哈工程數(shù)據(jù)庫課件

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論AnIntroductiontoDatabaseSystem2023/8/9楊悅

yangyue@

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論AnIntroductiontoDa課程性質(zhì)：專業(yè)主干課考核方式：考試2023/8/91楊悅yangyue@課程性質(zhì)：專業(yè)主干課2023/8/81楊悅yang課程簡(jiǎn)介講述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念和基本理論的內(nèi)容理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，建立較扎實(shí)的數(shù)據(jù)庫語言基礎(chǔ)，如數(shù)據(jù)庫語言的查詢處理、數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化設(shè)計(jì)、事務(wù)中鎖控制等知識(shí)掌握數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的使用方法，具有進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的能力2023/8/92楊悅yangyue@課程簡(jiǎn)介講述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念和基本理論的內(nèi)容2023/8教材及參考書(1)教材薩師煊，王珊：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第4版)，高等教育出版社，2006AFirstCourseinDatabaseSystems

Jeffrey.D.Ullman,JenniferWidom

Dept.OfComputerScienceStanfordUniversity

2023/8/93楊悅yangyue@教材及參考書(1)教材2023/8/83楊悅yan教材及參考書(2)參考書DateCJ,AnIntroductiontoDatabaseSystem(Ed.7),Addison-Wesley,2000王珊，陳紅：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理教程，

清華大學(xué)出版社，2000上機(jī)軟件IBMDB22023/8/94楊悅yangyue@教材及參考書(2)參考書2023/8/84楊悅ya2023/8/95數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論AnIntroductiontoDatabaseSystem第一章緒論2023/8/85數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.5數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié)2023/8/96第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述2023/8/86第一章緒論重點(diǎn)：實(shí)體間聯(lián)系（1：1，1：N，M：N）數(shù)據(jù)模型（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述）DB的體系結(jié)構(gòu)（三層結(jié)構(gòu)，兩級(jí)映像，數(shù)據(jù)獨(dú)立性）DBMS的功能難點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)獨(dú)立性的關(guān)系2023/8/97第一章緒論重點(diǎn)：2023/8/871.1

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

1.1.1數(shù)據(jù)庫的地位

1.1.2四個(gè)基本概念

1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展2023/8/981.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.1.1數(shù)據(jù)庫的地位2023數(shù)據(jù)庫是什么？

軟件產(chǎn)品應(yīng)用軟件平臺(tái)軟件基礎(chǔ)構(gòu)架平臺(tái)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)硬件平臺(tái)8/9/2023徐悅竹xuyuezhu@9協(xié)同軟件辦公軟件…中間件應(yīng)用基礎(chǔ)服務(wù)器…數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)操作系統(tǒng)…數(shù)據(jù)庫是什么？軟件應(yīng)用軟件軟件基礎(chǔ)構(gòu)架平臺(tái)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)硬數(shù)據(jù)庫的地位數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用向各行各業(yè)的滲透數(shù)據(jù)庫的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個(gè)國家信息化程度的重要標(biāo)志2023/8/910數(shù)據(jù)庫的地位數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.1.1數(shù)據(jù)庫的地位

1.1.2四個(gè)基本概念

1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展2023/8/9111.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.1.1數(shù)據(jù)庫的地位20231.1.2四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)(Data)數(shù)據(jù)庫(Database)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)2023/8/9121.1.2四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)(Data)2023/8/812一、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的基本對(duì)象數(shù)據(jù)的定義描述事物的符號(hào)記錄數(shù)據(jù)的種類數(shù)字、文字、圖形、圖象、聲音數(shù)據(jù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)與其語義是不可分的2023/8/913一、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的基本對(duì)象2023/8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)的形式不能完全表達(dá)其內(nèi)容數(shù)據(jù)的解釋語義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學(xué)時(shí)間解釋：李明是個(gè)大學(xué)生，1972年出生，江蘇人，1990年考入計(jì)算機(jī)系2023/8/914數(shù)據(jù)舉例學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄2023/8/814二、數(shù)據(jù)庫（舉例）2023/8/915二、數(shù)據(jù)庫（舉例）2023/8/815二、數(shù)據(jù)庫(續(xù))人們收集并抽取出一個(gè)應(yīng)用所需要的大量數(shù)據(jù)之后，應(yīng)將其保存起來以供進(jìn)一步加工處理，進(jìn)一步抽取有用信息數(shù)據(jù)庫的定義數(shù)據(jù)庫(Database,簡(jiǎn)稱DB)是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合2023/8/916二、數(shù)據(jù)庫(續(xù))人們收集并抽取出一個(gè)應(yīng)用所需要的大量數(shù)據(jù)之后二、數(shù)據(jù)庫(續(xù))數(shù)據(jù)庫的特征數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存可為各種用戶共享冗余度較小數(shù)據(jù)獨(dú)立性較高易擴(kuò)展2023/8/917二、數(shù)據(jù)庫(續(xù))數(shù)據(jù)庫的特征2023/8/817三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)什么是DBMS數(shù)據(jù)庫管理系統(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)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)2023/8/918三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)什么是DBMS2023/8/818DBMS的主要功能數(shù)據(jù)定義功能

提供數(shù)據(jù)定義語言(DDL)

定義數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)據(jù)操縱功能提供數(shù)據(jù)操縱語言(DML)操縱數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的基本操作

(查詢、插入、刪除和修改)2023/8/919DBMS的主要功能數(shù)據(jù)定義功能2023/8/819DBMS的主要功能數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)使用發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能(實(shí)用程序)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)批量裝載數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲(chǔ)介質(zhì)故障恢復(fù)數(shù)據(jù)庫的重組織性能監(jiān)視等2023/8/920DBMS的主要功能數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理2023/8/820舉例說明倉庫（DB）中存放商品（Data），保管員（DBMS）負(fù)責(zé)商品（Data）的搬進(jìn)、整理和搬出。1.檢查商品（Data）是否合法（定義問題）2.檢查商品是否完好（完整性問題）3.如何擺放（組織問題）4.如何將商品提取出來（存取路徑和操作問題）5.防止被壞人取走（安全性問題）6.為多用戶服務(wù)（并發(fā)問題）2023/8/921舉例說明倉庫（DB）中存放商品（Data），保管員（DBMS四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡(jiǎn)稱DBS）是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成。在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員（和用戶）構(gòu)成。2023/8/922四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2023/8/822四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)(Data)數(shù)據(jù)庫(Database，DB)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)2023/8/923四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)(Data)2023/8/8231.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.1.1數(shù)據(jù)庫的地位

1.1.2四個(gè)基本概念

1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展2023/8/9241.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.1.1數(shù)據(jù)庫的地位20231.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展什么是數(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)處理的中心問題數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程人工管理階段(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)庫系統(tǒng)階段(60年代末--現(xiàn)在)2023/8/92520世紀(jì)50年代以前為人工管理階段，當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)主要是用于科學(xué)計(jì)算。當(dāng)時(shí)從硬件看，外存只有磁帶、卡片、紙帶，還沒有磁盤等這些可直接存取的存儲(chǔ)設(shè)備；從軟件上看，還沒有出現(xiàn)操作系統(tǒng)和管理數(shù)據(jù)的軟件。所以數(shù)據(jù)由用戶直接管理，因此數(shù)據(jù)依賴于特定的應(yīng)用程序，缺乏獨(dú)立性，且數(shù)據(jù)間也缺乏邏輯組織。文件系統(tǒng)階段的主要特點(diǎn)是：（1）數(shù)據(jù)被組織成相對(duì)獨(dú)立的數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)和程序相互獨(dú)立，數(shù)據(jù)共享成為了可能；數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)之間有了簡(jiǎn)單的變換。（2）文件管理系統(tǒng)提供了，對(duì)數(shù)據(jù)文件按文件名稱進(jìn)行數(shù)據(jù)的存取、修改等的編輯操作方法。（3）數(shù)據(jù)雖可以共享，但因數(shù)據(jù)還是面向某些特定的應(yīng)用程序，所以數(shù)據(jù)仍存在相當(dāng)程度的冗余。這一階段的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)不再針對(duì)某一特定應(yīng)用，而是面向全組織的，數(shù)據(jù)共享度高、冗余度小，具有整體的結(jié)構(gòu)性，并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的控制。1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展什么是數(shù)據(jù)管理20232023/8/9262023/8/826數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)獨(dú)立性數(shù)據(jù)共享性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和控制8/9/2023徐悅竹xuyuezhu@27數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化8/8/2023徐悅竹xuyue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)庫的主要特征之一。

用數(shù)據(jù)模型描述數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、操作及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫中實(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)。2023/8/928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)庫的主要特征之一。2023/數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化

數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)獨(dú)立性

數(shù)據(jù)共享性

數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和控制

8/9/2023徐悅竹xuyuezhu@29數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化8/8/2023徐悅竹xuyue數(shù)據(jù)獨(dú)立性物理獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)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(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。2023/8/930數(shù)據(jù)獨(dú)立性物理獨(dú)立性2023/8/830數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化

數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)獨(dú)立性

高度的物理獨(dú)立性，一定的邏輯獨(dú)立性數(shù)據(jù)共享性

數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和控制

8/9/2023徐悅竹xuyuezhu@31數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化8/8/2023徐悅竹xuyue數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化

數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)獨(dú)立性

高度的物理獨(dú)立性，一定的邏輯獨(dú)立性數(shù)據(jù)共享性

共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和控制

8/9/2023徐悅竹xuyuezhu@32數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化8/8/2023徐悅竹xuyueDBMS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）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。2023/8/933DBMS對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護(hù)DBMS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)庫恢復(fù)（Recovery）將數(shù)據(jù)庫從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)。2023/8/934DBMS對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能并發(fā)（Concurrency）控制2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性

高度的物理獨(dú)立性，一定的邏輯獨(dú)立性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化

數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)共享性

共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和控制

通過DBMS8/9/2023徐悅竹xuyuezhu@35數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性8/8/2023徐悅竹xuyue第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.5數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié)2023/8/936第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述2023/8/836數(shù)據(jù)模型信息循環(huán)經(jīng)歷了三個(gè)領(lǐng)域：現(xiàn)實(shí)世界信息世界(概念模型)計(jì)算機(jī)世界

（邏輯模型和物理模型）在數(shù)據(jù)庫中用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息。通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實(shí)世界的模擬。2023/8/937實(shí)體屬性實(shí)體集實(shí)體模型個(gè)體特征總體事物及其聯(lián)系記錄數(shù)據(jù)項(xiàng)文件數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型信息循環(huán)經(jīng)歷了三個(gè)領(lǐng)域：2023/8/837實(shí)體個(gè)體數(shù)據(jù)模型(續(xù))數(shù)據(jù)模型分成兩個(gè)不同的層次(1)概念模型也稱信息模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模。(2)數(shù)據(jù)模型主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型等，它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模。2023/8/938數(shù)據(jù)模型(續(xù))數(shù)據(jù)模型分成兩個(gè)不同的層次2023/8/838數(shù)據(jù)模型(續(xù))客觀對(duì)象的抽象過程---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。

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。2023/8/939數(shù)據(jù)模型(續(xù))客觀對(duì)象的抽象過程---兩步抽象2023/8/1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.2.2概念模型

1.2.3常用數(shù)據(jù)模型

1.2.4層次模型

1.2.5網(wǎng)狀模型

1.2.6關(guān)系模型2023/8/9401.2數(shù)據(jù)模型1.2.1數(shù)據(jù)模型的組成要素2023/1.2.1數(shù)據(jù)模型的組成要素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)的約束條件2023/8/9411.2.1數(shù)據(jù)模型的組成要素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2023/8/841.2.2概念模型1.概念模型2.信息世界中的基本概念3.概念模型的表示方法2023/8/942較強(qiáng)的語義表達(dá)能力，能夠方便、直接地表達(dá)應(yīng)用中的各種語義知識(shí)。簡(jiǎn)單、清晰、易于用戶理解。1.2.2概念模型1.概念模型2023/8/842較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。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)屬性來刻畫。(3)碼（Key）唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為碼。2023/8/943信息世界中的基本概念(1)實(shí)體（Entity）2023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2023/8/944信息世界中的基本概念(續(xù))(4)域（Domain）2023.概念模型的表示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圖來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型E-R方法也稱為E-R模型2023/8/9453.概念模型的表示方法概念模型的表示方法很多2023/8/E-R圖實(shí)體型用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。2023/8/946學(xué)生教師E-R圖實(shí)體型2023/8/846學(xué)生教師E-R圖(續(xù))屬性用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來2023/8/947學(xué)生學(xué)號(hào)年齡性別姓名E-R圖(續(xù))屬性2023/8/847學(xué)生學(xué)號(hào)年齡性別姓名兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系482023/8/9實(shí)體型1聯(lián)系名實(shí)體型2111:1聯(lián)系實(shí)體型1聯(lián)系名實(shí)體型2mnm:n聯(lián)系實(shí)體型1聯(lián)系名實(shí)體型21n1:n聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系482023/8/8實(shí)體型1聯(lián)系名實(shí)體型21.2.3常用數(shù)據(jù)模型非關(guān)系模型層次模型（HierarchicalModel）網(wǎng)狀模型(NetworkModel)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：以基本層次聯(lián)系為基本單位

基本層次聯(lián)系：兩個(gè)記錄以及它們之間的一對(duì)多（包括一對(duì)一)的聯(lián)系2023/8/9491.2.3常用數(shù)據(jù)模型非關(guān)系模型2023/8/849常用數(shù)據(jù)模型(續(xù))關(guān)系模型(RelationalModel)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：表面向?qū)ο竽Ｐ?ObjectOrientedModel）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對(duì)象2023/8/9徐悅竹xuyuezhu@50常用數(shù)據(jù)模型(續(xù))關(guān)系模型(RelationalModel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。2023/8/951關(guān)系模型的基本概念關(guān)系（Relation）2023/8/85關(guān)系模型的基本概念碼（Key）(等同于候選碼)表中的某個(gè)屬性組，它可以唯一確定一個(gè)元組。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)）2023/8/952關(guān)系模型的基本概念碼（Key）(等同于候選碼)2023/8/2.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(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)說明“怎么干”2023/8/9532.關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱查詢、插入、刪除、更新2023/8/83.關(guān)系模型的完整性約束實(shí)體完整性參照完整性用戶定義的完整性2023/8/9543.關(guān)系模型的完整性約束實(shí)體完整性2023/8/8544.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)表以文件形式存儲(chǔ)有的DBMS一個(gè)表對(duì)應(yīng)一個(gè)操作系統(tǒng)文件有的DBMS自己設(shè)計(jì)文件結(jié)構(gòu)2023/8/9554.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)表以文件形式存儲(chǔ)2023/8/855.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)系來表示。對(duì)數(shù)據(jù)的檢索結(jié)果也是關(guān)系。關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶透明具有更高的數(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)庫開發(fā)建立的工作2023/8/9565.關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)2023/8/856關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)（續(xù)）缺點(diǎn) 存取路徑對(duì)用戶透明導(dǎo)致查詢效率往往不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型 為提高性能，必須對(duì)用戶的查詢請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化，增加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的難度2023/8/957關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)（續(xù)）缺點(diǎn)2023/8/8576.典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)ORACLESYBASEDB2EasyBaseSQLServer2023/8/9586.典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)ORACLE2023/8/858第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.5數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié)2023/8/959第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述2023/8/8591.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看

外模式、模式、內(nèi)模式1.3.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看單用戶、主從式、分布式、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……2023/8/9601.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性小結(jié)2023/8/9611.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念2023數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念“型”和“值”的概念型（Type）對(duì)某一類數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說明值（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）2023/8/962數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念“型”和“值”的概念2023/8/8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念（續(xù)）模式（Schema）數(shù)據(jù)庫邏輯結(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)庫中的數(shù)據(jù)的更新而變動(dòng)2023/8/963數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念（續(xù)）模式（Schema）2023/8/1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性小結(jié)2023/8/9641.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念2023數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)2023/8/965數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)2023/8/8651．模式（Schema）模式（也稱邏輯模式）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)庫只有一個(gè)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(chǔ)細(xì)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(jí)程序設(shè)計(jì)語言無關(guān)2023/8/9661．模式（Schema）模式（也稱邏輯模式）2023/8/82.外模式（ExternalSchema）外模式（也稱子模式或用戶模式）數(shù)據(jù)庫用戶（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2023/8/9672.外模式（ExternalSchema）外模式（也稱子3．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)庫只有一個(gè)內(nèi)模式2023/8/9683．內(nèi)模式（InternalSchema）內(nèi)模式（也稱存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)2023/8/969數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)2023/8/8691.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性小結(jié)2023/8/9701.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念2023三級(jí)模式與二級(jí)映象三級(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2023/8/971三級(jí)模式與二級(jí)映象三級(jí)模式是對(duì)數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別2023/8數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)2023/8/972數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)2023/8/8721．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2023/8/9731．外模式／模式映象2023/8/873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)庫管理員修改有關(guān)的外模式／模式映象，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。2023/8/974外模式／模式映象的用途保證數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性2023/8/872．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，說明邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的數(shù)據(jù)庫中模式／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2023/8/9752．模式／內(nèi)模式映象2023/8/875模式／內(nèi)模式映象的用途保證數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變了（例如選用了另一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)），數(shù)據(jù)庫管理員修改模式／內(nèi)模式映象，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。2023/8/976模式／內(nèi)模式映象的用途保證數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性2023/8/871.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性小結(jié)2023/8/9771.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念2023小結(jié)模式是數(shù)據(jù)庫的中心與關(guān)鍵獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫的其它層次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫模式結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)首先確定數(shù)據(jù)庫的邏輯模式2023/8/978小結(jié)模式2023/8/878小結(jié)（續(xù)）內(nèi)模式依賴于全局邏輯結(jié)構(gòu)，