第一章数据库概述

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1、上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页 数据库原理与应用数据库原理与应用 主讲主讲:刘正琼刘正琼 合肥工业大学计算机与信息学院合肥工业大学计算机与信息学院渔苛蜡厉琳翼椿耽涟郎湃责蓄尤颖早刺棘天子诸逐抬段窝汁琉碧岩刨糊惫第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页数据库的地位数据库的地位数据库技术产生于六十年代末，是数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，数据管理的最新技术，是是计算机科学的重要分支计算机科学的重要分支, 它的出现极大地促进了计算机应用向它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透。各行各业的渗透。数据库技术是数据库技术是信息系统的核心和

2、基础，信息系统的核心和基础，是国家信息化建设的是国家信息化建设的基础设施基础设施 。数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家衡量一个国家信息化程度的重要标志。信息化程度的重要标志。侩茹哄唬微滨妙琢秤淌梦芥耶桑誉卧盎峰姑陷俱怎届吠闰划蝉条硫循彻佃第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页数据库的应用数据库的应用近年来，随着多媒体技术、空间数据库技术和计算机网络的飞速发近年来，随着多媒体技术、空间数据库技术和计算机网络的飞速发展，数据库系统的发展十分迅速，应用领域愈来愈广。展，数据库系统的发展

3、十分迅速，应用领域愈来愈广。企事业单位、政府部门的行政管理、办公自动化；企事业单位、政府部门的行政管理、办公自动化；企业生产计划管理；企业生产计划管理；军队物资管理；军队物资管理；银行财务管理；银行财务管理；铁路、民航飞机票预定系统；铁路车次调度系统；铁路、民航飞机票预定系统；铁路车次调度系统；宾馆、酒店房间预定系统；宾馆、酒店房间预定系统；百货公司订购与销售系统；百货公司订购与销售系统；医院病房、病历管理；医院病房、病历管理；学校师资、教学、学生学籍管理；图书馆管理；学校师资、教学、学生学籍管理；图书馆管理；政府部门的计划和统计系统；人口普查；政府部门的计划和统计系统；人口普查；气象预报；地

4、震，勘探等大量数据的贮存和统计分析；气象预报；地震，勘探等大量数据的贮存和统计分析；公安部门罪犯档案管理；公安部门罪犯档案管理；地理信息系统（地理信息系统（GIS）；电子商务等等都离不开数据库系统。）；电子商务等等都离不开数据库系统。 刮映晒淬艇酬扑喀直馈疼矛萍幻倪譬漂蜀渣蚜椭馈喧浸码饿旬壁扮闪昼阀第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页数据库的地位数据库的地位数据库技术产生于六十年代末，是数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，数据管理的最新技术，是是计算机科学的重要分支计算机科学的重要分支, 它的出现极大地促进了计算机应用向它的出现极大地促进了计算

5、机应用向各行各业的渗透。各行各业的渗透。数据库技术是数据库技术是信息系统的核心和基础，信息系统的核心和基础，是国家信息化建设的是国家信息化建设的基础设施基础设施 。数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家衡量一个国家信息化程度的重要标志。信息化程度的重要标志。首低剧佬啥裹寐录趟吻望抛煌乒迭竹角穷渠离彭歧唱缝为椽奋这闭敷樊距第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页课程性质和目的课程性质和目的本课程是计算机专业、信息管理专业的必修课程，通信类本科专业本课程是计算机专业、信息管理专业的必修课程

6、，通信类本科专业的学科基础选修课。的学科基础选修课。本课程主要讲授数据库技术的基本理论知识，训练实际应用数据库本课程主要讲授数据库技术的基本理论知识，训练实际应用数据库系统的基本技能。系统的基本技能。通过本课程的学习，使学生通过本课程的学习，使学生掌握掌握数据库技术的基数据库技术的基本概念和理论；本概念和理论；熟练掌握关系数据库的标准语言熟练掌握关系数据库的标准语言SQL，具备数据库，具备数据库的基本应用能力；的基本应用能力；掌握掌握数据库应用系统的设计方法；数据库应用系统的设计方法；熟悉熟悉SQL Server关系数据库管理系统的使用；关系数据库管理系统的使用；最终目的是培养学生利用数据最终

7、目的是培养学生利用数据库的原理知识和库的原理知识和实用工具实用工具动手开发数据库应用系统的能力。动手开发数据库应用系统的能力。蹦橙违鸥幸撂辑峻莆馒岗舵孵温诚梧睫呵乡辊彻陨骡毁胚蓟绳杖噶贵徊犊第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页教材、参考书及上机环境教材、参考书及上机环境教材教材& 何玉洁何玉洁: 数据库原理与应用教程数据库原理与应用教程, 机械工业出版社机械工业出版社 参考书参考书& 王珊、陈红：数据库系统原理教程王珊、陈红：数据库系统原理教程 ，清华大学出版社，清华大学出版社& 萨师煊、萨师煊、王珊王珊：数据库系统概论，高等教育出版社：数据库系统概论，高等

8、教育出版社& 李春葆：数据库原理与应用李春葆：数据库原理与应用习题解析，清华大学出版习题解析，清华大学出版社社& 王宏主王宏主: : SQL Server2000 教程教程 人民邮电出版社人民邮电出版社上机环境上机环境& SQL Server 2000贪坝珊眯幽逆喂抨撞渤同喇渔钠其浆闪孟圭恳魏谢象盯哲腻瞩顿腕属惟寨第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页内容安排内容安排v 第一章：数据库技术概论第一章：数据库技术概论v 第二章：关系数据库理论第二章：关系数据库理论v 第三章：关系数据库标准语言第三章：关系数据库标准语言SQLv 第四章：数据库设计第四章：数据库设

9、计 v 第五章：数据库安全保护第五章：数据库安全保护 v 第六章：第六章：SQL Server基础与使用基础与使用翔摧御疙拐邀隋合钳讶短崩甜肥琶酋簇抒妻特卵抱洱涛冲划惧毒剃预丸惑第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页第一章第一章 数据库技术概论数据库技术概论1.1 数据库系统概述数据库系统概述1.2 数据模型数据模型 1.3 数据库系统结构数据库系统结构 1.4 数据库技术的研究领域数据库技术的研究领域涩剔注驾佛洛搂靛是拭戈己琉徊耗箭香纲疽溺缚肇拷拌快振竭豺猩腑汰快第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.1 1.1 数据库系

10、统概述数据库系统概述一、一、 四个基本概念四个基本概念n 数据数据(Data)(Data)n 数据库数据库(Database)(Database)n 数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)(DBMS)n 数据库系统数据库系统(DBS(DBS）宁盖性叠建寒竿稼纸藻妮股搐寻轿尽坷妙枉辐时崎遇坑沥苦烟乞碗昏帖黍第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.1 1.1 数据库系统概述数据库系统概述n 数据数据(Data)是数据库中存储的是数据库中存储的基本对象基本对象 n 数据的定义数据的定义 : 描述事物的符号记录描述事物的符号记录n 狭义：狭义：数字数字（整数、实数

11、、浮点数（整数、实数、浮点数 ）n 广义：广义：文字、图形、图象、声音、学生档案、工作日志文字、图形、图象、声音、学生档案、工作日志等；等； n 数据的特点数据的特点 : 数据与其语义是密不可分的数据与其语义是密不可分的1. 1. 数据数据举例举例: :学生学生档案中的学生记录档案中的学生记录 （李明，男，（李明，男，1985，江苏，计算机，江苏，计算机 ,2005） 语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间 解释：李明是个大学生，解释：李明是个大学生，1985年出生，江苏人，年出生，江苏人，2005年考入计算机系年考入计

12、算机系 箱讶侍简臆柒辟酚影伴呵锯晃邪眩枪认滓把季粕柑潞席畏馁体饶井挡石憋第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.1 1.1 数据库系统概述数据库系统概述数据数据库库的定的定义义 : 数数据据库库(Database,简简称称DB)是是长长期期储储存存在在计计算算机内机内、有有组织组织的、的、可共享可共享的的大量大量数据集合数据集合2. 2. 数据库数据库磐真乙经增遏唁迎延咸了尸世哮寄报债摈竟芋另秩冒暴譬槐谨京蓄骋蜕岩第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.1 1.1 数据库系统概述数据库系统概述3、数据、数据库库管理系管理系

13、统统 什么是什么是DBMS 数据数据库库管理系管理系统统（Database Management System，简简称称DBMS）：位于用）：位于用户户与操作系与操作系统统之之间间的的一一层层数据管理数据管理软软件（系件（系统软统软件）。件）。 DBMS的用途的用途 科学地科学地组织组织和存和存储储数据数据 高效地高效地获获取和取和维护维护数据数据药蔗墅沃述佰梅任尖看豺停销从访耽灼徘沽镭煎纳早侵纲弗槽隆诀凿曳考第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.1 1.1 数据库系统概述数据库系统概述3、数据、数据库库管理系管理系统统DBMS的主要功能的主要功能 数据定

14、义功能：数据定义功能：提供数据定义语言提供数据定义语言(DDL)定义数据库中的数据对象定义数据库中的数据对象数数据据操操纵纵功功能能：提提供供数数据据操操纵纵语语言言(DML) ，实实现现对对数数据据库库的的基基本本操操 作作(查询、插入、删除和修改查询、插入、删除和修改)。数数据据库库的的运运行行管管理理：在在数数据据库库建建立立、运运用用和和维维护护时时对对数数据据库库进进行行统统 一一控控制制，以以保保证证数数据据的的完完整整性性、安安全全性性、并并在在 多多用用户户同同时时使使用用数数据据库库时时进进行行并并发发控控制制，且且在在 数据库系统发生故障后对系统进行数据库系统发生故障后对系

15、统进行恢复恢复。 数数据据库库的的建建立立和和维维护护功功能能(实实用用程程序序)：数数据据库库数数据据批批量量装装载载、数数据据 库转储、恢复、数据库的重组织、性能监视等。库转储、恢复、数据库的重组织、性能监视等。坦昔滋窑袋怖惩糯山碳翅恩污铲缮糕拟槽敌汽睹乞糠虾供雌孤息筹得励泪第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.1 1.1 数据库系统概述数据库系统概述4、数据、数据库库系系统统n数数据据库库系系统统（Database System，简简称称DBS）：指指在在计计算算机机系系统统中引入数据中引入数据库库后的系后的系统统n在不引起混淆的情况下常常把在不引起

16、混淆的情况下常常把数据数据库库系系统简统简称称为为数据数据库库 n数据数据库库系系统统的构成的构成 数据数据库库 数据数据库库管理系管理系统统（及其开（及其开发发工具）工具） 应应用系用系统统 数据数据库库管理管理员员（DBA)和用户和用户稀骚舜蝴弘勇郊矗驹阶旦置衷本零通级术匆隐焦瞎酞失象揪灶垛被疮耳耪第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页 数据数据库库系系统统构成构成使用应用系统的人员使用应用系统的人员 针对用户需求开发的软件系统针对用户需求开发的软件系统 如：学生管理系统如：学生管理系统开发应用系统的各种工具开发应用系统的各种工具如：如：VC、VB、 De

17、lphi 、Java数据管理软件数据管理软件如：如：Oracle、SQL Server用于管理系统资源的软件用于管理系统资源的软件如：如：Windows、 Unix、 Linux 数据库数据库应用系统应用系统应用开发工具应用开发工具 操作系统操作系统 数数据据库库管管理理系系统统 数据库管理员数据库管理员用户用户用户用户用户用户负责管理和维护数据库的工作人员负责管理和维护数据库的工作人员岔爆傻诊世贵坚沈育脑救缎雏翌冷雅偷个秤雷盅芍呛柯煞翰笼港梢编惊历第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页（1 1）DBADBA应参与数据库和应用系统的设计，决定数据库的结应参与数

18、据库和应用系统的设计，决定数据库的结 构和内容；构和内容；（2 2）DBADBA负责定义数据的安全性和完整性，负责分配用户对负责定义数据的安全性和完整性，负责分配用户对 数据库的使用权限和口令管理；数据库的使用权限和口令管理； （3 3）DBADBA负责监视和控制数据库系统的运行，负责系统的维负责监视和控制数据库系统的运行，负责系统的维 护和数据恢复工作。护和数据恢复工作。 (4) (4) 作为一个中介和用户交互。作为一个中介和用户交互。 特别对于大型数据库系统，特别对于大型数据库系统，DBADBA极为重要。对于常见的微极为重要。对于常见的微机数据库系统，通常只有一个用户，常常不设机数据库系统

19、，通常只有一个用户，常常不设DBADBA，DBADBA的职的职责由应用程序员或终端用户代替。责由应用程序员或终端用户代替。数据库管理员数据库管理员(DBA)职责职责瞻昂莉涡戚律诽观遣闪价渣粒袱诞库娟猛讲另够掀谜株哗享诚谓海雅慑旧第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.1 1.1 数据库系统概述数据库系统概述数据管理是指对数据的数据管理是指对数据的组织、分类、编码、存储、检索和维护组织、分类、编码、存储、检索和维护。数据管理技术的发展过程数据管理技术的发展过程人工管理阶段人工管理阶段文件系统阶段文件系统阶段数据库系统阶段数据库系统阶段二、数据管理技术的发展二、

20、数据管理技术的发展酿订缅狭气丘县造切凡螺宙柏涸面格瘁叉醇遇瘤上柯靴确瘩远抿忧掺路翼第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页这一阶段计算机主要用于这一阶段计算机主要用于科学计算科学计算。硬件中的外存只有卡片、纸带、磁带，没有磁盘等直接存取设备。硬件中的外存只有卡片、纸带、磁带，没有磁盘等直接存取设备。软件只有汇编语言，没有操作系统和管理数据的软件。软件只有汇编语言，没有操作系统和管理数据的软件。特点特点： (1) 数据不保存数据不保存 (2) 系统没有专用的软件对数据进行管理系统没有专用的软件对数据进行管理 (3) 数据不共享数据不共享1. 人工管理阶段人工管理阶

21、段(50(50年代中期以前年代中期以前) )(4) 数据不具有独立性数据不具有独立性 程序依赖于数据，如果数据的类型、格式、程序依赖于数据，如果数据的类型、格式、或输入输出方式等逻辑结构或物理结构发生变或输入输出方式等逻辑结构或物理结构发生变化，必须对应用程序做出相应的修改。化，必须对应用程序做出相应的修改。应用程序应用程序数据组数据组应用程序应用程序数据组数据组应用程序应用程序数据组数据组n.抗栏引刃捡卒退萨路吩晤荤控休粥赞代绦耻役迫逃芒晰渔毫粥爸粥一饵戚第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页2.文件系统阶段（文件系统阶段（50年代后期至年代后期至60年代中

22、期）年代中期）这一阶段，计算机不仅用于科学计算，还大量用这一阶段，计算机不仅用于科学计算，还大量用于信息管理。于信息管理。硬件有了磁盘、磁鼓等直接存储设备。硬件有了磁盘、磁鼓等直接存储设备。在软件方面，出现了高级语言和操作系统。在软件方面，出现了高级语言和操作系统。操作系统中有了专门管理数据的软件，一般称为操作系统中有了专门管理数据的软件，一般称为 文件系统。文件系统。特点特点: : （1 1）数据以文件形式长期保存数据以文件形式长期保存 （2 2）数据）数据由文件系统统一管理由文件系统统一管理 （3 3）应用程序直接访问数据文件应用程序直接访问数据文件 （4）数据的存取基本上以记录为单位）数

23、据的存取基本上以记录为单位.应用程序应用程序1 1数据文件数据文件1 1应用程序应用程序n n数据文件数据文件n n文件文件系统系统樟呻桐杨菊掷佃好序蔚乐怂窄徘县仑姚拳魁戈邮智诉链牢戮咐姑食掩攀标第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页缺点缺点:(1) 数据冗余度大数据冗余度大各各数数据据文文件件之之间间没没有有有有机机的的联联系系，一一个个文文件件基基本本上上对对应应于于一一个个应应用用程程序，数据不能共享。序，数据不能共享。(2) 数据独立性低数据独立性低数数据据和和程程序序相相互互依依赖赖，一一旦旦改改变变数数据据的的逻逻辑辑结结构构，必必须须修修改改相相

24、应应的的应应用程序。用程序。而而应应用用程程序序发发生生变变化化，如如改改用用另另一一种种程程序序设设计计语语言言来来编编写写程程序序，也也需需修改数据结构。修改数据结构。(3) 数据一致性差数据一致性差由于相同数据的重复存储、各自管理，在进行更新操作时，容易造成由于相同数据的重复存储、各自管理，在进行更新操作时，容易造成数据的不一致性。数据的不一致性。 2.文件系统阶段（文件系统阶段（50年代后期至年代后期至60年代中期）年代中期）茨搂冬钻庶见群突肆缀串恳卸虏地顾坎伎纺奔密筛盎纹琳源凌墅谤棍熟帅第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页补贴补贴系别系别姓名姓名学

25、号学号住址住址系别系别性别性别姓名姓名学号学号学位学位学分学分系别系别姓名姓名学号学号学位学位出身出身年龄年龄系别系别性别性别姓名姓名学号学号2.文件系统阶段文件系统阶段瘴辙毕牡肆件洲坡帐将烷镑剪彼茎床腔秆煎股半睬躯批撂捆煎话隆井搂役第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页3. 3. 数据库系统阶段（数据库系统阶段（6060年代末开始）年代末开始）l60年代后期，计算机应用于管理的规模更加庞大，数据量急剧增加；年代后期，计算机应用于管理的规模更加庞大，数据量急剧增加；l硬件方面出现了大容量磁盘，使计算机联机存取大量数据成为可能；硬件方面出现了大容量磁盘，使计算机

26、联机存取大量数据成为可能；l文件系统的数据管理方法已无法适应开发应用系统的的需要。文件系统的数据管理方法已无法适应开发应用系统的的需要。l为解决多用户、多个应用程序共享数据的需求，出现了统一管理数据为解决多用户、多个应用程序共享数据的需求，出现了统一管理数据的专门软件系统，即的专门软件系统，即数据库管理系统。数据库管理系统。DBMS应用程序1应用程序2数据库l 应应用程序与数据的用程序与数据的对应对应关系关系：腕迫稚尘烩衔铆挠搂拓胜败睦几惮赦肿漠塘立沦早植买零仑博库银攒达钒第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页(2) 数据结构化数据结构化 这这是数据是数据库库

27、系系统统与文件系与文件系统统的根本区的根本区别别。 数据的数据的结结构用构用数据模型数据模型描述，无需程序定描述，无需程序定义义和解和解释释。 数据的最小存取数据的最小存取单单位是位是数据数据项项。 3. 3. 数据库系统阶段（数据库系统阶段（6060年代末开始）年代末开始） (1) 数据共享性高、冗余少数据共享性高、冗余少这这是是数数据据库库系系统统阶阶段段的的最最大大改改进进，数数据据不不再再面面向向某某个个应应用用程程序序而而是面向整个系统，当前所有用户可同时存取库中的数据。是面向整个系统，当前所有用户可同时存取库中的数据。这这样样便便减减少少了了不不必必要要的的数数据据冗冗余余，节节约

28、约存存储储空空间间，同同时时也也避避免免了了数据之间的不相容性与不一致性。数据之间的不相容性与不一致性。数据库系统管理数据的特点如下：数据库系统管理数据的特点如下：号扫诬蹄昌喻离贸昏氓因酸迈希醒扰卖拟陋箔壳背危环猖侨删心铁锐厌右第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页学号姓名性别系别年龄住址出身学位学分补贴数据库系统的特点数据库系统的特点脯酷沥钡扶殆藤嚼京濒搔因抓本精佐丈吠起呐链仪陕买盛下丙庄挂棠揍雪第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页(2) 数据结构化数据结构化 这这是数据是数据库库系系统统与文件系与文件系统统的根本区的根本

29、区别别。 数据的数据的结结构用构用数据模型数据模型描述，无需程序定描述，无需程序定义义和解和解释释。 数据的最小存取数据的最小存取单单位是位是数据数据项项。 3. 3. 数据库系统阶段（数据库系统阶段（6060年代末开始）年代末开始） (1) 数据共享性高、冗余少数据共享性高、冗余少这这是是数数据据库库系系统统阶阶段段的的最最大大改改进进，数数据据不不再再面面向向某某个个应应用用程程序序而而是面向整个系统，当前所有用户可同时存取库中的数据。是面向整个系统，当前所有用户可同时存取库中的数据。这这样样便便减减少少了了不不必必要要的的数数据据冗冗余余，节节约约存存储储空空间间，同同时时也也避避免免了

30、了数据之间的不相容性与不一致性。数据之间的不相容性与不一致性。数据库系统管理数据的特点如下：数据库系统管理数据的特点如下：舍凳幕沂劣卞酣索惮旅狐恳腐权车陡凑轩瑟臼矫弥酿钵巨袜阅踢毁姑岁酱第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页例：要建立学生成绩管理系统，系统包含如下数据，并例：要建立学生成绩管理系统，系统包含如下数据，并 分别对应三个文件。分别对应三个文件。学生（学号、姓名、性别、系别、年龄）学生（学号、姓名、性别、系别、年龄）课程（课程号、课程名）课程（课程号、课程名）成绩（学号、课程号、成绩）成绩（学号、课程号、成绩） 若采用文件处理方式，因为文件系统只表示

31、记录内若采用文件处理方式，因为文件系统只表示记录内部的联系，而不涉及不同文件记录之间的联系，要想查部的联系，而不涉及不同文件记录之间的联系，要想查找某个学生的学号、姓名、所选课程的名称和成绩，必找某个学生的学号、姓名、所选课程的名称和成绩，必须编写一段不很简单的程序来实现。须编写一段不很简单的程序来实现。 而采用数据库方式，数据库系统不仅描述数据本身，而采用数据库方式，数据库系统不仅描述数据本身，还描述数据之间的联系，上述查询可以非常容易地联机还描述数据之间的联系，上述查询可以非常容易地联机查到。查到。3. 数据库系统阶段（数据库系统阶段（60年代末开始）年代末开始）洪橙族磺皖偿研敏彩违局锐氨

32、缚睛兑月靛迷弦心彻冷妈霹酱捉侧兜理弃侧第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页3. 3. 数据库系统阶段（数据库系统阶段（6060年代末开始）年代末开始）(3) 数据独立性高数据独立性高l数据的独立性是指数据的独立性是指逻辑独立性和物理独立性逻辑独立性和物理独立性。l数据的逻辑独立性数据的逻辑独立性是指用户的应用程序与数据的逻辑结构是相互是指用户的应用程序与数据的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。独立的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。 例如，增加一些列，或改变列的顺序等，应用程序可以不必改变例如，增加一些列，或改变列的顺

33、序等，应用程序可以不必改变l数据的物理独立性数据的物理独立性是指当数据的存储结构改变时，应用程序也不是指当数据的存储结构改变时，应用程序也不必改变。必改变。例如，改变存储设备和增加新的存储设备，或改变数据的存储组例如，改变存储设备和增加新的存储设备，或改变数据的存储组织方式，如从顺序存储改为链表存储，应用程序不必改变。织方式，如从顺序存储改为链表存储，应用程序不必改变。勃碰让鞋慑揣锤世宜腥师神讽弘领攒梨蓑收功恿绽挚芹褐芜伴摹锣天尝署第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页3. 3. 数据库系统阶段（数据库系统阶段（6060年代末开始）年代末开始）(4) 由由DB

34、MS进行统一的数据控制功能进行统一的数据控制功能 A) 数据的安全性（数据的安全性（security）控制：）控制：防止不合法使用数据造成数据的防止不合法使用数据造成数据的泄露和破坏，保证数据的安全和机密；泄露和破坏，保证数据的安全和机密； B) 数据的完整性数据的完整性(integrity)控制：控制：系统通过设置一些完整性规则以确系统通过设置一些完整性规则以确保数据的正确性、有效性和相容性。保数据的正确性、有效性和相容性。C) 并发（并发（concurrency）控制：）控制：多用户同时存取或修改数据库时，防多用户同时存取或修改数据库时，防止相互干扰而提供给用户不正确的数据，并使数据库受到

35、破坏。止相互干扰而提供给用户不正确的数据，并使数据库受到破坏。 D) 数据恢复（数据恢复（recovery）：）：当数据库被破坏或数据不可靠时，系当数据库被破坏或数据不可靠时，系 统有能力将数据库从错误状态恢复到最近某一时刻的正确状态。统有能力将数据库从错误状态恢复到最近某一时刻的正确状态。正确性正确性是指数据的合法性，如年龄属于数值型数据，只能含是指数据的合法性，如年龄属于数值型数据，只能含0,1,9，不能含字母或特殊符号；，不能含字母或特殊符号；有效性有效性是指数据是否在其定义的有效范围，如月份只能用是指数据是否在其定义的有效范围，如月份只能用112之之间的正整数表示；间的正整数表示；相容

36、性相容性是指表示同一事实的两个数据应相同，如一个人不能有两个性别。是指表示同一事实的两个数据应相同，如一个人不能有两个性别。严誓烹私歌目唇域馆朋狈容光傈咽煮湿耐食程铀鹿罕影橡扑秒胸英叼裤络第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2 数据模型数据模型n数据模型：用来数据模型：用来抽象、表示和处理抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息的工现实世界中的数据和信息的工具。具。通俗地讲通俗地讲数据模型就是现实世界数据的模拟数据模型就是现实世界数据的模拟。n数据模型数据模型应满应满足三方面要求足三方面要求 :n能比能比较较真真实实地模地模拟现实拟现实世界世界 n容容易易

37、为为人所人所理解理解 n便于在便于在计计算机上算机上实现实现 替酮疟嘶然驮疤睫痛展陕阵凡雁庚恋岔限孺纳蓬管铭疑踩倒回仿向粤烬草第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2 数据模型数据模型n数据模型分成两个不同的数据模型分成两个不同的层层次次: 概念模型概念模型（概念层数据模型（概念层数据模型 ，也称也称信息模型信息模型）：它是按用：它是按用户户的的观观点来点来 对对数据和信息建模。数据和信息建模。 数据模型数据模型（组织层数据模型）：（组织层数据模型）： 它是按它是按计计算机系算机系统统的的观观点点对对数据建模数据建模，主要用于，主要用于DBMS的实现的实现

38、。 n 抽象过程抽象过程-两步抽象两步抽象 现实世界中的客观对象抽象为现实世界中的客观对象抽象为概念模型；概念模型； 把概念模型转换为某一把概念模型转换为某一DBMSDBMS支持的支持的数据模型。数据模型。 岩贸酸薄搜添淳慷角伸寻蕴扇溢斜痴钨宵逻文经顷勇刮冕傍竟朽龋乒鸭费第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2 .1 数据模型数据模型的组成要素的组成要素v数据结构数据结构是所研究的对象类型的集合，它是刻画一个数据模型性质最重要的方面。是所研究的对象类型的集合，它是刻画一个数据模型性质最重要的方面。数据结构是对数据结构是对系统静态特性系统静态特性的描述的描述

39、v数据操作数据操作对数据库中数据允许执行的对数据库中数据允许执行的操作操作及有关的及有关的操作规则操作规则对数据库中数据的对数据库中数据的操作主要有操作主要有查询和更改（查询和更改（包括插入、修改、删除）包括插入、修改、删除）数据操作是对数据操作是对系统动态特性系统动态特性的描述的描述v数据的约束条件数据的约束条件数据及其联系应该满足的条件限制数据及其联系应该满足的条件限制数据模型通常由数据模型通常由数据结构、数据操作和数据的约束条件数据结构、数据操作和数据的约束条件三个要素组成。三个要素组成。蜡惨那芜矢菱钱腔访涵栋感汐臼聪屁乍句笺吱粤邯蝎程粱蔡宝竟衷腿笨瓢第一章数据库概述第一章数据库概述上一

40、页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.2 概念概念模型模型 1. 概念模型的用途概念模型的用途 n 概念模型用于信息世界的建模概念模型用于信息世界的建模 n 是是现实现实世界到机器世界的一个中世界到机器世界的一个中间层间层次次 n 是数据是数据库设计库设计的有力工具的有力工具 n 数据数据库设计库设计人人员员和用和用户户之之间进间进行交流的行交流的语语言言 2. 对对概念模型的基本要求概念模型的基本要求 较较强强的的语语义义表表达达能能力力，能能够够方方便便、直直接接地地表表达达应应用用中中的的各各种种语义语义知知识识 ，简单简单、清晰、易于用、清晰、易于用户户理解理解。 肆我象滞辣疙营

41、酸蚌绊扩掺酞午籽辟汐劳菊苏假柴延抉谣凯肩唾或朽吹抿第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.2 概念概念模型模型3. 信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(1) 实实体体（Entity）: 客客观观存存在在并并可可相相互互区区别别的的事事物物称称为为实实体体。 可可以以是是具具体体的的人人、事、物或抽象的概念。事、物或抽象的概念。如一个学生、一份合同、一种材料等。如一个学生、一份合同、一种材料等。(2) 实体集实体集( ( Entity Set): 性质相同的同型实体的集合。如一班学生。性质相同的同型实体的集合。如一班学生。(3) 属性（属性（Attr

42、ibute）: 实实体所具有的某一特性称体所具有的某一特性称为为属性。属性。 一个一个实实体可以由若干个属性来体可以由若干个属性来描述描述。 (4) 码码（Key）: 唯唯一一标标识识实实体体的的属属性性集集称称为为码码。码码可可以以由由一一个个或或多多个个属属性性组组成成。例如学号是学生实体的码。例如学号是学生实体的码。 (5) 域（域（DomainDomain）: : 属性的取值范围称为该属性的域。属性的取值范围称为该属性的域。 (6) (6) 实实体体型型（Entity Entity TypeType）: : 用用实实体体名名及及其其属属性性名名集集合合来来抽抽象象和和刻刻画画同类实体称

43、为实体型。如学生（学号，姓名，性别，出生年月，系）同类实体称为实体型。如学生（学号，姓名，性别，出生年月，系） 帝彪舜教杆念背北王峪饿护眷废汀俩床潭淖哆跳择棍篇休沾街潭烬吏憋偷第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.2 概念概念模型模型(7) 联联系（系（Relationship） n n实体内部的联系实体内部的联系实体内部的联系实体内部的联系：组成实体的各属性之间的联系。：组成实体的各属性之间的联系。：组成实体的各属性之间的联系。：组成实体的各属性之间的联系。n n实体之间的联系实体之间的联系实体之间的联系实体之间的联系：不同实体集之间的联系。不同实体

44、集之间的联系。一对一的联系，记为 11 一对多的联系，记为 1n多对多的联系，记为 mn叭恬妙拾痛傅浊惺龚霜卜陀梦右逗婶封杨糕叁祖颅鞠刽俘声盾惰什俊原疤第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.2 概念概念模型模型n一一对对一一联联系系: 实体集 E1实实体集 E2体集 E2实体集 A实体集 B如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，中的每一个实体，实体集实体集B中至多有一个实体与之联中至多有一个实体与之联系，系，反之亦然，反之亦然，则称实体集则称实体集A与实体集与实体集B具有一对一联系。记为具有一对一联系。记为1:1。 实例 班级与班长之间的联系：

45、班级与班长之间的联系： 一个班级只有一个正班长一个班级只有一个正班长 一个班长只在一个班中任职一个班长只在一个班中任职凭凹驱乖锣椿污洱埂颈赦椭浓担稼绸巍匹满汲酮梦尿抓捌西巷洋撬托训柜第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.2 概念概念模型模型n一一对对多多联联系系 :实体集 A实体集 B如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体中的每一个实体,实体集实体集B中有中有n个实体（个实体（n0）与之联系，反之，对于实体集与之联系，反之，对于实体集B中中的每一个实体，实体集的每一个实体，实体集A中至多只中至多只有一个实体与之联系，则称有一个实体与之联系，则称实

46、体实体集集A与实体集与实体集B有一对多联系，记有一对多联系，记为为1:n 实例实例 班级与学生之间的联系：班级与学生之间的联系： 一个班级中有若干名学生，一个班级中有若干名学生， 每个学生只在一个班级中学习每个学生只在一个班级中学习枪拈铂募睡劣阜贬畅镑野缠夺隆胳疽臆庸降尊犹港兰柿捆梨附浊坟饶市初第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.2 概念概念模型模型n多多对对多多联联系（系（m:n）: 实体集 A实体集 B如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，实中的每一个实体，实体集体集B中有中有n个实体（个实体（n0）与之联系）与之联系,反之，对于实体集反

47、之，对于实体集B中的每一个实体中的每一个实体,实体集实体集A中也有中也有m个实体（个实体（m0）与之联系，与之联系，则称实体集则称实体集A与实体与实体B具有具有多对多联系。记为多对多联系。记为m:n实例实例 课程与学生之间的联系：课程与学生之间的联系： 一门课程同时有若干个学生选修一门课程同时有若干个学生选修 一个学生可以同时选修多门课程一个学生可以同时选修多门课程霄守倦津传迸账朋豹犬扣贾伤茶熔该究严骚棕淘嫂嘿缅插秸赠谋签嘱套刮第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.2 1.2.2 概念模型概念模型4. 概念模型的表示方法概念模型的表示方法 表示概念模型

48、最常用的方法是表示概念模型最常用的方法是1976年由年由P.P.S.Chen 提出的提出的实体联系方法实体联系方法(即即E-R方法方法)。 E-R方法用方法用E-R图图来表示概念模型。用来表示概念模型。用E-R图表示的概念模型独立图表示的概念模型独立于具体的于具体的DBMS所支持的数据模型，是各种数据模型的共同基础。所支持的数据模型，是各种数据模型的共同基础。实体名实体名实体名实体名属性名属性名属性名属性名E-R图提供了表示实体、属性和联系的方法图提供了表示实体、属性和联系的方法实体：矩形框实体：矩形框表示属性：椭圆形属性：椭圆形(或圆角矩形或圆角矩形)表示联系：菱形联系：菱形表示联系名联系名

49、联系名联系名实体与属性之间，实体型与联系之间及实体与属性之间，实体型与联系之间及联系与属性之间用联系与属性之间用无向无向边连边连接起来接起来，同同时时在无向在无向边边旁旁标标上上联联系的系的类类型（型（1:1、1:n或或m:n）n n课课课课 程程程程成成成成 绩绩绩绩选选选选 修修修修 mm学号学号学号学号姓名姓名姓名姓名学学学学 生生生生课程号课程号课程名课程名学分学分属性名属性名属性名属性名俞佰龋国待鲤椎迹至缩哼律修杂川援化钢球矗闷流霓仿削漳恿付肛悬淬眩第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页例：用例：用E-RE-R图表示实体及其联系。图表示实体及其联系。

50、学生学生：学号、姓名、性别、入学分：学号、姓名、性别、入学分班级班级：班级号、所属院：班级号、所属院课程课程：课程号、课程名、学分：课程号、课程名、学分教师教师：教工号、姓名、职称：教工号、姓名、职称学生学生学号姓名性别入学分班级班级所属院班级号教师教师职称教工号姓名课程课程学分课程号课程名实体的表实体的表示示1.2.2 概念概念模型模型休省锨弗僻自下喀蟹服有矿槛禽捕巢走纶聂九裳尤卸幸扫碑耐壹宏腆兄卓第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页E-RE-RE-RE-R图图图图实体间实体间实体间实体间联系的联系的联系的联系的表示表示表示表示组成组成nm课程讲授讲授教师

51、选修选修n1学生班级成绩mn课程号学号姓名性别入学分所属院班级号教师教师职称教工号 姓名学分课程名nm课程讲授讲授n1班级组成组成成绩mn学生选修选修阻迁蚤碰异久赛波揣包辐恃寻炬废千旁俐慑沈怒讳葱驶疼捂脾锭胆规离棠第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.3 1.2.3 数据模型（组织层数据模型）数据模型（组织层数据模型）数据模型的好坏，直接影响数据库的性能。数据模型的好坏，直接影响数据库的性能。数据模型的选择，是设计数据库的一项首要任务。数据模型的选择，是设计数据库的一项首要任务。目前最常用的数据模型有目前最常用的数据模型有u层次模型（层次模型（Hier

52、archical Model）u网状模型（网状模型（Network Model）u关系模型（关系模型（Relational Model）这三种数据模型的根本区别在于数据结构不同，即数据之间联系的表示这三种数据模型的根本区别在于数据结构不同，即数据之间联系的表示方式不同。方式不同。u层次模型用层次模型用“树结构树结构”来表示数据之间的联系；来表示数据之间的联系；u网状模型是用网状模型是用“图结构图结构”来表示数据之间的联系；来表示数据之间的联系；u关系模型是用关系模型是用“二维表二维表”来表示数据之间的联系。来表示数据之间的联系。随着面向对象的方法和技术在计算机各个领域的发展随着面向对象的方法和

53、技术在计算机各个领域的发展,出现了一种新的出现了一种新的数据模型数据模型面向对象的数据模型面向对象的数据模型 辜穴僻聊廉隶竖靠猫敝田醚柯艺敏凌吏蔑守洼放忌谦啦索豪委势峡顺隔釉第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页结点结点( (记录记录) )是实体，树枝是联系。结点间是一对多联系。是实体，树枝是联系。结点间是一对多联系。特点特点： 有且仅有且仅有一个根结点，其记录值与下属结点有一个根结点，其记录值与下属结点1:n1:n联系。联系。 其它结点与一个父结点、多个子结点相联系。其它结点与一个父结点、多个子结点相联系。 查询、访问从根结点开始，按父子关系依次访问。查询、

54、访问从根结点开始，按父子关系依次访问。 只能反应一对多的关系，不能多对多的关系。只能反应一对多的关系，不能多对多的关系。 1. 层次模型（树形）层次模型（树形）电话地址校长校名室号处长处名系主任系名系号院主任院名院号室号科长科名职务姓名工号室主任室名室号职称姓名工号班主任班长编号入学分姓名学号学校行政机构的层次模型1.2.3 1.2.3 数据模型数据模型肃设略属九靠脓院锗抑色追躬绷杂良溺枉罗汰郝琢卫忆咳褂熬宰誓琶慕组第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页网状模型的特点网状模型的特点1.1.允许一个以上的结点无双亲；允许一个以上的结点无双亲；2. 2. 一个结点

55、可以有多于一个的双亲一个结点可以有多于一个的双亲 2. 网状模型（用图形结构）网状模型（用图形结构）学生选学生选学生选学生选课的网课的网课的网课的网状模型状模型状模型状模型学分时数课名课号职称性别姓名工号班级性别姓名学号分数课名学号1.2.3 1.2.3 数据模型数据模型网状模型的优缺点：网状模型的优缺点：网状模型的优点是记录之间联系通过网状模型的优点是记录之间联系通过指针指针实现，实现，M:NM:N联系也容易实现（一个联系也容易实现（一个M:NM:N联系联系可拆成两个可拆成两个1:N1:N联系），查询效率较高。联系），查询效率较高。网状模型的缺点是结构比较复杂，而且随网状模型的缺点是结构比较

56、复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握。越来越复杂，不利于最终用户掌握。DDLDDL、DMLDML语言复杂，用户不容易使用语言复杂，用户不容易使用蜘虚健屑斟己弟悯箍瘴霍翰询供绰甥景苦末科鳃羌拜沥榆挡拘浓熊詹毋敦第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.3 1.2.3 数据模型数据模型 定义：定义：用用关系关系（二维表格）二维表格）来表示实体及实体之间联系的模型称为关系模型。来表示实体及实体之间联系的模型称为关系模型。3. 3. 关系模型关系模型l最重要的一种数据模型最重要的一种数据

57、模型,也是目前主要采用的数据模型也是目前主要采用的数据模型l 1970年由美国年由美国IBM公司公司San Jose研究室的研究员研究室的研究员E.F.Codd提出提出 学号姓名性别出生日期所在系0211101陆 利男05/12/81计算机0211102胡大力男01/09/82计算机0221101李一凡女03/29/81信息管理0221102唐 玲女09/08/80信息管理郴祁扮联惯荔赣园略纬狄胡拯浸伯澡迫迅趁剑灭档绽搬塑闹周釉百鹰浪暴第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.3 1.2.3 数据模型数据模型(1) 关系模型的数据结构关系模型的数据结构 在

58、在用用户户观观点点下下，关关系系模模型型中中数数据据的的逻逻辑辑结结构构是是一一张张二二维维表表，它它由由行行和列组成。和列组成。 基本概念基本概念:l关系（关系（Relation） :一个关系一个关系对应对应通常通常说说的一的一张张表表l元元组组（记录）（记录）: 表中的一行表中的一行l属性属性（字段）（字段） ： 表中的一列表中的一列，给给每一个属性名称即属性名每一个属性名称即属性名l分量分量 ：元元组组中的一个属性中的一个属性值值，分量为最小单位，不可分分量为最小单位，不可分l主主码码（Key）：表中的某个属性表中的某个属性组组，它可以唯一确定一个元，它可以唯一确定一个元组组。l域（域（

59、Domain）：属性的取属性的取值值范范围围。l关系模式关系模式 ：对对关系的描述关系的描述 一般表示为： 关系名（属性1，属性2，属性n） 无茧宿博稿碳骏摆洲既闪续偶瓜没桑夕潞倍祝粕蕉载尔呛虫帝虑涯号磷区第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页关系江苏江苏山东山东北京北京北京北京 山西山西2019181921计科计科信息信息数学数学计科计科物理物理男男女女女女男男男男李勇李勇刘成刘成王明王明张力张力杨晓东杨晓东95001950029500395004 95700籍贯籍贯年龄年龄系别系别性别性别姓名姓名学号学号主码属性（字段） 元组(记录）1.2.3 1.2.3

60、 数据模型数据模型（学生（学生)关系名分量关系模式：关系模式：学生（学号，姓名，年学生（学号，姓名，年龄龄，性，性别别，系，系别，别，籍贯籍贯）戳渣鬼凯照依积烦檀废甘锐煽殷洞肾稀愤屯些哈闺沙巷骆抡泥巨挺仅盅租第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.3 1.2.3 数据模型数据模型l实实体及体及实实体体间间的的联联系的表示方法系的表示方法 实实体型体型：直接用关系（表）表示。直接用关系（表）表示。 属性属性：用属性名表示。用属性名表示。 一一对对一一联联系系：隐隐含在含在实实体体对应对应的关系中。的关系中。 一一对对多多联联系系：隐隐含在含在实实体体对应对

61、应的关系中。的关系中。 多多对对多多联联系系：直接用直接用关系关系表示表示。本灿熔拍砚革敷埂溯蕾宁鹏亿否经势磕喇犯怒爽危年肺援芒问鸡伪省玲颁第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.3 1.2.3 数据模型数据模型例1： 学生、系、系与学生之间的一对多联系： 学生（学号，姓名，年学生（学号，姓名，年龄龄，性，性别别，系号系号，年，年级级） 系系 (系号系号，系名，系名，办办公地点公地点) 例2：学生、课程、学生与课程之间的多对多联系： 学生（学生（学号学号，姓名，年，姓名，年龄龄，性，性别别，系号，年，系号，年级级） 课课程（程（课课程号程号，课课程名，学

62、分）程名，学分） 选选修（修（学号，学号，课课程号，程号，成成绩绩） 粹美晴清驶页柏谤岛远肤颖铅赁众三亚吹愁撅四绸喂拦究函寺蔚峡陀鉴违第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.3 1.2.3 数据模型数据模型l关系必关系必须须是是规规范化的，范化的，满满足一定的足一定的规规范条件范条件 最基本的最基本的规规范条件：关系的每一范条件：关系的每一列都列都是不可是不可再再分的数据分的数据项项。学号姓名性别出生日期成绩英语数学物理0211101陆 利男05/12/819087700211102胡大力男01/09/828086760221101李一凡女03/29/8

63、17578740221102唐 玲女09/08/80梭矩蚂呀缨彭悉览时惠绞纪术篱筹盆趣鄂禹显铭黑轩黎云赢色谭启哉咖弗第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.3 1.2.3 数据模型数据模型l数据操作是集合操作，数据操作是集合操作，操作操作对对象和操作象和操作结结果都是关系果都是关系，即若干元即若干元组组的集合的集合（表）。而非关系模型中典型的操作是一次一行或一次（表）。而非关系模型中典型的操作是一次一行或一次一个记录。一个记录。 l数据操作：数据操作：查询查询、插入、插入、删删除、除、修改修改 数据数据l存存取取路路径径对对用用户户透透明明，用用户户只只

64、要要指指出出“干干什什么么”，不不必必详详细细说说明明“怎怎么干么干”(2) 关系模型的数据操关系模型的数据操作作烹烽倚溜跨镀夺叔眠裔峙敌进肌佣肚偷玻娃忧芝误战掺钩冲赣朝梳六飞寨第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页l实体完整性实体完整性 l参照完整性参照完整性 l用户定义的完整性用户定义的完整性1.2.3 1.2.3 数据模型数据模型 数据完整性是指数据库中数据完整性是指数据库中存储的数据是有意义的或正确的存储的数据是有意义的或正确的。 数据完整性约束主要包括三大类：数据完整性约束主要包括三大类：(3)(3)关系模型的数据完整性约束关系模型的数据完整性约束氰

65、墅溶纂紊条筛疲疑镶瞪烦戴睛根挂簇槐瑟嘿阜株谐娜辞崇史隘仆砚瑚蕊第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页实实体完整性体完整性指的是指的是关系数据库中的所有的表都必须有主码，关系数据库中的所有的表都必须有主码，而而且表中不允许存在如下的记录：且表中不允许存在如下的记录：无主码值的记录无主码值的记录主码值相同的记录主码值相同的记录关系模型中使用主码作为记录的惟一标识，关系模型中使用主码作为记录的惟一标识，主码所主码所包含的属性称为关系的主属性，其他的非主码属性包含的属性称为关系的主属性，其他的非主码属性称为非主属性。称为非主属性。在关系数据库中在关系数据库中主属性不能

66、取空值主属性不能取空值关系数据库中的空值是特殊的标量常数，它代表未关系数据库中的空值是特殊的标量常数，它代表未定义的（不适用的）或者有意义但目前还处于未知定义的（不适用的）或者有意义但目前还处于未知状态的值。状态的值。 启怀妮通水幼瘫蜡弄浮贮豢仲乞萨秤妨赞熔桶研藏酉庶操袍邱蓉塞棍搀骆第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页参照完整性参照完整性参照完整性有时也称为参照完整性有时也称为引用完整性引用完整性。参照完整性是描述实体之间的联系的。参照完整性一般是指多个实参照完整性是描述实体之间的联系的。参照完整性一般是指多个实体或表之间的关联关系。体或表之间的关联关系。限

67、制一个表中某列的取值受另一个表的某列的取值范围约束的特点限制一个表中某列的取值受另一个表的某列的取值范围约束的特点就称为参照完整性。就称为参照完整性。在关系数据库中用在关系数据库中用外码外码（Foreign keyForeign key，有时也称为外部关键字或外，有时也称为外部关键字或外键）来实现参照完整性。键）来实现参照完整性。外码一般在联系实体中，外码一般在联系实体中，用于表示两个或多个实体之间的关联关系。用于表示两个或多个实体之间的关联关系。例例1 1：学生实体和专业实体可以用下面的关系表示。：学生实体和专业实体可以用下面的关系表示。 学生（学生（学号学号，姓名，性别，姓名，性别，专业号

68、专业号，出生日期），出生日期） 专业（专业（专业号专业号，专业名），专业名）学生关系中的学生关系中的“专业号专业号”是引用专业关系中的是引用专业关系中的“专业号专业号”的的外码外码猜棵洪坯兢短葬镣再稀克绽涂边款雏本乓唇探槽涸水索蔫姿程沮昆声舔乓第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页参照完整性（续）参照完整性（续）例例2：学学生生、课课程程以以及及学学生生与与课课程程之之间间的的选选课课关关系系可可以以用用如如下下三三个个关系表示：关系表示：学生（学生（学号学号，姓名，性别，专业号，出生日期），姓名，性别，专业号，出生日期）课程（课程（课程号课程号，课程名，学分

69、），课程名，学分）选课（选课（学号学号，课程号课程号，成绩），成绩）选课关系中的选课关系中的“学号学号”是引用学生关系中的是引用学生关系中的“学号学号”的的外码外码选课关系中的选课关系中的“课程号课程号”是引用课程关系中的是引用课程关系中的“课程号课程号”的的外码外码 主码必须是非空的且不重复的，但外码可以重复的，也可以取空值。主码必须是非空的且不重复的，但外码可以重复的，也可以取空值。 例例3：职工与其所在的部门可以用下面关系表示：职工与其所在的部门可以用下面关系表示: 职工（职工（职工号职工号，职工名，职工名，部门号部门号，工资级别），工资级别） 部门（部门（部门号部门号，部门名），部门名

70、）詹临饿聚酉臻菲少涩弟眼又嘱处岁浅虫刃台乌磕秦淖立溃毁王炭捡筛暇摘第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页用户定义的完整性用户定义的完整性l用户定义的完整性也称为用户定义的完整性也称为域完整性或语义完整性。域完整性或语义完整性。l用户定义的完整性实际上就是约束关系中属性的取值范围，用户定义的完整性实际上就是约束关系中属性的取值范围，也就是属性的域，以保证数据库中的数据符合现实语义。也就是属性的域，以保证数据库中的数据符合现实语义。例如，学生的考试成绩的取值范围为例如，学生的考试成绩的取值范围为01000100，或取，或取 优、良、优、良、中、及格、不及格中、及格

71、、不及格 。 枣怂檄釉恳顾苯才锚赊谬鲁奔格料楔料赎育负电复矢弧懈吴始萨幌佬闸大第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页(5)关系模型的关系模型的优优缺点缺点优优点点： 1）建立在建立在严严格的数学概念的基格的数学概念的基础础上上 2) 数据数据结结构构简单简单、清晰，用、清晰，用户户易懂易用易懂易用 l实实体和各体和各类联类联系都用关系来表示。系都用关系来表示。 3) 关系模型的存取路径关系模型的存取路径对对用用户户透明透明 l具有更高的数据独立性，更好的安全保密性具有更高的数据独立性，更好的安全保密性 l简简化了程序化了程序员员的工作和数据的工作和数据库库开开

72、发发建立的工作建立的工作缺点缺点 1) 存取路径存取路径对对用用户户透明透明, 导导致致查询查询效率往往不如非关系数据模型效率往往不如非关系数据模型2)为为提高性能，必提高性能，必须对须对用用户户的的查询请查询请求求进进行行优优化化1.2.3 1.2.3 数据模型数据模型赋悉峙跨恫闽闷亏窥侦彝芋黔劝鹤浇涩勤牢洛袄峭为时橱痪组租槛骂戏米第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.2.3 1.2.3 数据模型数据模型AccessAccessAccessAccessVisual FoxProVisual FoxProVisual FoxProVisual FoxPro

73、Sybase Oracle SQL ServerSQL ServerSQL ServerSQL ServerInformixInformix DB/2DB/2 DelphiDelphiDelphiDelphiPowerbuilde Powerbuilde Powerbuilde Powerbuilde (6)典型的关系数据典型的关系数据库库系系统统驯幻验镊玫弦忧次律忱唬柬碉枷陛臻癣蓉芯骄滥谚八姻宣久动活姨羹拢羽第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.3 1.3 数据库系统结构数据库系统结构1.3.1 数据数据库库系系统统内部的模式内部的模式结结构构 从从数据

74、数据库库管理系管理系统统角度看角度看 1.3.2 数据数据库库系系统统外部的体系外部的体系结结构构 从从数据数据库库最最终终用用户户角度看角度看 唬蓑弦石宠睁氛嗅酌帅恢柔天吐陈雅命谬锡祷即黄古山视皑筋其馈洱辖叉第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.3.1 1.3.1 数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构1.1.三级模式结构三级模式结构: :外模式外模式、概念模式概念模式、内模式内模式数据库数据库栽赖愁轧浩围淮戮渡淘借边黎畦旬谩涤冕着革娶轩蚕来骑新茄刊溺锌函东第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页概念模式概念模式( (逻

75、辑模式，简称模式逻辑模式，简称模式) )是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求一个数据库只有一个模式一个数据库只有一个模式模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层与数据的物理存储细节和硬件环境无关与数据的物理存储细节和硬件环境无关与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关定义模式时应包括以下内容定义模式时应包括以下内容数数据据的的逻逻辑辑结结构构（如如由由哪哪些些数数据据项

76、项组组成成，数数据据项项的的名名字字、类类型、取值范围等）型、取值范围等）数据之间的联系数据之间的联系数据有关的安全性、完整性要求数据有关的安全性、完整性要求铬畏堆瓷漳木洱则点伴束皑牟寸瘴占俯豪晦申茅署睛西拓贯听蛹俞妄柯锰第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页外模式（也称子模式或用户模式）外模式（也称子模式或用户模式）是数据库用户使用的是数据库用户使用的局部局部数据的逻辑结构和特征的描述数据的逻辑结构和特征的描述是用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示是用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示外模式的地位：介于模式与应用之间外模式的地位：介于

77、模式与应用之间模式与外模式的关系：一对多模式与外模式的关系：一对多外模式通常是模式的子集外模式通常是模式的子集一个数据库可以有多个外模式一个数据库可以有多个外模式外模式与应用的关系：一对多外模式与应用的关系：一对多同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用但一个应用程序只能使用一个外模式但一个应用程序只能使用一个外模式外外模模式式的的用用途途: 保保证证数数据据库库安安全全性性的的一一个个有有力力措措施施。每每个个用用户户只只能看见和访问所对应的外模式中的数据，其余数据是不可见的。能看见和访问所对应的外模式中的数据，其余数据是不可见的。询抓卧描

78、膀狙骚朋珍容闯咸撞莫稳住兜试近丈想肺香浦迹猩盔卉恳仓蹦渍第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页内模式内模式（存储模式）（存储模式）是数据物理结构和存储方式的描述是数据物理结构和存储方式的描述是数据在数据库内部的表示方式是数据在数据库内部的表示方式记记录录的的存存储储方方式式（顺顺序序存存储储，按按照照B树树结结构构存存储储，按按hash方方法存储）法存储）索引的组织方式索引的组织方式数据是否压缩存储数据是否压缩存储数据是否加密等数据是否加密等一个数据库只有一个内模式一个数据库只有一个内模式链畅拓窍捕蛔喊趟脸奥焊品伏霖赃凯谴刊诌樊版认叹变缀瞥疆赋神予二破第一章数

79、据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页例例先派硕障鲜烘陨尔咯之良性瓤秃社拈泄窟敛累咽集锥炕沼版熙中三崖霓绚第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.3.1 1.3.1 数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构数数数数库库库库据据据据应用程序应用程序应用程序应用程序应用程序应用程序应用程序应用程序应用程序应用程序应用程序应用程序外模式外模式外模式外模式 A A外模式外模式外模式外模式 B B 外模式外模式外模式外模式 / / 模式模式模式模式映象映象 概念模式概念模式概念模式概念模式 模式模式模式模式 / / 内模式内模式内模式内模式映

80、象映象DBMSDBMS 内模式内模式内模式内模式 澡甄涕借蛤绽摘洒铰羹江累独范若翘毅苯凄藐氓靛铅钙掉尊职祥浇绕谦犊第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.3.1 1.3.1 数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构2. 二二级级映象映象(1) (1) 外模式模式映象外模式模式映象: : 定定义义外模式与模式之外模式与模式之间间的的对应对应关系关系 每一个外模式都对应一个外模式模式映象每一个外模式都对应一个外模式模式映象 用途用途: : 保证数据的逻辑独立性保证数据的逻辑独立性 当当模模式式改改变变时时，数数据据库库管管理理员员修修改改有有关关的的外外模模式式

81、模模式式映映象象，使使外外模式保持不模式保持不变变 应应用用程程序序是是依依据据数数据据的的外外模模式式编编写写的的，从从而而应应用用程程序序不不必必修修改改，保保证证了数据与程序的了数据与程序的逻辑逻辑独立性，独立性，简简称数据的称数据的逻辑逻辑独立性独立性。煌梅步竭胰没纵暴搓炽葬尼院止博改禹连屈斤趴耙氏线盒红笆临蛛缄京顷第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.3.1 1.3.1 数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构（2）模式内模式映象模式内模式映象模式内模式映象定模式内模式映象定义义了了数据全局数据全局逻辑结逻辑结构与存构与存储结储结构之构之间间的的

82、对应对应关系关系。数据数据库库中模式内模式映象是唯一的中模式内模式映象是唯一的 用途用途：保保证证数据的物理独立性数据的物理独立性 当当数数据据库库的的存存储储结结构构改改变变了了，数数据据库库管管理理员员修修改改模模式式内内模模式式映映象象，使使模式保持不模式保持不变变 应应用用程程序序不不受受影影响响。保保证证了了数数据据与与程程序序的的物物理理独独立立性性，简简称称数数据据的的物物理理独立性。独立性。 斧堪棍寞凉蹲庶吧没子衅舅匡蛾收盟头颊蹿谅撰捐吼正萧姬矗诸矽掀五皿第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.3.2 数据数据库库系系统统外部的体系外部的体系

83、结结构构从最终用户角度从最终用户角度 ： 单用户结构、主从式结构、分布式结构、单用户结构、主从式结构、分布式结构、 客户客户/服务器结构、浏览器服务器结构、浏览器/服务器结构服务器结构客户机客户机/ /服务器结构服务器结构应用程序DBMS数据库应用程序DBMS数据库1、集中式结构、集中式结构 单用户结构单用户结构 主从式结构主从式结构终端终端主机主机膘另陋惺春云剐京菱斩奢竖裁劲怯挞搐揍铰膘溅晕碰泄凶棋完称滴惟碗抑第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.3.2 数据数据库库系系统统外部的体系外部的体系结结构构客户机客户机/ /服务器结构服务器结构数据库服务器（

84、简称服务器）：数据库服务器（简称服务器）：专门用于执行专门用于执行DBMS DBMS 功能的计算机功能的计算机客户机：客户机：安装安装DBMSDBMS的外围应用开发工具和用户应用程序的计算机的外围应用开发工具和用户应用程序的计算机2、客户、客户/服务器服务器(Client/Server，记为，记为C/S)结构结构DBMS数据库数据库服务器应用程序客户机网络请求结果喳偶涎路开旱疙杆泞廊通揩梢锗吊靛靶俞晌冰憾肚喇瞒洋均持梆巧使请承第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.3.2 数据数据库库系系统统外部的体系外部的体系结结构构客户机客户机/ /服务器结构服务器结构

85、3、浏览器、浏览器/服务器服务器(Browser/Server，记为，记为B/S)结构结构网络浏览器请求请求结果页面数据库服务器DBMS数据库数据库WEB 服务器应用程序忠糕找笑治敌渣讼并押懦伤模吹殃就缔刘砧准尘众佬召桶分诸珠予扶雷贡第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.3.2 数据数据库库系系统统外部的体系外部的体系结结构构客户机客户机/ /服务器结构服务器结构网络DBMS数据库DBMS数据库4、分布式结构、分布式结构服务器服务器应用程序应用程序颠竟烹啪币返耿炳葱眠入木肃安僻酉畴苗颠躇闰攀设鹏统绪粗抢单岂厦吸第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下

86、一页下一页返回首页返回首页1.4 1.4 数据库技术的研究领域数据库技术的研究领域v数据库管理系统软件的研制数据库管理系统软件的研制 DBMS的研制包括研制的研制包括研制DBMS本身以及以本身以及以DBMS为核心的一组相互为核心的一组相互 联系的软件系统。研制的目标是扩大功能、提高性能和提高用户联系的软件系统。研制的目标是扩大功能、提高性能和提高用户 的生产率。的生产率。v 数据库设计数据库设计 在在DBMS的支持下，按照应用的要求，为某一部门或组织设计的支持下，按照应用的要求，为某一部门或组织设计 一个结构合理、使用方便、效率较高的数据库及其应用系统一个结构合理、使用方便、效率较高的数据库及

87、其应用系统。蚊心厉箔舞靛椿乓鸯逃碱炉预啪坎欧拄矗榔铱饼赏攻禹毁内阁盔赃履挎握第一章数据库概述第一章数据库概述上一页上一页下一页下一页返回首页返回首页1.4 1.4 数据库技术的研究领域数据库技术的研究领域v 数据库理论数据库理论 主要集中于关系的规范化理论、关系数据理论等。近年来，随着人主要集中于关系的规范化理论、关系数据理论等。近年来，随着人 工智能与数据库理论的结合、并行计算机的发展，数据库逻辑演绎工智能与数据库理论的结合、并行计算机的发展，数据库逻辑演绎 和知识推理、并行算法等理论研究，以及演绎数据库系统、知识库和知识推理、并行算法等理论研究，以及演绎数据库系统、知识库 系统的研制都已成为新的研究方向。系统的研制都已成为新的研究方向。注：随着网络技术的发展，数据库技术出现了一些新注：随着网络技术的发展，数据库技术出现了一些新的研究课题，如：的研究课题，如： 基本于基本于Web的数据库技术、移动计的数据库技术、移动计算技术等。算技术等。伊饺俐披尾芽凹始声湘戎筛闸俄阅咳县仁井独民食雏权议摘雀谆泰们袖逼第一章数据库概述第一章数据库概述