分解成3NF模式集。7/21/202371

1.2.5常用邏輯模型層次模型（HierarchicalModel）網(wǎng)狀模型(NetworkModel)關(guān)系模型(RelationalModel)面向?qū)ο竽Ｐ?ObjectOrientedModel）對(duì)象關(guān)系模型(ObjectRelationalModel）7/21/2023721.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層次模型

滿足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。1.有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)2.根以外的其它結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)層次模型中的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)根結(jié)點(diǎn)，雙親結(jié)點(diǎn)，兄弟結(jié)點(diǎn)，葉結(jié)點(diǎn)7/21/202373層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）

Ｒ1

根結(jié)點(diǎn)

Ｒ2

兄弟結(jié)點(diǎn)

Ｒ3

葉結(jié)點(diǎn)

Ｒ4

兄弟結(jié)點(diǎn)

Ｒ5

葉結(jié)點(diǎn)

葉結(jié)點(diǎn)7/21/202374D02計(jì)算機(jī)R01計(jì)科R02電信R03信管S02文S23劉S56張E21王E17馮E45孟E11陳E33張系教研室學(xué)生教師教師7/21/2023756.典型的層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)IMS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)第一個(gè)大型商用DBMS1968年推出IBM公司研制7/21/2023762.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀模型滿足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為網(wǎng)狀模型。1.允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親；2.一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。7/21/202377網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Ｒ1

Ｒ2

R3L1L2

R1

R2

L3

L1L2

R3

L4

R4

R5

7/21/202378學(xué)號(hào)姓名系別學(xué)號(hào)課程號(hào)成績(jī)課程號(hào)課程名學(xué)分學(xué)生課程選課7/21/202379S1C1S1C2S1C3S1S3C2C27/21/2023806.典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)DBTG系統(tǒng)，亦稱CODASYL系統(tǒng)由DBTG提出的一個(gè)系統(tǒng)方案奠定了數(shù)據(jù)庫(kù)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IMAGE7/21/2023815.層次、網(wǎng)狀模型的缺點(diǎn)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)就變得越來(lái)越復(fù)雜，不便于管理DDL、DML語(yǔ)言復(fù)雜，用戶不容易使用7/21/2023821.2.5關(guān)系模型1.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的操作與完整性約束3.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)4.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)7/21/202383關(guān)系模型最重要的一種數(shù)據(jù)模型。也是目前主要采用的數(shù)據(jù)模型1970年由美國(guó)IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd提出本課程的重點(diǎn)7/21/2023841.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在用戶觀點(diǎn)下，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，它由行和列組成。7/21/202385關(guān)系模型的基本概念關(guān)系（Relation）一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)通常說(shuō)的一張表。元組（Tuple）表中的一行即為一個(gè)元組。屬性（Attribute）表中的一列即為一個(gè)屬性，給每一個(gè)屬性起一個(gè)名稱即屬性名。7/21/202386關(guān)系模型的基本概念碼（Key）表中唯一確定一個(gè)元組的最小屬性組。超碼表中唯一確定一個(gè)元組的屬性組。主碼如果關(guān)系有多個(gè)碼，則，可以選擇其中的一個(gè)為關(guān)系的主碼（primarykey）。7/21/202387關(guān)系模型的基本概念域（Domain）屬性的取值范圍。分量元組中的一個(gè)屬性值。關(guān)系模式對(duì)關(guān)系的描述關(guān)系名（屬性1，屬性2，…，屬性n）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系，年級(jí)）7/21/2023881.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來(lái)表示。7/21/202389關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）例1學(xué)生、系、系與學(xué)生之間的一對(duì)多聯(lián)系：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，年級(jí)，系號(hào)）系

(系號(hào)，系名，辦公地點(diǎn)，系主任)7/21/2023901.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）例2學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對(duì)多聯(lián)系：

學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系號(hào)，年級(jí)）課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分）選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）7/21/2023911.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）例3系、系主任、系與系主任之間的一對(duì)一聯(lián)系：系（系號(hào)，系名，電話，地址）系主任（主任號(hào)，主任名，系號(hào)）或者：系（系號(hào)，系名，電話，地址，主任號(hào)）系主任（主任號(hào)，主任名）7/21/2023921.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(gè)分量必須是一個(gè)不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。職工號(hào)姓名基本工資，津貼房租，水電實(shí)發(fā)022陳平1305，1200160，1122233

7/21/2023932.關(guān)系模型的操作和完整性約束條件查詢、插入、刪除、修改數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對(duì)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(duì)用戶隱蔽，用戶只要指出“干什么”，不必詳細(xì)說(shuō)明“怎么干”7/21/2023942.關(guān)系模型的完整性約束條件實(shí)體完整性約束參照完整性約束用戶定義的完整性約束7/21/2023953.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有的DBMS一個(gè)表對(duì)應(yīng)一個(gè)操作系統(tǒng)文件有的DBMS從操作系統(tǒng)獲得若干大的文件，自己設(shè)計(jì)表、索引等存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)7/21/2023964.關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上概念單一。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，用戶易懂易用實(shí)體和各類聯(lián)系都用關(guān)系來(lái)表示。對(duì)數(shù)據(jù)的操作結(jié)果也是關(guān)系。關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶透明(隱蔽)具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，更好的安全保密性簡(jiǎn)化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)建立的工作7/21/202397關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)（續(xù)）缺點(diǎn)存取路徑對(duì)用戶透明(隱蔽)導(dǎo)致查詢效率不高為提高性能，必須對(duì)用戶的查詢請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化增加了開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的難度7/21/202398第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5小結(jié)7/21/2023991.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念1.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)1.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性7/21/20231001.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念“型”和“值”的概念型（Type）對(duì)某一類數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和屬性的說(shuō)明值（Value）是型的一個(gè)具體賦值例如：學(xué)生記錄記錄型：（學(xué)號(hào)，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）該記錄型的一個(gè)記錄值：（900201，李明，男，計(jì)算機(jī)，22，江蘇）7/21/2023101數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念（續(xù)）模式（Schema）數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述是型的描述反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系模式是相對(duì)穩(wěn)定的模式的一個(gè)實(shí)例（Instance）模式的一個(gè)具體值反映數(shù)據(jù)庫(kù)某一時(shí)刻的狀態(tài)同一個(gè)模式可以有很多實(shí)例實(shí)例隨數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)的更新而變動(dòng)7/21/20231021.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念1.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)1.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性7/21/20231031.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)7/21/20231041．模式（Schema）P32模式（也稱邏輯模式）數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，綜合了所有用戶的需求一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式模式的地位：是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層與數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境無(wú)關(guān)與具體的應(yīng)用程序、開(kāi)發(fā)工具及高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言無(wú)關(guān)模式的定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)項(xiàng)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7/21/20231052.外模式（ExternalSchema）外模式（也稱子模式或用戶模式）數(shù)據(jù)庫(kù)用戶（包括應(yīng)用程序員和最終用戶）使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述數(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7/21/2023106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(duì)多外模式通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。反映了不同的用戶的應(yīng)用需求、看待數(shù)據(jù)的方式、對(duì)數(shù)據(jù)保密的要求對(duì)模式中同一數(shù)據(jù)，在外模式中的結(jié)構(gòu)、類型、長(zhǎng)度、保密級(jí)別等都可以不同外模式與應(yīng)用的關(guān)系：一對(duì)多同一外模式也可以為某一用戶的多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)所使用，但一個(gè)應(yīng)用程序只能使用一個(gè)外模式。7/21/2023107外模式（續(xù)）外模式的用途保證數(shù)據(jù)庫(kù)安全性的一個(gè)有力措施。每個(gè)用戶只能看見(jiàn)和訪問(wèn)所對(duì)應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)7/21/20231083．內(nèi)模式（InternalSchema）內(nèi)模式（也稱存儲(chǔ)模式）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)部的表示方式記錄的存儲(chǔ)方式（順序存儲(chǔ)，按照B樹(shù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，按hash方法存儲(chǔ)）索引的組織方式數(shù)據(jù)是否壓縮存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是否加密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)的規(guī)定一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式7/21/20231091.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念1.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)1.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性7/21/20231101.3.3三級(jí)模式與二級(jí)映象（P33）三級(jí)模式是對(duì)數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別二級(jí)映象在DBMS內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換7/21/2023111數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)7/21/20231121．外模式／模式映象定義外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系每一個(gè)外模式都對(duì)應(yīng)一個(gè)外模式／模式映象映象定義通常包含在各自外模式的描述中7/21/2023113外模式／模式映象的用途保證數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性當(dāng)模式改變時(shí)，(數(shù)據(jù)庫(kù)管理員修改有關(guān)的外模式／模式映象，)可以使外模式保持不變應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。7/21/20231142．模式／內(nèi)模式映象模式／內(nèi)模式映象定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，說(shuō)明邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的數(shù)據(jù)庫(kù)中模式／內(nèi)模式映象是唯一的該映象定義通常包含在模式描述中7/21/2023115模式／內(nèi)模式映象的用途保證數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)模式（例如選用了另一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)）改變，可以使模式保持不變應(yīng)用程序不受影響。保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。7/21/2023116第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5小結(jié)7/21/2023117硬件平臺(tái)軟件人員1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成7/21