第1章 數(shù)據(jù)庫基本知識

《關(guān)系數(shù)據(jù)庫與SQL語言》關(guān)系數(shù)據(jù)庫與SQL語言課程類型：專業(yè)基礎(chǔ)課適用專業(yè)：軟件高職各專業(yè)或其它信息類高職專業(yè)學(xué)分：4學(xué)時(shí)：每周1次理論課，1次實(shí)驗(yàn)考核方法：期末考試60%+實(shí)驗(yàn)考核20%+平時(shí)成績20%期末考試：閉卷筆試實(shí)驗(yàn)考核：平時(shí)實(shí)驗(yàn)（含實(shí)驗(yàn)報(bào)告）平時(shí)成績：作業(yè)、出勤率、隨堂測驗(yàn)等第1章數(shù)據(jù)庫基本知識1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.4數(shù)據(jù)模型1.5小結(jié)1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

1.1.1數(shù)據(jù)庫定義

1.1.2數(shù)據(jù)庫的地位

1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展

1.1.4四個(gè)基本概念

1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述在人們的周圍有各種各樣的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在運(yùn)行。當(dāng)人們買飛機(jī)票、領(lǐng)發(fā)工資、查資料、買賣股票時(shí)都需要與數(shù)據(jù)庫打交道。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已成為人們提高工作效率和管理水平的重要手段，已成為企業(yè)提高競爭力有力武器。那么，什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？它是如何構(gòu)成如何工作的呢？我們怎樣才能成功開發(fā)出一個(gè)高性能的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)呢？一、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的基本對象數(shù)據(jù)的定義描述事物的符號記錄數(shù)據(jù)的種類文字、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)系數(shù)據(jù)庫定義數(shù)據(jù)庫（DataBase，DB）是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中以一定的組織方式將相關(guān)數(shù)據(jù)組織一起，存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)設(shè)備上所形成的、能為多個(gè)用戶共享的、與應(yīng)用程序相互獨(dú)立的相關(guān)數(shù)據(jù)集合。1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

1.1.1數(shù)據(jù)庫定義

1.1.2數(shù)據(jù)庫的地位

1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展

1.1.4四個(gè)基本概念數(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。。。。。。1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

1.1.1數(shù)據(jù)庫定義

1.1.2數(shù)據(jù)庫的地位

1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展

1.1.4四個(gè)基本概念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)管理對數(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)數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展(續(xù))數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展動(dòng)力應(yīng)用需求的推動(dòng)（存儲(chǔ)量，速度）計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展（大容量，高速度）計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展（高效的開發(fā)工具）一、人工管理時(shí)間：50年代中期以前背景：計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算硬件：磁帶、卡片、紙帶，沒有磁盤軟件：沒有操作系統(tǒng)，沒有管理數(shù)據(jù)的軟件。只有匯編語言。特點(diǎn)：

1．?dāng)?shù)據(jù)不保存在機(jī)器中（算時(shí)輸入，算后輸出）

2．沒有軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理

3．只有程序概念，沒有文件的概念

4．一組數(shù)據(jù)對應(yīng)一個(gè)程序，數(shù)據(jù)是面向應(yīng)用的人工管理階段(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)不保存。數(shù)據(jù)面向的對象：某一應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的共享程度：無共享、冗余度極大數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：不獨(dú)立，完全依賴于程序數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(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...…...…二、文件系統(tǒng)時(shí)間：50年代后期到60年代中期背景：計(jì)算機(jī)不僅用于科學(xué)計(jì)算，而且用于數(shù)據(jù)處理硬件：磁盤、磁鼓軟件：操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了專門的管理數(shù)據(jù)的軟件(即文件系統(tǒng))文件系統(tǒng)階段(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長期保存數(shù)據(jù)面向的對象：某一應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、冗余度大數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu),整體無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：獨(dú)立性差，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變必須修改應(yīng)用程序數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制應(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...…...…文件系統(tǒng)階段(續(xù))缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)冗余度大：數(shù)據(jù)面向應(yīng)用，無法共享數(shù)據(jù)的不一致性數(shù)據(jù)聯(lián)系弱（文件間相互獨(dú)立，缺乏聯(lián)系文件系統(tǒng)有數(shù)據(jù)冗余、數(shù)據(jù)不一致和數(shù)據(jù)聯(lián)系弱三個(gè)缺點(diǎn)。工號：123；職工姓名：張三；職工電話：67890123工號：124；職工姓名：李四；職工電話：67543210工號：125；職工姓名：張三；職工電話：65467890工號：123；職工工資：2230元；職工電話：62345000工號：124；職工工資：3500元；職工電話：67543210工號：125；職工工資：2400元；職工電話：65467890職工檔案文件職工工資文件冗余，且可能不一致原因：文件中數(shù)據(jù)沒有聯(lián)系eg:三、數(shù)據(jù)庫階段時(shí)間：60年代后期-----背景：數(shù)據(jù)管理規(guī)模更為龐大，應(yīng)用更廣泛，數(shù)據(jù)量劇增，共享要求(多種應(yīng)用、多種語言互相覆蓋地共享數(shù)據(jù)集合)更強(qiáng)硬件：有了大容量和快速存取磁盤指導(dǎo)思想：對所有的數(shù)據(jù)實(shí)行統(tǒng)一的、集中的、獨(dú)立的管理，使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)獨(dú)立于使用數(shù)據(jù)的程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：DBMS數(shù)據(jù)面向的對象：現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)的共享程度：共享性高數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：高度的物理獨(dú)立性和一定的

邏輯獨(dú)立性

數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：整體結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)控制能力：由DBMS統(tǒng)一管理和控制應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系(數(shù)據(jù)庫系統(tǒng))DBMS應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)庫…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。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DBMS對數(shù)據(jù)的控制功能數(shù)據(jù)的安全性保護(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。1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

1.1.1數(shù)據(jù)庫定義

1.1.2數(shù)據(jù)庫的地位

1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展

1.1.4四個(gè)基本概念四個(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)一、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的基本對象數(shù)據(jù)的定義描述事物的符號記錄數(shù)據(jù)的種類文字、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)系二、數(shù)據(jù)庫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)一步抽取有用信息信息=數(shù)據(jù)+數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫的定義數(shù)據(jù)庫(Database,簡稱DB)是長期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合二、數(shù)據(jù)庫（舉例）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)管理軟件即指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)。用戶使用的各種數(shù)據(jù)庫的命令及應(yīng)用程序的執(zhí)行，都要通過DBMS。如：SQLserver2000DBMS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)對數(shù)據(jù)庫的基本操作(查詢、插入、刪除和修改)DBMS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、多用戶對數(shù)據(jù)的并發(fā)使用生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)DBMS的主要功能數(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。第1章數(shù)據(jù)庫基本知識1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.4數(shù)據(jù)模型1.5小結(jié)1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.2.1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1.2.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性小結(jié)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)外模式1．模式模式（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

1、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）２、數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系３、數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性要求所有用戶的公共數(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)工具及高級程序設(shè)計(jì)語言無關(guān)2.外模式外模式（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(gè)數(shù)據(jù)庫可以有多個(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(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。外模式（續(xù)）外模式的用途保證數(shù)據(jù)庫安全性的一個(gè)有力措施。每個(gè)用戶只能看見和訪問所對應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)3．內(nèi)模式內(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1.2.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性小結(jié)三級模式與二級映象三級模式是對數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級別二級映象在DBMS內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)1．外模式／模式映象定義外模式與模式之間的對應(yīng)關(guān)系每一個(gè)外模式都對應(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，簡稱數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。2．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，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。1.2.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性小結(jié)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)庫的邏輯模式小結(jié)（續(xù)）內(nèi)模式依賴于全局邏輯結(jié)構(gòu)，但獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫的用戶視圖即外模式，也獨(dú)立于具體的存儲(chǔ)設(shè)備。它將全局邏輯結(jié)構(gòu)中所定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系按照一定的物理存儲(chǔ)策略進(jìn)行組織，以達(dá)到較好的時(shí)間與空間效率。小結(jié)（續(xù)）外模式面向具體的應(yīng)用程序，定義在邏輯模式之上，但獨(dú)立于存儲(chǔ)模式和存儲(chǔ)設(shè)備設(shè)計(jì)外模式時(shí)應(yīng)充分考慮到應(yīng)用的擴(kuò)充性。當(dāng)應(yīng)用需求發(fā)生較大變化，相應(yīng)外模式不能滿足其視圖要求時(shí)，該外模式就得做相應(yīng)改動(dòng)小結(jié)（續(xù)）應(yīng)用程序在外模式描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上編制的，它依賴于特定的外模式，與數(shù)據(jù)庫的模式和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)獨(dú)立。不同的應(yīng)用程序有時(shí)可以共用同一個(gè)外模式。小結(jié)（續(xù)）二級映象保證了數(shù)據(jù)庫外模式的穩(wěn)定性，從而從底層保證了應(yīng)用程序的穩(wěn)定性，除非應(yīng)用需求本身發(fā)生變化，否則應(yīng)用程序一般不需要修改。數(shù)據(jù)與程序之間的獨(dú)立性，使得數(shù)據(jù)的定義和描述可以從應(yīng)用程序中分離出去。第1章數(shù)據(jù)庫基本知識1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.4數(shù)據(jù)模型1.5小結(jié)1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)硬件數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫管理員（用戶）一、硬件平臺(tái)及數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對硬件資源的要求(1)足夠大的內(nèi)存操作系統(tǒng)DBMS的核心模塊數(shù)據(jù)緩沖區(qū)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對硬件資源的要求（續(xù)）

(2)足夠大的外存磁盤操作系統(tǒng)DBMS應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫及其備份光盤、磁帶、軟盤數(shù)據(jù)備份(3)較高的通道能力，提高數(shù)據(jù)傳送率二、軟件DBMS操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫接口的高級語言及其編譯系統(tǒng)以DBMS為核心的應(yīng)用開發(fā)工具為特定應(yīng)用環(huán)境開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)三、人員數(shù)據(jù)庫管理員系統(tǒng)分析員數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員應(yīng)用程序員(最終用戶)1.數(shù)據(jù)庫管理員(DBA)決定數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)決定數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件數(shù)據(jù)庫管理員(續(xù))監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫的使用和運(yùn)行周期性轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)文件日志文件系統(tǒng)故障恢復(fù)介質(zhì)故障恢復(fù)監(jiān)視審計(jì)文件數(shù)據(jù)庫管理員(續(xù))數(shù)據(jù)庫的改進(jìn)和重組性能監(jiān)控和調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)重組數(shù)據(jù)庫重構(gòu)2.系統(tǒng)分析員負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范說明與用戶及DBA協(xié)商，確定系統(tǒng)的硬軟件配置參與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)3.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員參加用戶需求調(diào)查和系統(tǒng)分析確定數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫各級模式4.應(yīng)用程序員設(shè)計(jì)和編寫應(yīng)用系統(tǒng)的程序模塊進(jìn)行調(diào)試和安裝5.用戶偶然用戶企業(yè)或組織機(jī)構(gòu)的高中級管理人員簡單用戶銀行的職員、機(jī)票預(yù)定人員、旅館總臺(tái)服務(wù)員用戶（續(xù)）復(fù)雜用戶工程師、科學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家、科技工作者等直接使用數(shù)據(jù)庫語言訪問數(shù)據(jù)庫，甚至能夠基于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的API編制自己的應(yīng)用程序第1章數(shù)據(jù)庫基本知識1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.4數(shù)據(jù)模型1.5小結(jié)1.4數(shù)據(jù)模型建立數(shù)據(jù)庫的過程：現(xiàn)實(shí)世界信息世界、概念模型機(jī)器世界、DBMS支持的數(shù)據(jù)模型認(rèn)識和抽象轉(zhuǎn)換信息處理三層次

1.4數(shù)據(jù)模型

1.4.1概念模型

1.4.2數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.4.3常用數(shù)據(jù)模型層次模型網(wǎng)狀模型關(guān)系模型

1.4.1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1、概念模型概念模型是將數(shù)據(jù)從現(xiàn)實(shí)世界向抽象世界轉(zhuǎn)換的第一步模型?，F(xiàn)實(shí)世界信息世界、概念模型機(jī)器世界、DBMS支持的數(shù)據(jù)模型認(rèn)識和抽象轉(zhuǎn)換信息處理三層次1.概念模型概念模型的用途概念模型用于將客觀事物轉(zhuǎn)化為實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系．是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的有力工具數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員和用戶之間進(jìn)行交流的語言對概念模型的基本要求較強(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簡單、清晰、易于用戶理解。2.信息世界中的基本概念

(1)實(shí)體客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體?？梢允蔷唧w的人、事、物或抽象的概念。如：一個(gè)人，一個(gè)學(xué)校，一個(gè)賬戶(2)屬性實(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。如：學(xué)生有如下的屬性（學(xué)號，姓名，性別，出生年月等等）

信息世界中的基本概念(續(xù))(3)碼唯一標(biāo)識實(shí)體的屬性集稱為碼。

(4)域?qū)傩缘娜≈捣秶Q為該屬性的域。如：性別的域?yàn)椋海?，女）成績的域?yàn)椋捍笥诘扔谇倚∮诘扔?00(5)實(shí)體型和實(shí)體值實(shí)體型：用實(shí)體名及其屬性名集合來抽象和刻畫，是實(shí)體結(jié)構(gòu)的描述。同類實(shí)體稱為實(shí)體型如：學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，專業(yè)，出生年月）實(shí)體值：是屬性值的集合。如：（26001，李一，女，計(jì)算機(jī)，1984年12月27）信息世界中的基本概念(續(xù))信息世界中的基本概念(續(xù))(6)聯(lián)系：建立實(shí)體模型的主要任務(wù)實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系，如組成實(shí)體的屬性之間的聯(lián)系（型號－價(jià)格）。實(shí)體之間的聯(lián)系。兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系可分為三類：1對1聯(lián)系(1:1)1對多聯(lián)系(1:n)多對多聯(lián)系(m:n)兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系實(shí)體集1聯(lián)系名實(shí)體集2111:1聯(lián)系實(shí)體集1聯(lián)系名實(shí)體集2mnm:n聯(lián)系實(shí)體集1聯(lián)系名實(shí)體集21n1:n聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系一對一聯(lián)系如果對于實(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具有一對一聯(lián)系。記為1:1。實(shí)例班級與班長之間的聯(lián)系：一個(gè)班級只有一個(gè)正班長一個(gè)班長只在一個(gè)班中任職兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系(續(xù))一對多聯(lián)系如果對于實(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有一對多聯(lián)系記為1:n實(shí)例班級與學(xué)生之間的聯(lián)系：一個(gè)班級中有若干名學(xué)生，每個(gè)學(xué)生只在一個(gè)班級中學(xué)習(xí)兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系(續(xù))多對多聯(lián)系（m:n）如果對于實(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具有多對多聯(lián)系。記為m:n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)選修多門課程概念數(shù)據(jù)模型的表示方法概念模型的表示方法

其表示方法很多，最常用的是實(shí)體—聯(lián)系方法，該方法用E—R圖來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型。

E—R圖提供了表示實(shí)體、屬性和聯(lián)系的方法。

?實(shí)體：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。

?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。

?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(shí)體邊接起來，同時(shí)在無向邊旁標(biāo)注該聯(lián)系的類型。E-R圖表示方法實(shí)體名聯(lián)系名屬性姓名入學(xué)時(shí)間學(xué)號性別出生年月系學(xué)生實(shí)體及其屬性學(xué)生病區(qū)中的實(shí)體聯(lián)系圖E-R圖的設(shè)計(jì)方法

大體應(yīng)遵兩條原則:①針對每一用戶作出該用戶信息的局部E-R圖,確定該用戶的實(shí)體、屬性、聯(lián)系。注意,能作為屬性的就不作為實(shí)體,利于簡化E-R圖。②綜合局部E-R圖,生成總體E-R圖。在綜合過程中,同名實(shí)體只能出現(xiàn)一次,還要去掉不必要的聯(lián)系,以消除冗余。一個(gè)系統(tǒng)的E-R圖不是惟一的,強(qiáng)調(diào)不同的側(cè)面作出的E-R圖可能有很大不同。確定實(shí)體集確定聯(lián)系和聯(lián)系類型設(shè)計(jì)出由E-R圖表示的模型確定屬性將E-R圖優(yōu)化繪制E-R圖步驟如下：E-R模型設(shè)計(jì)實(shí)例根據(jù)財(cái)院數(shù)據(jù)庫應(yīng)用需求，運(yùn)用E-R模型的基本方法設(shè)計(jì)財(cái)院教學(xué)數(shù)據(jù)庫的概念模型。1、根據(jù)需求調(diào)查，初步確定所關(guān)心的數(shù)據(jù)對象：學(xué)院、系、教師、班級、學(xué)生、課程、學(xué)號、姓名2、根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則，設(shè)計(jì)初步E-R模型

（1）學(xué)院有多個(gè)系，每個(gè)系只能屬于一個(gè)學(xué)院，學(xué)院與系的關(guān)系是一對多

1n（2）每個(gè)系有多個(gè)班級，而每個(gè)班級只能屬于一個(gè)系。

1n學(xué)院設(shè)置系系班級有（3）每個(gè)系聘任多名教師，而每個(gè)系又只能屬于一個(gè)系。

1n系教師聘任（4）一個(gè)班級有多名學(xué)生，而每一名學(xué)生只能屬于一個(gè)班級。

1n班級學(xué)生有（5）每一個(gè)學(xué)期學(xué)校要安排統(tǒng)一的課程表。在課程表中，每門課安排一名教師授課，且每名教師可講授多門課。

1n教師課程講授（6）每名學(xué)生選修多門課，且每門課有多名學(xué)生選修，每名學(xué)生選修一門課，應(yīng)有一個(gè)分?jǐn)?shù)。

mn學(xué)生課程選修

歸納上述6項(xiàng)可定義6個(gè)實(shí)體:

學(xué)院、系、班級、教師、學(xué)生、課程。E-R模型設(shè)計(jì)實(shí)例整體E-R模型學(xué)號學(xué)院設(shè)置系聘用有教師班級學(xué)生課程有選修講授1n1nn11nnn1m姓名概念數(shù)據(jù)模型——E-R實(shí)體學(xué)生課程選修姓名學(xué)號系別課程名課程號先修課程成績聯(lián)系屬性為倉庫管理設(shè)計(jì)一個(gè)E-R模型,該倉庫主要管理零件的入庫、出庫和采購等事項(xiàng)。倉庫根據(jù)需要向外面廠家訂購零件，而許多工程項(xiàng)目需要倉庫供應(yīng)零件練習(xí)：實(shí)體有：倉庫：屬性有倉庫號、倉庫面積、電話號碼。零件：屬性有零件號、名稱、規(guī)格、單價(jià)、描述。供應(yīng)商：屬性有供應(yīng)商號、姓名、地址、電話號、帳號。項(xiàng)目：屬性有項(xiàng)目號、預(yù)算、開工日期。職工：屬性有職工號、姓名、年齡、職稱。實(shí)體之間的聯(lián)系如下：一個(gè)倉庫可以存放多種零件，一種零件可以存放在多個(gè)倉庫中。某種零件在某個(gè)倉庫中的數(shù)量用庫存量描述。一個(gè)倉庫有多個(gè)職工當(dāng)倉庫保管員，一個(gè)職工只能在一個(gè)倉庫工作。職工之間具有領(lǐng)導(dǎo)被領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)系，即倉庫主任領(lǐng)導(dǎo)若干保管員。

一個(gè)供應(yīng)商可以供應(yīng)多種零件，每種零件可以有多家供應(yīng)商提供。如果某個(gè)部門的概念模型中涉及的實(shí)體和實(shí)體屬性較多,可以把實(shí)體及其屬性在另一個(gè)圖上畫出倉庫倉庫號面積電話號實(shí)體及其屬性圖供應(yīng)商項(xiàng)目零件供應(yīng)供應(yīng)量庫存?zhèn)}庫庫存量職工領(lǐng)導(dǎo)工作mnpmn1n1n實(shí)體及其聯(lián)系圖3.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模型習(xí)題聯(lián)系的表示方法示例班級班級-班長班長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)系習(xí)題：

1、學(xué)生社團(tuán)可以接納多名學(xué)生參加，但每個(gè)學(xué)生只能參加一個(gè)社團(tuán)，從社團(tuán)到學(xué)生之間的聯(lián)系類型是()A.多對多

B.一對一

C.多對一

D.一對多2、儲(chǔ)蓄所有多個(gè)儲(chǔ)戶，一個(gè)儲(chǔ)戶可以在多個(gè)儲(chǔ)蓄所存取款，儲(chǔ)蓄所和儲(chǔ)戶之間的聯(lián)系類型是：

A.多對多B.一對一

C.多對一

D.一對多答案：1、D2、A1.4數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的用途：數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系．解決的問題：將信息世界的實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系信息數(shù)據(jù)化．

1.4.2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

1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于描述現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系．兩類對象現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體實(shí)體間的聯(lián)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述

2.數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實(shí)例（值）允許執(zhí)行的操作及有關(guān)的操作規(guī)則數(shù)據(jù)操作的類型檢索更新（包括插入、刪除、修改）數(shù)據(jù)操作(續(xù))數(shù)據(jù)模型對操作的定義操作的確切含義操作符號操作規(guī)則（如優(yōu)先級）實(shí)現(xiàn)操作的語言數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述。

3.數(shù)據(jù)的約束條件數(shù)據(jù)的約束條件一組完整性規(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)系所具有的制約和儲(chǔ)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)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。數(shù)據(jù)的約束條件(續(xù))數(shù)據(jù)模型對約束條件的定義反映和規(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。例如在關(guān)系模型中，任何關(guān)系必須滿足實(shí)體完整性和參照完整性兩個(gè)條件。提供定義完整性約束條件的機(jī)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。

1.4數(shù)據(jù)模型

1.4.1概念模型

1.4.2數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.4.3常用數(shù)據(jù)模型

層次模型網(wǎng)狀模型關(guān)系模型

一、層次模型用樹形結(jié)構(gòu)表示實(shí)體和實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為層次模型。1.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(有向樹)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)語根結(jié)點(diǎn)，雙親結(jié)點(diǎn)，兄弟結(jié)點(diǎn)，葉結(jié)點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）

R1R1R1R1R1根結(jié)點(diǎn)葉結(jié)點(diǎn)兄弟結(jié)點(diǎn)葉結(jié)點(diǎn)葉結(jié)點(diǎn)兄弟結(jié)點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）表示方法實(shí)體型：用記錄類型描述。每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型（實(shí)體型）。屬性：用字段描述。每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。聯(lián)系：用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄（類）型之間的

一對多的聯(lián)系實(shí)例：機(jī)構(gòu)關(guān)系、行政關(guān)系、家族關(guān)系等層次模型舉例在一個(gè)學(xué)校中，每個(gè)系分為若干個(gè)專業(yè)，而每個(gè)專業(yè)只屬于一個(gè)系。系與教師，專業(yè)與學(xué)生，專業(yè)與課程之間也是一對多的聯(lián)系。系號系名負(fù)責(zé)人專業(yè)代號專業(yè)名教師編號姓名職務(wù)學(xué)號姓名性別課號課程名學(xué)時(shí)層次模型舉例C24有機(jī)化學(xué)56D2機(jī)械系胡永玉S22材料2230王娟副教授8830陳成男D9計(jì)算機(jī)系王平S21機(jī)制C30材料加工728822李萍女2241楊華教授能表示m:n關(guān)系嗎？層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）特點(diǎn)結(jié)點(diǎn)的雙親是唯一的只能直接處理一對多的實(shí)體聯(lián)系每個(gè)記錄類型定義一個(gè)排序字段，也稱為碼字段任何記錄值只有按其路徑查看時(shí)，才能顯出它的全部意義沒有一個(gè)子女記錄值能夠脫離雙親記錄值而獨(dú)立存在2.層次模型的數(shù)據(jù)操縱查詢插入刪除更新3.層次模型的完整性約束無相應(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就不能插入子女結(jié)點(diǎn)值如果刪除雙親結(jié)點(diǎn)值，則相應(yīng)的子女結(jié)點(diǎn)值也被同時(shí)刪除更新操作時(shí)，應(yīng)更新所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性5.層次模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型簡單，對具有一對多的層次關(guān)系的部門描述自然、直觀，容易理解性能優(yōu)于關(guān)系模型，不低于網(wǎng)狀模型層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持缺點(diǎn)多對多聯(lián)系表示不自然對插入和刪除操作的限制多查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過雙親結(jié)點(diǎn)層次命令趨于程序化6.典型的層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)IMS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)第一個(gè)大型商用DBMS1968年推出IBM公司研制

1.4數(shù)據(jù)模型

1.4.1數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.4.2概念模型

1.4.3常用數(shù)據(jù)模型層次模型網(wǎng)狀模型關(guān)系模型

二、網(wǎng)狀模型

用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表示實(shí)體和實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為層次模型。1.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)(有向圖)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)無雙親；2.一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。能表示實(shí)體之間的多種復(fù)雜聯(lián)系網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

R1R3R2L1L2R3R5R4R2R1L1L2L4L3網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）表示方法（與層次數(shù)據(jù)模型相同）實(shí)體型：用記錄類型描述。每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型。屬性：用字段描述。每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。聯(lián)系：用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄（類）型之間的一對多的父子聯(lián)系。5.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(gè)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IMAGE

1.4數(shù)據(jù)模型

1.4.1數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.4.2概念模型

1.4.3常用數(shù)據(jù)模型層次模型網(wǎng)狀模型

關(guān)系模型

三、

關(guān)系模型用二維表表示實(shí)體和實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為關(guān)系模型。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IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd提出本課程的重點(diǎn)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(二維表)

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。1.

關(guān)系模型的基本術(shù)語(1)

關(guān)系

一個(gè)關(guān)系模型的邏輯結(jié)構(gòu)是二維表，它由行和列組成。(2)

元組

表中的一行稱為一個(gè)元組，在數(shù)據(jù)庫中也稱為記錄。(3)

屬性

表中的一列稱為一個(gè)屬性，用來描述事物的特征，屬性分為屬性名和屬性值。在數(shù)據(jù)庫中屬性也稱為字段。(4)

域

屬性的取值范圍。(5)

關(guān)系模式對關(guān)系的描述：關(guān)系名（屬性1，屬性2，…，屬性n）如：學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系，年級）(6)

候選鍵/候選關(guān)鍵字/侯選碼

如果一個(gè)關(guān)系中有多個(gè)屬性或?qū)傩越M都能用來標(biāo)識該關(guān)系的元組，那么這些屬性或?qū)傩越M都稱為該關(guān)系的候選關(guān)鍵字。(7)

主鍵/主關(guān)鍵字/主碼

在一個(gè)關(guān)系的多個(gè)候選關(guān)鍵字中指定其中一個(gè)作為該關(guān)系的關(guān)鍵字，則稱它為主關(guān)鍵字或主鍵、主碼。（8）主屬性與非碼屬性包含在候選碼中的各個(gè)屬性稱為主屬性。不包含在任何候選碼中的屬性稱為非主屬性。(9)外鍵/外關(guān)鍵字/外碼

如果關(guān)系R2的一個(gè)或一組屬性X不是R2的主碼，而是另一關(guān)系R1的主碼，則該屬性或?qū)傩越MX稱為關(guān)系R2的外部關(guān)鍵字或外碼。例如，學(xué)生關(guān)系R2（學(xué)號，姓名，性別，年齡，系編號），系別關(guān)系R1（系編號，系號，系主任，辦公室，電話）外碼舉例：學(xué)號姓名S256S257S258王丹章華李力性別系號男女男D23nullD30系號D23D25D30系名負(fù)責(zé)人物理機(jī)械計(jì)算機(jī)王娟楊華張?zhí)礻P(guān)系S關(guān)系DEPT外鍵定義：如果關(guān)系R2的一個(gè)或一組屬性不是R2的主碼，而是另一關(guān)系R1的主碼，則該屬性或?qū)傩越M成為關(guān)系R2的外碼。系號為關(guān)系S的外碼，為DEPT的主碼關(guān)系模型的基本概念(續(xù))學(xué)號姓名年齡性別系年級82021張平18男計(jì)算機(jī)282022王英17女計(jì)算機(jī)1。。。。。。。。。。。。。。82030李強(qiáng)17男計(jì)算機(jī)1關(guān)系主碼屬性列1，2，3，4，5域整數(shù)屬性名元組關(guān)系名：學(xué)生登記表關(guān)系模式：學(xué)生(學(xué)號，姓名，年齡，性別，系，年級)2.規(guī)范化關(guān)系數(shù)據(jù)庫中關(guān)系或表的性質(zhì)：列是同性質(zhì)的，即每一列中是同一類型的數(shù)據(jù)，取自同一個(gè)值域每一列成為屬性，要給予不同的屬性名列的順序可以任意交換任何兩個(gè)記錄不能完全相同行的次序可以任意交換每一分量必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)1.2.3E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計(jì)，首先需將概念設(shè)計(jì)中所得的E/R圖轉(zhuǎn)換成等價(jià)的關(guān)系模式。E/R圖中的屬性也可以轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性。轉(zhuǎn)換原則：1、一個(gè)實(shí)體型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。實(shí)體的屬性就是關(guān)系的屬性，實(shí)體的碼就是關(guān)系的碼。2、實(shí)體間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換：一個(gè)1：1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。一個(gè)1：n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。一個(gè)m：n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。三個(gè)或三個(gè)以上實(shí)體間的一個(gè)多元聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。3、具有相同碼的關(guān)系模式可合并。1.實(shí)體集的轉(zhuǎn)換

對于數(shù)據(jù)庫概念模式中的每個(gè)實(shí)體集，需要建立一個(gè)關(guān)系與之對應(yīng)。該關(guān)系包含實(shí)體集所有屬性，用下劃線表示關(guān)系的鍵碼。將學(xué)生實(shí)體集和課程實(shí)體集轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型：

學(xué)生（學(xué)號,姓名,出生日期,性別,系別）

學(xué)生姓名出生日期學(xué)號性別系別2.聯(lián)系的轉(zhuǎn)換（1）1:1聯(lián)系C

EDFRE1E2AB11

GE1（A，B，C，D）E2（E，A，F(xiàn)，G）或E1（A，B，C，D）E2（E，F(xiàn)）R（A，E，G）等

以上的關(guān)系可以轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式：

教師（教師號,姓名,性別,出生日期,教齡,系號)

系（系號，名稱，地點(diǎn)）教師號

系號出生日期名稱系籍教師系地點(diǎn)姓名性別N1教齡（2）1:N聯(lián)系（3）M:N聯(lián)系必須用兩個(gè)實(shí)體集的鍵碼才能標(biāo)識一個(gè)聯(lián)系，應(yīng)轉(zhuǎn)換為如下的關(guān)系模式：

E1（a，b）

E2（C，d）

r（a，c，s）E1E2absdcrNM例如，下面的E/R圖可轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式：

學(xué)生（學(xué)號,出生日期,性別,姓名,系別）課程(課程號,課程名,學(xué)分,教師）選課（學(xué)號,課程號,成績）學(xué)號

課程號出生日期學(xué)分選課學(xué)生課程教師姓名性別MN系別成績課程名NoDateNameBookingCustomerflightSeatKindnumberAddressmnCustomer(No,Name,Address)