數(shù)據(jù)庫(kù)原理教學(xué)課件

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

2005年秋，48學(xué)時(shí)

夏英

課程性質(zhì)與設(shè)置目的

;?性質(zhì)

■計(jì)算機(jī)與信息類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課

■數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是計(jì)算機(jī)軟件學(xué)科的重要分支

■應(yīng)用領(lǐng)域廣大

＞目的

■掌握基本原理和方法

■掌握數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

方法

■能應(yīng)用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件和軟件開(kāi)發(fā)工具

米

數(shù)據(jù)庫(kù)的地位

■數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)技術(shù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，它

的出現(xiàn)極大促進(jìn)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用向各行各業(yè)

的滲透

■數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫(kù)信息量的大小

和使用頻度已成為衡量一個(gè)國(guó)家信息化程

度的重要標(biāo)志

?課程建設(shè)歷程

■2003年重慶郵電學(xué)院重點(diǎn)課程

■2004年重慶郵電學(xué)院精品課程

■2005年重慶市精品課程

課程網(wǎng)站

■位置：重郵主頁(yè)一信息資源一精品課程一數(shù)

據(jù)庫(kù)原理

■包含：學(xué)習(xí)資源匯總、習(xí)題集和自測(cè)、答疑

米

課程教材及參考書(shū)

0月

?教材

■薩師燧，王珊：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論（第三版），

高等教育出版社，2000

自學(xué)參考書(shū)

■SQLServer2000相關(guān)書(shū)籍

■Powerbuilder、Powerdesigner、Delphi等

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)相關(guān)書(shū)籍

米

米

?堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)

■關(guān)系運(yùn)算理論，模式設(shè)計(jì)理論

?實(shí)踐性強(qiáng)

■密切結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活，新的應(yīng)用需求不斷涌現(xiàn)

■SQL語(yǔ)言應(yīng)用廣泛，開(kāi)發(fā)平臺(tái)豐富

■數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)影響整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的性能

。研究領(lǐng)域多

■數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)

■數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）軟件的研制

■數(shù)據(jù)庫(kù)理論研究

米

0月

?:?理論學(xué)習(xí)

■掌握基本概念，多看例題，多做習(xí)題

■理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐提高認(rèn)識(shí)

■重視數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

?實(shí)踐學(xué)習(xí)

■勤思考，多動(dòng)手

■重視上機(jī)實(shí)習(xí)環(huán)境

■堅(jiān)持自學(xué)

課程考試

。教考分離、統(tǒng)一命題

?成績(jī)?cè)u(píng)定：

■平時(shí)成績(jī)（作業(yè)、考勤、討論）+考試成績(jī)

米

第一^章緒論

學(xué)習(xí)要點(diǎn)

■數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有關(guān)的基本概念

■數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展歷史

■數(shù)據(jù)模型（DataMode⑸

■數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式及二級(jí)映象

■數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論

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)

米

米

概念1: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)記錄

?數(shù)據(jù)的種類

■文字、圖形、圖像、聲音、學(xué)生檔案記錄等

?數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

■語(yǔ)義：數(shù)據(jù)具有一定的含義

■數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的

?:?數(shù)據(jù)處理：收集、存儲(chǔ)、加工和傳播

米

米

*

?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)的解釋

■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

■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)的形式不能完全表達(dá)其內(nèi)容，需要明確其語(yǔ)義。

米

概念2:數(shù)據(jù)庫(kù)

：?數(shù)據(jù)庫(kù)（Database,簡(jiǎn)稱DB）是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在

計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)

集合

學(xué)生登記表

學(xué)號(hào)姓名年齡性另1）系名年級(jí)

95004王小明19女社會(huì)學(xué)95

95006黃大鵬20男商品學(xué)95

95008張文斌18女法律學(xué)95

??????????????????

米

數(shù)據(jù)庫(kù)的特征

0月

?數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲(chǔ)

■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

米

概念3:數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

?DBMS(DatabaseManagementSystem)

■位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件

■用于組織、存取和維護(hù)數(shù)據(jù)

■屬于支持軟件

計(jì)算機(jī)軟件的種類?

米

補(bǔ)充：計(jì)算機(jī)軟件分類

計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記中使用的軟件分類

編石4

XXXXXXXXXX

計(jì)算機(jī)軟件軟件適用的國(guó)民經(jīng)

分類代碼濟(jì)行業(yè)代碼

?國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《計(jì)算機(jī)軟件分類與代碼》

件

系

1oooo統(tǒng)A

人

件

支

3oooo持A

人

件

應(yīng)

6OOOO用A

人

?11000操作系統(tǒng)

■包括實(shí)時(shí)、分時(shí)、分布式、智能等操作系統(tǒng)

?12000系統(tǒng)實(shí)用程序

?13000系統(tǒng)擴(kuò)充程序

■包括操作系統(tǒng)的擴(kuò)充、漢化

?14000網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件

?19900其他系統(tǒng)軟件

KB'*

3oooA件

人

?>

3oooA件

人

3ooo1^面

3ooo/換

??5

?:

?3OOOA件

?人

?:?

?36000語(yǔ)言處理程序

?37000數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

?38000網(wǎng)絡(luò)支持軟件

?39900其它支持軟件

米

米

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能

:?功能

■數(shù)據(jù)定義:定義數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、權(quán)限、索引等。

■數(shù)據(jù)存取:實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的查詢、增、刪、改等

操祚。

■數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理:實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)、并發(fā)控

制、完整性檢查、安全性檢查、日志管理等功

能，保證數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

■數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù):數(shù)據(jù)輸入、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)儲(chǔ)、

?復(fù)，藪箱庫(kù)旌鼠籃控、性能分析等。

:.目前廣泛使用的商用DBMS產(chǎn)品

■DB2,Oracle,Sybase,SQLServer,Access

等。

即卜人

概念4:數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

定義：引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

組成：

應(yīng)用系統(tǒng)

應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具Powerbuilder,Delphi,VB,VC等

DBMSOracle,DB2,Sybase,SQLserver等

操作系統(tǒng)Win2000,Linux,Unix等

DBA全面負(fù)責(zé)管理和

控制數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。硬件

米

。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)展動(dòng)力

■應(yīng)用需求的推動(dòng)

■計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展

■計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展

■理論發(fā)展

?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）

米

米

階段1:人工管理階段*

?時(shí)間：20世紀(jì)50年代中期以前

背景

■應(yīng)用需求：科學(xué)計(jì)算

■硬件水平：外存只有卡片.紙帶.磁帶，無(wú)

直接存取存儲(chǔ)設(shè)備

■軟件水平：匯編語(yǔ)言，沒(méi)有操作系統(tǒng)

■處理方式：批處理

人工管理階段錚點(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(duì)象：某一應(yīng)用程序

■數(shù)據(jù)的共享程度：無(wú)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(wú)結(jié)構(gòu)

■數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制

米

米

階段2:文件系統(tǒng)階段*

?：.時(shí)間：20世紀(jì)50年代末到60年代中期

?背景

■應(yīng)用需求：科學(xué)計(jì)算、管理

■硬件水平：磁盤、磁鼓等直接存取的外存設(shè)備

■軟件水平：操作系統(tǒng).高級(jí)語(yǔ)言.操作系統(tǒng)中

的文件系統(tǒng)是專門用于數(shù)據(jù)管理的軟件

■處理方式：聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、批處理

文件系統(tǒng)的特點(diǎn)

。數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存

數(shù)據(jù)面向的對(duì)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

孝數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無(wú)結(jié)構(gòu)

卷數(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

米

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(zhǎng)的

■可以間接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變長(zhǎng)要求，但訪問(wèn)相應(yīng)數(shù)

據(jù)的應(yīng)用程序復(fù)雜了

?數(shù)據(jù)整體無(wú)結(jié)構(gòu)

■因?yàn)槲募g是獨(dú)立的

■可以間接實(shí)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(duì)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

米

米

階段3:數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段

?時(shí)間:20世紀(jì)60年代末

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

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)特點(diǎn)

?數(shù)據(jù)的管理者：DBMS

?數(shù)據(jù)面向的對(duì)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)存取粒度小

數(shù)據(jù)控制能力：由DBMS統(tǒng)一管理和控制

數(shù)據(jù)庫(kù)

。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

?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)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)

米

米

補(bǔ)充說(shuō)明：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(kù)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(kù)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

米

源d

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

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)

米

■2數(shù)據(jù)模型

0月

?數(shù)據(jù)模型(DataModels)是什么？

■在數(shù)據(jù)庫(kù)中用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來(lái)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

?數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面要求

■能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界

■容易為人所理解

■便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)模型的分類

?概念模型

■也稱信息模型，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)

?數(shù)據(jù)模型

■按計(jì)算機(jī)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，主要用于

DBMS的實(shí)現(xiàn)

■一般有層次，網(wǎng)狀，關(guān)系三種

米

米

*

?客觀對(duì)象的抽象過(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

?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

現(xiàn)實(shí)世界信息世界機(jī)器世界

數(shù)據(jù)模型組成要素

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

■指所研究的對(duì)象類型的集合

/與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象

/與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對(duì)象

■是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述

數(shù)據(jù)操作

■對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象（型）的實(shí)例（值）允許執(zhí)行

的操作及宥關(guān)的操作規(guī)則

/檢索、更新（包括插入、刪除、修改）

■是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特，性的描述

?:.數(shù)據(jù)的約束條件

■一組完整性規(guī)則的集合

/是數(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(kù)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

?概念模型的用途

■概念模型用于信息世界的建模

■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(kù)設(shè)計(jì)的有力工具

■數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員和用戶之間進(jìn)行交流的語(yǔ)言

?對(duì)概念模型的基本要求

■較強(qiáng)的語(yǔ)義表達(dá)能力，能夠方便、直接地表

達(dá)應(yīng)用中的各種語(yǔ)義知識(shí)

■簡(jiǎn)單、清晰、易于用戶理解

實(shí)體(Entities)

■客觀存在并可相互區(qū)別的事物，可具體，可抽象

/例：職工、學(xué)生、系

屬性(Attribute)

■實(shí)體具有的某一特性

/例：學(xué)生實(shí)體有學(xué)號(hào)、姓名、性別、出生年份等屬性

碼(Key)

■唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集

/例如學(xué)號(hào)是學(xué)生實(shí)體的碼

域(Domain)

■某屬性的取值范圍

*實(shí)體集(EntitySet)

■同型實(shí)體的集合

,如全體學(xué)生

實(shí)體間的聯(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)家和實(shí)體之間的聯(lián)系

/例張山選修數(shù)據(jù)庫(kù)課程。

/學(xué)生實(shí)體和課程之間通過(guò)選修聯(lián)系

*兩個(gè)實(shí)體之間的聯(lián)系：

■一對(duì)一聯(lián)系(1:1)

■一對(duì)多聯(lián)系(1:n)

■多對(duì)一聯(lián)系(n:1)

■多對(duì)多聯(lián)系(m:n)

實(shí)體聯(lián)系圖示

一?對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多

兩個(gè)實(shí)體型間的聯(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)班級(jí)

體，實(shí)體集B中至多有一個(gè)實(shí)體1

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)'班級(jí)■班長(zhǎng)

系

■記為1:11

■實(shí)例班長(zhǎng)

/班級(jí)與班長(zhǎng)之間的聯(lián)系

1:1聯(lián)系

兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系

:.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)班級(jí)

體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（nNO）

與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B1

中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中至組成

多只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，貝弓稱

實(shí)體集A與實(shí)體集B有一對(duì)多聯(lián)系n

■記為1:n

學(xué)生

■實(shí)例

/班級(jí)與學(xué)生之間的聯(lián)系l:n聯(lián)系

兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系

?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)課程

體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（nNO）

與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集Bm

中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中也

選修

有m個(gè)實(shí)體（mNO）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:n

■實(shí)例學(xué)生

/課程與學(xué)生之間的聯(lián)系

m:n聯(lián)系

?三個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系

?判斷聯(lián)系種類

供應(yīng)商

同一實(shí)體集內(nèi)各實(shí)體間的聯(lián)系

?一^寸多聯(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

?'一1對(duì)^一聯(lián)系

?多對(duì)多聯(lián)系

職工

1n

領(lǐng)導(dǎo)

米

概念模型的表示方法

實(shí)體-聯(lián)系模型（E?R圖）

■矩形：表示實(shí)體集

■菱形：表示聯(lián)系集

■線：連接實(shí)體集與聯(lián)系集或?qū)傩耘c實(shí)體集

■橢圓：表示屬性

■下劃線：主碼屬性

學(xué)生實(shí)體及屬性

聯(lián)系及其屬性例

聯(lián)系也可以有屬性

米

工廠物資管理

（較完整的E-R圖示例）

?：?實(shí)體

■倉(cāng)庫(kù)、零件、供應(yīng)商、項(xiàng)目、職工

?實(shí)體間的聯(lián)系

■一個(gè)倉(cāng)庫(kù)可以存放多種零件，一種零件可

存放在多個(gè)倉(cāng)庫(kù)中

■一個(gè)倉(cāng)庫(kù)有多個(gè)職工當(dāng)倉(cāng)庫(kù)保管員,一個(gè)

職工只能點(diǎn)一個(gè)倉(cāng)庫(kù)工作

■職工中有領(lǐng)導(dǎo)：倉(cāng)庫(kù)主任

■供應(yīng)關(guān)系中都是多對(duì)多的關(guān)系

工廠物資管理

米

工廠物資管理

實(shí)體及其聯(lián)系

完整的E?R圖

實(shí)例練習(xí)

?實(shí)體

■系、班級(jí)、學(xué)生、教研室、

。給出概念模型：E-R圖

米

。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

■實(shí)體用記錄表示。屬性為記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)

■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

?關(guān)系模型

■數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：表

?面向?qū)ο竽Ｐ?/p>

■數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對(duì)象

次

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

■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)

■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)

葉結(jié)點(diǎn)葉結(jié)點(diǎn)

米

米

?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

■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(duì)

多的聯(lián)系

。實(shí)例：教員■學(xué)生數(shù)據(jù)模型（P23）

米

等點(diǎn)

?:?直接處理一對(duì)多的實(shí)體聯(lián)系，表示多對(duì)多

關(guān)系不便

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(méi)有一個(gè)子女記錄值能夠脫離雙親記錄值

而獨(dú)立存在

米

0月

M：N聯(lián)系的表示：將多對(duì)多聯(lián)系分解成一對(duì)多聯(lián)系

■冗余結(jié)點(diǎn)法：結(jié)構(gòu)清晰，存儲(chǔ)位置可變，但浪費(fèi)空

間

■虛擬結(jié)點(diǎn)法：節(jié)約空間，避免不一致性，但指針隨

存儲(chǔ)位置的變化而變化

數(shù)據(jù)操縱與完整性約束

■數(shù)據(jù)操縱：查詢，插入，刪除，修改

■完整性約束條件：嚴(yán)格的完整性約束條件

存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

■鄰接法：前序穿線樹(shù)

■鏈接法：用指針表示層次關(guān)系（子女-兄弟鏈接法，

層次序列鏈接法）

米

?無(wú)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

米

展次模型的優(yōu)岐點(diǎn)

0月

?優(yōu)點(diǎn)

■層次數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)單，對(duì)具有一對(duì)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(duì)多聯(lián)系表示不自然

■對(duì)插入和刪除操作的限制多

■查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過(guò)雙親結(jié)點(diǎn)

■層次命令趨于程序化

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DBMS

■1968年推出

■舊M公司研制

?NetworkModel條件

■允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親

■一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親結(jié)點(diǎn)

■注：一般，處理1：N的實(shí)體聯(lián)系。

學(xué)生學(xué)號(hào)姓名系別課程課程號(hào)課程名學(xué)分

SSCCSC

選課學(xué)號(hào)課程號(hào)成績(jī)

學(xué)生/選課/課程的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)模式

Uy

?M：N聯(lián)系的表示：

■引入聯(lián)結(jié)記錄。

?數(shù)據(jù)操縱與完整性約束：

■數(shù)據(jù)操縱：查詢，插入，刪除，修改。

■完整性約束條件：支持一定的完整性約束條

件。（支持記錄碼；支持雙親與子女間的一

對(duì)多聯(lián)系；插入，刪除時(shí)有一定的約束條件）

?存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：

■鏈接法：用指針表示層次關(guān)系。（單鏈，雙

鏈，環(huán)鏈等）

?描述更加直接

?存取效率高

?結(jié)構(gòu)復(fù)雜

?：.DDL、DML復(fù)雜，用戶不易使用

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IDMS

■Univac公司的DMS1100

■Honeywell公司的IDS/2

■HP公司的IMAGE

米

關(guān)系模裂

>1970年由美國(guó)舊M公司SanJose研究室

的研究員EECodd提出

。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

。在用戶觀點(diǎn)下，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)

構(gòu)是一張二維表夕它由行和列組成

米

關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

■關(guān)系(Relation)：一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)一張表

■元組(Tuple)：表中的一行

■屬性(Attribute):表中的一列，給每一列取一個(gè)名

稱即屬性名

■主碼(Key):表中可唯一確定一個(gè)元組的某個(gè)屬性組。

■域(Domain)：屬性的取值范圍

■分量(Component)：元組中的一個(gè)屬性值

■關(guān)系模式(RelationSchema):對(duì)關(guān)系的描述

米

實(shí)體及實(shí)體間聯(lián)系的表示

0月

。實(shí)體型：直接用關(guān)系（表）表示

?屬性：用屬性名表示

?一'對(duì)^一聯(lián)系：隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系中

?一對(duì)多聯(lián)系：隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系中

多對(duì)多聯(lián)系：直接用關(guān)系表示

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)）

關(guān)系數(shù)據(jù)模型j

。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)

J是關(guān)系數(shù)據(jù)

一-模型嗎？，

職工姓職工資扣除實(shí)

號(hào)名稱基本工齡職務(wù)房租水電發(fā)

86051陳平講師1059.5rn612115.5

米

關(guān)系模裂

0月

?數(shù)據(jù)操縱與完整性約束

■數(shù)據(jù)操縱：集合操作，操作對(duì)象和操作結(jié)果

都是關(guān)系

■完整性約束條件：包括實(shí)體完整性，參照完

整性和用戶定義的完整性

?存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

■文件存儲(chǔ)方式：由于實(shí)體間聯(lián)系用表表示，

而表則以文件形式存儲(chǔ)

米

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

■存取路徑對(duì)用戶透明，具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性、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

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(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的難度

一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)例子

customer-idcustomer-naniecustomer-streetcustomer-city

192-83-7465Johnson12AlmaSt.PaloAlto

019-28-3746Smith4NorthSt.Rye

677-89-9011Hayes3MainSt.Harrison

182-73-6091Turner123PutnamAve.Stamford

321-12-3123Jones100MainSt.Harrison

336-66-9999Lindsay175ParkAve.Pittsfield

019-28-3746Smith72NorthSt.Rye

(a)Thecustomertable

account-numberbalancecustomer-idaccount-number

A-101500192-83-7465A-101

A-215700192-83-7465A-201

A-102400019-28-3746A-215

A-305350677-89-9011A-102

A-201900182-73-6091A-305

A-217750321-12-3123A-217

A-222700336-66-9999A-222

(b)Tlieaccounttable019-28-3746A-201

(c)Thedepositortable

典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

ORACLE

SYBASE

INFORMIX

DB/2

COBASE

PBASE

EasyBase

DM/2

OpenBase

1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

?DBMS角度系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

■三級(jí)模式結(jié)構(gòu)■系統(tǒng)外部結(jié)構(gòu)

?最終用戶角度

■集中式結(jié)構(gòu)

/單用戶結(jié)構(gòu)

/主從結(jié)構(gòu)

■分布式結(jié)構(gòu)

■客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)

■并行結(jié)構(gòu)

米

米

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）

米

模式與實(shí)例

(InstancesandSchemas)

類似于程序設(shè)計(jì)中變量的與的關(guān)系

模式(Schema)

■數(shù)據(jù)庫(kù)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)

三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

0月

模式(Schema)：邏輯模式

■邏輯級(jí)上的視圖，是數(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

■一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式

外模式(ExternalSchema):子模式或用戶模式

■是數(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)

表示

■一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可有多個(gè)外模式

內(nèi)模式(InternalSchema):存儲(chǔ)模式

■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

■一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式

米

二級(jí)映象與數(shù)據(jù)獨(dú)立

夕卜模式(ExternalSchema)/模式(Schema)

■一個(gè)模式可對(duì)應(yīng)多個(gè)外模式，對(duì)于每一個(gè)外模式均

有一個(gè)外模式/模式映象。

■當(dāng)模式變化時(shí)，由DBA改變各外模式/模式映象而

保持外模式不變，應(yīng)用程序也無(wú)須改變

所以，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性

模式(Schema)/內(nèi)模式(InternalSchema)

■模式/內(nèi)模式映象是唯一的

■當(dāng)內(nèi)模式變化時(shí)，由DBA改變各模式/內(nèi)模式映象

而保持模式不變，應(yīng)用程序也無(wú)須改變

所以，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性

小結(jié)

模式

■是數(shù)據(jù)庫(kù)的中心與關(guān)鍵，獨(dú)立于數(shù)據(jù)