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1、返回返回数据库原理与应用数据库原理与应用制作人：王春玲制作人：王春玲黄金燕黄金燕张惠萍张惠萍陈志泊陈志泊人民邮电出版社人民邮电出版社暖哨烙叫驯虎眨辊痹爵越仙侯追轴渤硫略凉暂浸罗涤放吓医笺椒敬阶浓暖数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件1返回返回参考书目参考书目1.萨萨师师煊煊，王王珊珊.数数据据库库系系统统概概论论（第第三三版版）.北北京京：高高等等教教育育出版社，出版社，20012.李昭原李昭原.数据库原理与应用数据库原理与应用.北京：科学出版社，北京：科学出版社，20003.张张健健沛沛.数数据据库库原原理理及及应应用用系系统统开开发发.北北京京：中中国国水水利利水水电电出出版社，版社，
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4、有关的主要概念，在本章中，首先介绍数据库中有关的主要概念，然后回顾数据管理技术的三个发展阶段。然后回顾数据管理技术的三个发展阶段。要求了解数据库的三个发展阶段及各阶段的主要求了解数据库的三个发展阶段及各阶段的主要特点，掌握数据库中的有关的基本概念、数要特点，掌握数据库中的有关的基本概念、数据库系统的组成及各部分的主要功能。据库系统的组成及各部分的主要功能。重点掌握实体、属性定义和实体型之间的联系重点掌握实体、属性定义和实体型之间的联系类型及特点。类型及特点。了解三种数据模型的特点及区别，为后面各章了解三种数据模型的特点及区别，为后面各章的学习打下基础。的学习打下基础。了解面向对象数据模型的基本
5、特征。了解面向对象数据模型的基本特征。 预匆辟蝶谊梢杆冕掣号盲视庆桌晶柿躇惟摇拼钟攒宫补嚏草炸惑咀辗汝入数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件4返回返回1.1信息、数据与数据处理信息、数据与数据处理1.1.1数据与信息数据与信息在在数数据据处处理理中中，我我们们最最常常用用到到的的基基本本概概念念就就是是数数据据和和信息信息，信息与数据有着不同的含义。，信息与数据有着不同的含义。1.1.1.1信息（信息（Information）1.信息的定义信息的定义信信息息是是关关于于现现实实世世界界事事物物的的存存在在方方式式或或运运动动状状态态的的反反映映的的综综合合，具具体体说说是是一一种种被被加加
6、工工为为特特定定形形式式的的数数据据，但但这这种种数数据据形形式式对对接接收收者者来来说说是是有有意意义义的的，而而且且对对当当前和将来的决策具有明显的或实际的价值。前和将来的决策具有明显的或实际的价值。如如“2000年年硕硕士士研研究究生生将将扩扩招招30%”，对对接接受受者者有有意意义义，使接受者据此作出决策。使接受者据此作出决策。屉朋杖敌详旺求掐家悄抓钙礁貌幸板椽格纷霓炎育圃近勾英芯相黔裴喳撕数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件5返回返回2.信息的特征信息的特征信信息息源源于于物物质质和和能能量量，它它不不可可能能脱脱离离物物质质而而存存在在，信信息息的传递需要物质载体，信息的获取和
7、传递要消耗能量。的传递需要物质载体，信息的获取和传递要消耗能量。v如信息可以通过报纸、电台、电视、计算机网络进行传递。信信息息是是可可以以感感知知的的，人人类类对对客客观观事事物物的的感感知知，可可以以通通过过感感觉觉器器官官，也也可可以以通通过过各各种种仪仪器器仪仪表表和和传传感感器器等等，不不同同的信息源有不同的感知形式。的信息源有不同的感知形式。v如报纸上刊登的信息通过视觉器官感知，电台中广播的信息通过听觉器官感知。信息是可信息是可存储存储、加工加工、传递传递和和再生再生的。动物用大脑存储的。动物用大脑存储信息，叫做记忆。计算机存储器、录音、录像等技术的信息，叫做记忆。计算机存储器、录音
8、、录像等技术的发展，进一步扩大了信息存储的范围。借助计算机，还发展，进一步扩大了信息存储的范围。借助计算机，还可对收集到的信息进行取舍整理。可对收集到的信息进行取舍整理。牺淹殊箱傍牌兜殃砸遮绳针荚骇鳖腕在刚恬加辣绑夏拿昏纹唉砷菠东铃顺数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件6返回返回1.1.1.2数据数据(Data)1.数据的定义数据的定义数数据据是是用用来来记记录录信信息息的的可可识识别别的的符符号号，是是信信息息的具体表现形式。的具体表现形式。2.数据的表现形式数据的表现形式可用可用多种多种不同的数据形式表示同一信息，而信不同的数据形式表示同一信息，而信息不随数据形式的不同而改变。息不随数
9、据形式的不同而改变。v如“2000年硕士研究生将扩招30%”，其中的数据可改为汉字形式“两千年”、“百分之三十”。数据的概念在数据处理领域中已大大地拓宽了，数据的概念在数据处理领域中已大大地拓宽了，其表现形式不仅包括其表现形式不仅包括数字数字和和文字文字，还包括，还包括图形图形、图象图象、声音声音等。这些数据可以记录在纸上，也等。这些数据可以记录在纸上，也可记录在各种存储器中。可记录在各种存储器中。忿谜凹钵盖杆抓谤滨虾擦茵炙绵顺翅渺爽御峻酸焚也危贝苍涨叼宪钦信劲数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件7返回返回1.1.1.3数据与信息的联系数据与信息的联系数数据据是是信信息息的的符符号号表表示
10、示或或载载体体，信信息息则则是是数数据据的的内内涵涵，是对数据的语义解释。是对数据的语义解释。v如上例中的数据2000、30%被赋予了特定的语义，它们就具有了传递信息的功能。1.1.2数据处理数据处理数数据据处处理理是是将将数数据据转转换换成成信信息息的的过过程程，包包括括对对数数据据的的收收集集、存存储储、加加工工、检检索索、传传输输等等一一系系列列活活动动。其其目目的的是是从从大大量量的的原原始始数数据据中中抽抽取取和和推推导导出出有有价价值值的的信信息息，作作为为决策的依据。决策的依据。可用下式简单的表示信息、数据与数据处理的关系：可用下式简单的表示信息、数据与数据处理的关系：信息信息=
11、数据数据+数据处理数据处理数数据据是是原原料料，是是输输入入，而而信信息息是是产产出出，是是输输出出结结果果。“信息处理信息处理”的真正含义应该是为了产生信息而处理数据。的真正含义应该是为了产生信息而处理数据。家殖爵暴澎敲逗祖侍晌丛通曙焦眷方及豢棺虱饵爱验诵身恿汪予象乓抨弯数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件8返回返回1.2数据库技术的产生、发展与研究领域数据库技术的产生、发展与研究领域1.2.1数据库技术的产生与发展数据库技术的产生与发展数据处理的中心问题是数据处理的中心问题是数据管理。数据管理。数数据据管管理理是是指指对对数数据据的的组组织织、分分类类、编编码码、存存储储、检检索索和和
12、维护维护。随随着着计计算算机机硬硬件件和和软软件件的的发发展展，数数据据管管理理经经历历了了人人工工管理管理、文件系统文件系统和和数据库系统数据库系统三个发展阶段。三个发展阶段。1.2.1.1人工管理阶段（人工管理阶段（50年代中期以前）年代中期以前）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。硬硬件件中中的的外外存存只只有有卡卡片片、纸纸带带、磁磁带带，没没有有磁磁盘盘等等直直接存取设备。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。数据处理的方式基本上是数据处理的方式基本上是批处理批处理。群薄总农醒籍刨辊讹仍疹
13、粕貉帕箔悄辜闹提狞弘哦畦覆绍夸冻想腾屯闯编数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件9返回返回人工管理阶段的特点如下：人工管理阶段的特点如下：1.数据不保存数据不保存因因为为当当时时计计算算机机主主要要用用于于科科学学计计算算，对对于于数数据据保保存存的的需求尚不迫切。需求尚不迫切。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每每个个应应用用程程序序都都要要包包括括数数据据的的存存储储结结构构、存存取取方方法法、输输入入方方式式等等，程程序序员员编编写写应应用用程程序序时时，还还要要安安排排数数据据的物理存储，因此程序员负担很重。的物理存储，因此程序员负担很重。3.数据不
14、共享数据不共享数据是面向程序的，一组数据只能对应一个程序。数据是面向程序的，一组数据只能对应一个程序。多多个个应应用用程程序序涉涉及及某某些些相相同同的的数数据据时时，也也必必须须各各自自定定义，因此程序之间有大量的冗余数据。义，因此程序之间有大量的冗余数据。争愿赤锻架画豢倚幻倘悟弗缅勋榨姚误价尹贷脉坑赃呐头疯蜜驭婉温学藕数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件10返回返回4.数据不具有独立性数据不具有独立性程程序序依依赖赖于于数数据据，如如果果数数据据的的类类型型、格格式式、或或输输入入输输出出方方式式等等逻逻辑辑结结构构或或物物理理结结构构发发生生变变化化，必必须须对对应应用用程序做出相应
15、的修改。程序做出相应的修改。在人工管理阶段，程序与数据之间的关系可用图在人工管理阶段，程序与数据之间的关系可用图1.1表示。表示。应用程序1数据集1应用程序2数据集2数据集3应用程序3图图1.1人工管理阶段人工管理阶段系壳备煽烘逐锣碉柑俱要骗址誉哥灯楷吾华鞠邱苗狮铅跳得填泪筛玛巨囱数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件11返回返回1.2.1.2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）这这一一阶阶段段，计计算算机机不不仅仅用用于于科科学学计计算算，还还大大量量用于信息管理。用于信息管理。大量的数据存储、检索和维护成为紧迫的需求。大量的数据存储、检索和维护成为
16、紧迫的需求。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。操操作作系系统统中中有有了了专专门门管管理理数数据据的的软软件件，一一般般称称为文件系统。为文件系统。处理方式有批处理，也有联机处理。处理方式有批处理，也有联机处理。日铝运偏瞅储阮麦暑换乳嗽抬保首爹妄氮雀岛竣猴唐筹巫涤绢宇姻锐姥乱数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件12返回返回文件管理数据的特点如下：文件管理数据的特点如下：1.数据以文件形式可长期保存下来数据以文件形式可长期保存下来用户可随时对文件进行查询、修改和增删等处理。用户可随时
17、对文件进行查询、修改和增删等处理。2.文件系统可对数据的存取进行管理文件系统可对数据的存取进行管理程程序序员员只只与与文文件件名名打打交交道道，不不必必明明确确数数据据的的物物理理存存储储，大大减轻了程序员的负担。大大减轻了程序员的负担。3.文件形式多样化文件形式多样化有有顺顺序序文文件件、倒倒排排文文件件、索索引引文文件件等等，因因而而对对文文件件的的记记录录可可顺顺序序访访问问，也也可可随随机机访访问问，更更便便于于存存储储和和查查找找数据。数据。4.程序与数据间有一定独立性程序与数据间有一定独立性由由专专门门的的软软件件即即文文件件系系统统进进行行数数据据管管理理，程程序序和和数数据据间
18、间由由软软件件提提供供的的存存取取方方法法进进行行转转换换，数数据据存存储储发发生生变变化不一定影响程序的运行。化不一定影响程序的运行。捅痕誓呵刷再鸟芽壮骇临器晨光然荫奇秤堤镀煎崖约饥步掖号抄攘怕吨锨数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件13返回返回在在文文件件系系统统阶阶段段，程程序序与与数数据据之之间间的的关关系系可可用用图图1.2表示。表示。文件n应用程序1应用程序2应用程序n文件1文件2文件系统图图1.2文件系统阶段文件系统阶段桩拄挣井慧苦惠嘉梗历扳榴赤壁仓烙驯又坊哼严站排喳获猛婪幕太虾溢充数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件14返回返回与与人人工工管管理理阶阶段段相相比比，文文
19、件件系系统统阶阶段段对对数数据据的的管管理理有有了了很很大大的的进进步步，但但一一些些根根本本性性问问题题仍仍没没有有彻彻底底解解决决，主主要要表现在以下三方面：表现在以下三方面：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一个应用程序，数据不能共享。于一个应用程序，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，必必须须修改相应的应用程序。修改相应的应用程序。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
20、语语言言来来编编写程序，也需修改数据结构。写程序，也需修改数据结构。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。时，容易造成数据的不一致性。顶茶谓芬柴武蔚诅壮瓤擂前墅臻造圭丈夫拐洪沉镀陕颗剧均仗靶卖畴救确数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件15返回返回1.2.1.3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）60年年代代后后期期，计计算算机机应应用用于于管管理理的的规规模模更更加加庞庞大，数据量急剧增加；大，数据量急剧增加；硬硬件件方方面面出出现现了了大大容容量量磁磁
21、盘盘，使使计计算算机机联联机机存存取大量数据成为可能；取大量数据成为可能；硬硬件件价价格格下下降降，而而软软件件价价格格上上升升，使使开开发发和和维维护系统软件的成本增加。护系统软件的成本增加。文文件件系系统统的的数数据据管管理理方方法法已已无无法法适适应应开开发发应应用用系统的的需要。系统的的需要。为为解解决决多多用用户户、多多个个应应用用程程序序共共享享数数据据的的需需求求，出出现现了了统统一一管管理理数数据据的的专专门门软软件件系系统统，即即数数据据库管理系统库管理系统。取峡杯攀竹甫牟啪窃帘戮型泪缆绿苦亡羡匹镜扶专国昂娟割浊辖妇粤统淄数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件16返回返回数
22、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：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是面面向向整整个个系系统统，当当前前所所有有用用户户可可同同时时存存取库中的数据。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，同同时也避免了数据之间的不相容性与不一致性。时也避免了数据之间的不相容性与不一致性。2.数据结构化数据结构化按按照照某某种种数数据据模模型型，将将全全组组织织的的各各种种数数据据组组织织到到一一个个结结构构
23、化化的的数数据据库库中中，整整个个组组织织的的数数据据不不是是一一盘盘散散沙沙，可表示出数据之间的有机关联。可表示出数据之间的有机关联。略钾丽鸵反籽藉雇水纵怪私次拦耽谩晕肉汕沂贬呻赂姿呈首肪乎尧脉孟勘数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件17返回返回例：要建立例：要建立学生成绩管理系统学生成绩管理系统，系统包含，系统包含学生学生（学号、姓名、性别、系别、年龄）、（学号、姓名、性别、系别、年龄）、课程课程（课程号、课程名）、（课程号、课程名）、成绩成绩（学号、课程号、（学号、课程号、成绩）等数据，分别对应三个文件。成绩）等数据，分别对应三个文件。若采用文件处理方式，因为文件系统只表示记若采用文
24、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录内部的联系，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，必须编写一段不很简单的课程的名称和成绩，必须编写一段不很简单的程序来实现。程序来实现。而采用数据库方式，数据库系统不仅描述数据而采用数据库方式，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查到。非常容易地联机查到。厅蕊从押涸烧蒸洋涅枫仅汹逛掩怔衷继参拳居瞧驾殊贮顿吭监秧丁饶谭娇数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件
25、18返回返回3.数据独立性高数据独立性高数据的独立性是指逻辑独立性和物理独立性。数据的独立性是指逻辑独立性和物理独立性。数数据据的的逻逻辑辑独独立立性性是是指指当当数数据据的的总总体体逻逻辑辑结结构构改改变变时时，数数据据的的局局部部逻逻辑辑结结构构不不变变，由由于于应应用用程程序序是是依依据据数数据据的的局局部部逻逻辑辑结结构构编编写写的的，所所以以应应用用程程序序不不必必须须修修改改，从而保证了数据与程序间的逻辑独立性。从而保证了数据与程序间的逻辑独立性。v例如，在原有的记录类型之间增加新的联系，或在某些记录类型中增加新的数据项，均可确保数据的逻辑独立性。数数据据的的物物理理独独立立性性是
26、是指指当当数数据据的的存存储储结结构构改改变变时时，数数据的逻辑结构不变，从而应用程序也不必改变。据的逻辑结构不变，从而应用程序也不必改变。v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，均可确保数据的物理独立性。签雇忻耗栖代前沼务晾魄观晒稼毗崖猖弊料鹅荆纵企羹钵神晓尾役颜避炎数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件19返回返回4.有统一的数据控制功能有统一的数据控制功能数数据据库库为为多多个个用用户户和和应应用用程程序序所所共共享享，对对数数据据的的存存取取往往往往是是并并发发的的，即即多多个个用用户户可可以以同同时时存存取取数数据据库库中中的的数数据据，甚甚至至可可以以同
27、同时时存存取取数数据据库库中中的的同同一一个个数数据据，为为确确保保数数据据库库数数据据的的正正确确有有效效和和数数据据库库系系统统的的有有效效运运行行，数据库管理系统提供下述四方面的数据库管理系统提供下述四方面的数据控制功能数据控制功能。（1）数数据据的的安安全全性性（security）控控制制：防防止止不不合合法法使使用用数数据造成数据的泄露和破坏，保证数据的安全和机密；据造成数据的泄露和破坏，保证数据的安全和机密；v例如，系统提供口令检查或其他手段来验证用户身份，防止非法用户使用系统；也可以对数据的存取权限进行限制，只有通过检查后才能执行相应的操作。（2）数数据据的的完完整整性性(int
28、egrity)控控制制：系系统统通通过过设设置置一一些完整性规则以确保数据的正确性、有效性和相容性。些完整性规则以确保数据的正确性、有效性和相容性。戌淤绰彻溯仔琳茬笨磐军僻柜皖寿武放翼鬃鱼置懂岸渭譬腻衬革讽抗珊仟数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件20返回返回v正确性是指数据的合法性，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；v有效性是指数据是否在其定义的有效范围，如月份只能用112之间的正整数表示；v相容性是指表示同一事实的两个数据应相同，否则就不相容，如一个人不能有两个性别。（3）并并发发（concurrency）控控制制：多多用用户户同同时时存存取取或或修修改改数
29、数据据库库时时，防防止止相相互互干干扰扰而而提提供供给给用用户不正确的数据，并使数据库受到破坏。户不正确的数据，并使数据库受到破坏。雍兢朔问溜摸腥猖成褐常伸顶杀冠炽惜烘愉瓤姬桓佣伴湍冻埃榜稍逸茸割数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件21返回返回（4）数数据据恢恢复复（recovery）：当当数数据据库库被被破破坏坏或或数数据据不不可可靠靠时时，系系统统有有能能力力将将数数据据库库从从错错误误状状态态恢恢复复到到最最近近某一时刻的正确状态。某一时刻的正确状态。数数据据库库系系统统阶阶段段，程程序序与与数数据据之之间间的的关关系系可可用用图图1.3表表示。示。图图1.3数据库系统阶段数据库系统
30、阶段应用程序1应用程序2应用程序n数据库数据库管理系统侮哥犊茨绪海团争瘪榴馏绥财忱尹替姨茅昂热弘咯锡锤洒如堵矿程髓闺硼数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件22返回返回从文件系统管理发展到数据库系统管理是信息从文件系统管理发展到数据库系统管理是信息处理领域的一个重大变化。处理领域的一个重大变化。在文件系统阶段，人们关注的是在文件系统阶段，人们关注的是系统功能的设系统功能的设计计，因此程序设计处于主导地位，数据服从于，因此程序设计处于主导地位，数据服从于程序设计；程序设计；而在数据库系统阶段，而在数据库系统阶段，数据的结构设计数据的结构设计成为信成为信息系统首先关心的问题。息系统首先关心的问题
31、。数据库技术经历了以上三个阶段的发展，已有数据库技术经历了以上三个阶段的发展，已有了比较成熟的数据库技术，但随着计算机软硬了比较成熟的数据库技术，但随着计算机软硬件的发展，数据库技术仍需不断向前发展。件的发展，数据库技术仍需不断向前发展。葛勋捂基五从苇尖唯酱缠第授穴谬些蓝炽旗冈圃锑袋咆歇拈荔杉痰廉拥麻数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件23返回返回1.2.2数据库技术的研究领域数据库技术的研究领域数据库学科的研究范围主要包括以下三个领域数据库学科的研究范围主要包括以下三个领域:1.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是数据库系统的基础。是数据库系统的基础。vDBMS的研
32、制包括研制DBMS本身及以DBMS为核心的一组相互联系的软件系统，包括工具软件和中间件。v研制的目标是提高系统的性能和提高用户的生产率。2.数据库设计数据库设计数据库设计的研究范围包括：数据库设计的研究范围包括：v数据库的设计方法、设计工具和设计理论的研究，v数据模型和数据建模的研究，v计算机辅助数据库设计及其软件系统的研究，v数据库设计规范和标准的研究等。秆痘语甄耿寝泌拽火跳钧切弛滓邱诽河庸叙娟醉沫武课觅门迟梅赞芳涯杜数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件24返回返回3.数据库理论数据库理论数数据据库库理理论论的的研研究究主主要要集集中中于于关关系系规规范范化化理理论论、关系数据理论关系数
33、据理论等。等。近近年年来来，随随着着人人工工智智能能与与数数据据库库理理论论的的结结合合以以及及并并行行计计算算技技术术的的发发展展，数数据据库库逻逻辑辑演演绎绎和和知知识识推推理、并行算法等都成为新的研究方向。理、并行算法等都成为新的研究方向。随着数据库应用领域的不断扩展，计算机技术的随着数据库应用领域的不断扩展，计算机技术的迅猛发展，数据库技术与人工智能技术、网络通迅猛发展，数据库技术与人工智能技术、网络通信技术、并行计算技术等到相互渗透、相互结合，信技术、并行计算技术等到相互渗透、相互结合，使数据库技术不断涌现新的研究方向。使数据库技术不断涌现新的研究方向。协窥弯菏螟障滤兔寡昌快窟草桨骚
34、折太架忌舞兢赢数贤灶部急阿湾莹咯先数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件25返回返回1.3数据库系统的组成和结构数据库系统的组成和结构1.3.1数据库系统的组成数据库系统的组成数数据据库库系系统统通通常常是是指指数数据据库库和和相相应应的的软软硬硬件件系系统统。主主要由要由数据（库）数据（库）、用户用户、软件软件和和硬件硬件四部分组成。四部分组成。1.3.1.1数据（库）数据（库）数数据据库库是是长长期期存存储储在在计计算算机机内内有有组组织织的的共共享享的的数数据据的的集合。集合。它它可可以以供供用用户户共共享享，具具有有尽尽可可能能小小的的冗冗余余度度和和较较高高的的数数据据独独立立性性
35、，使使得得数数据据存存储储最最优优，数数据据最最容容易易操操作作，并且具有完善的自我保护能力和数据恢复能力。并且具有完善的自我保护能力和数据恢复能力。捉狭但膘谓闪苑皑因侯佰家醇淤培抗雇读飞届瞎掐胚葱添秆邀烂昂桂甘酣数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件26返回返回数据库特点如下：数据库特点如下：1.集集成成性性：把把某某特特定定应应用用环环境境中中的的各各种种应应用用相相关关的的数数据据及及其其数数据据之之间间的的联联系系全全部部地地集集中中地地并并按按照照一一定定的的结结构构形形式式进进行行存存储储，或或者者说说，把把数数据据库库看看成成为为若若干干个个单单个个性质不同的数据文件的联合和统
36、一的数据整体。性质不同的数据文件的联合和统一的数据整体。2.共共享享性性：数数据据库库中中的的一一块块块块数数据据可可为为多多个个不不同同的的用用户户所所共共享享，即即多多个个不不同同的的用用户户，使使用用多多种种不不同同的的语语言言，为为了了不不同同的的应应用用目目的的，而而同同时时存存取取数数据据库库，甚甚至至同同时时存取同一块数据，即存取同一块数据，即多用户系统多用户系统。悦呈尺邮攀辩簿浊放愉买阑搽仅肺抢滋潮七捆臻酌者坚混暑普圈枕炕键亥数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件27返回返回1.3.1.2用户用户用用户户是是指指使使用用数数据据库库的的人人，即即对对数数据据库库的的存存储储、
37、维维护护和和检索检索等操作。等操作。用户分为三类：用户分为三类：1.第一类用户，第一类用户，终端用户（终端用户（EndUser）v主要是使用数据库的各级管理人员、工程技术人员、科研人员，一般为非计算机专业人员；2.第二类用户，第二类用户，应用程序员（应用程序员（ApplicationProgrammer）v负责为终端用户设计和编制应用程序，以便终端用户对数据库进行存取操作。3.第第三三类类用用户户，数数据据库库管管理理员员（DadabaseAdministrator，简称，简称DBA）vDBA是指全面负责数据库系统的“管理、维护和正常使用的”人员，其职责如下：意沃轨乙猪厢婴酒棉饶谚紊尧圭画旺镍
38、哦渔料宅溢西饿慢限倔俯绽说偏癸数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件28返回返回（1）参参与与数数据据库库设设计计的的全全过过程程，决决定定数数据据库库的的结结构构和和内内容；容；（2）定定义义数数据据的的安安全全性性和和完完整整性性，负负责责分分配配用用户户对对数数据据库的库的使用权限使用权限和和口令管理口令管理；（3）监监督督控控制制数数据据库库的的使使用用和和运运行行，改改进进和和重重新新构构造造数数据据库库系系统统。当当数数据据库库受受到到破破坏坏时时，应应负负责责恢恢复复数数据据库库；当数据库的结构需要改变时，完成当数据库的结构需要改变时，完成对数据结构的修改对数据结构的修改。DB
39、A不不仅仅要要有有较较高高的的技技术术专专长长和和较较深深的的资资历历，并并应应具具有了解和阐明管理要求的能力。有了解和阐明管理要求的能力。特特别别对对于于大大型型数数据据库库系系统统，DBA极极为为重重要要。对对于于常常见见的的微微机机数数据据库库系系统统，通通常常只只有有一一个个用用户户，常常常常不不设设DBA，DBA的职责由应用程序员或终端用户代替。的职责由应用程序员或终端用户代替。诧尔矛溺脯零寓戍铱唤建禽淌徽倍疹樱所纬览氓练列扶绥靖续摸挂功样烃数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件29返回返回1.3.1.3软件软件(Software)负负责责数数据据库库存存取取、维维护护和和管管理理
40、的的软软件件系系统统，即即数数据据库库管管理理系系统统（Data Base Management System，简简称称DBMS），），数数据据库库系系统统的的各各类类人人员员对对数数据据库库的的各各种种操操作作请请求求，都都由由DBMS完成，完成，DBMS是数据库系统的核心软件。是数据库系统的核心软件。1.3.1.4硬件（硬件（Hardware）存储和运行数据库系统的硬件设备。存储和运行数据库系统的硬件设备。包括包括CPU、内存、大容量的存储设备、外部设备等。、内存、大容量的存储设备、外部设备等。汾洋戒忿喳鸭陕返古踊亦苞裴说致挠剿憋司汽沏今创紧剑惺踩笛球巨包苏数据库原理与应用课件数据库原理与
41、应用课件30返回返回数据库系统层次结构图如下图数据库系统层次结构图如下图由上图看出：由上图看出：DBMS在操作系统（在操作系统（OS）的支持下工作，）的支持下工作，应用程序在应用程序在DBMS支持下才能使用数据库。支持下才能使用数据库。录植济霹婿童蒋芽巾峪脓脉揭轨嘱肇半理喊屈皿券它肥埃即抽芭肖谊垫昨数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件31返回返回1.3.2数据库系统的结构数据库系统的结构可以从多种不同的角度考查数据库系统的结构。可以从多种不同的角度考查数据库系统的结构。v从数据库管理系统的角度看，数据库系统通常采用三级模式结构，这是数据库系统内部的体系结构；v从数据库最终用户的角度看，数据
42、库系统的结构分为集中式结构、分布式结构和客户/服务器结构，这是数据库系统外部的体系结构。1.3.2.1数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构模模式式（Schema）是是数数据据库库中中全全体体数数据据的的逻逻辑辑结结构构和和特特征的描述。征的描述。v例如：学生记录定义为（学号、姓名、性别、系别、年龄），称为记录型，v而（001101，张立，男，计算机，20）则是该记录型的一个记录值。v模式只是对记录型的描述，而与具体的值无关。汁队停脖棍吝驴嘎诫哮擎姆微暗茧宴鱼氛休塔之职铰障研晾芝嫉肾五瘪沂数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件32返回返回在在数数据据库库系系统统中中，对对于于同同一
43、一意意义义下下的的数数据据，如如：学学生生数数据据，从从计计算算机机中中处处理理的的二二进进制制表表示示到到用用户户处处理理的的诸诸如如学学生生姓姓名名、年年龄龄等等概概念念的的数数据据之之间间，存存在在着着许许多多抽抽象和转换。象和转换。通通常常DBMS把把数数据据库库从从逻逻辑辑上上分分为为三三级级，即即外外模模式式、模模式式和和内内模模式式，它它们们分分别别反反映映了了看看待待数数据据库库的的三三个个角角度。三级模式结构如图度。三级模式结构如图1.5所示。所示。斥午缔裴酬炙瘟匀承快叫像奎睁欲知阂耻潜颈骤贡瞅粱傲梢搂醋增井誊协数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件33返回返回应用1应用2
44、应用n子模式1子模式m子模式/模式映象模式模式/内模式映象内模式数据库图图1.5数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构渡赘砚汞尸蜗谅折稳潮饱冰左以迫勤绎掌桓趋樱础拴泳多没讶片坤祸砚歉数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件34返回返回1.模式模式模模式式（Schema）是是数数据据库库中中全全体体数数据据的的逻逻辑辑结结构构和和特特征征的的描描述述，又又称称概概念念模模式式或或概概念念视视图图。视视图图可可理理解解为为一一组组记记录录的的值值，用用户户或或程程序序员员看看到到和和使使用用的的数数据据库库的的内容。内容。模模式式处处于于三三级级结结构构的的中中间间层层，它它是是整整个个
45、数数据据库库实实际际存存储储的的抽抽象象表表示示，也也是是对对现现实实世世界界的的一一个个抽抽象象，是是现现实实世世界界某某应应用用环环境境（企企业业或或单单位位）的的所所有有信信息息内内容容集集合合的的表表示示，也也是是所所有有个个别别用用户户视视图图综综合合起起来来的的结结果果，所所以又称以又称用户共同视图用户共同视图。它表示了数据库的整体数据。它表示了数据库的整体数据。由由多多个个“概概念念记记录录”组组成成，包包含含数数据据库库的的所所有有信信息息，也称也称“概念数据库概念数据库”、“DBA视图视图”。DBMS提供模式描述语言（模式提供模式描述语言（模式DDL）来定义模式。）来定义模式
46、。序犯夯痒荡沿黑我泡砸绞沙老歪械吕斋酱瞬板匿抗寡技叼颧图吓过谚飘傣数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件35返回返回2.外模式外模式又又称称子子模模式式或或用用户户模模式式或或外外视视图图，是是三三级级结结构构的的最最外外层层，个个别别用用户户只只对对整整个个数数据据库库的的一一部部分分感感兴兴趣趣，所所以以外外视视图图是是个个别别用用户户看看到到和和使使用用的的数数据据库库内内容容，因因此此也也常把外视图称为用户数据库。常把外视图称为用户数据库。它它由由多多种种外外记记录录值值构构成成，这这些些记记录录值值是是概概念念视视图图的的某某一一部部分分的的抽抽象象表表示示。即即个个别别用用户户看
47、看到到和和使使用用的的数数据据库库内容，也称内容，也称“用户用户DB”。由由多多个个“外外记记录录值值”组组成成，是是概概念念视视图图的的某某一一部部分分的的抽象表示。抽象表示。从逻辑关系上看，外模式包含于概念模式。从逻辑关系上看，外模式包含于概念模式。DBMS提提供供子子模模式式描描述述语语言言（子子模模式式DDL）来来定定义义子子模式。模式。涡僧赫蚜杀摆蹦嘱飞劈扰寝见邹竟赌韧逆冶爸赘琳徊金摈乾钱济札呀钳琢数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件36返回返回3.内模式内模式又又称称存存储储模模式式或或内内视视图图，是是三三级级结结构构中中的的最最内内层层，也也是是靠靠近近物物理理存存储储的的
48、一一层层，即即与与实实际际存存储储数数据据方方式式有有关关的的一一层层，由由多多个个存存储储记记录录组组成成，但但并并非非物物理理层层，不不必必关心具体的存储位置。关心具体的存储位置。DBMS提提供供内内模模式式描描述述语语言言（内内模模式式DDL）来来定定义义内内模式。模式。在在数数据据库库系系统统中中，外外模模式式可可有有多多个个，而而概概念念模模式式、内内模式只能各有一个。模式只能各有一个。内内模模式式是是整整个个数数据据库库实实际际存存储储的的表表示示，而而概概念念模模式式是是整整个个数数据据库库实实际际存存储储的的抽抽象象表表示示，外外模模式式是是概概念念模模式式的某一部分的抽象表示
49、。的某一部分的抽象表示。佰爸佣薄傈至栅经犬适师贤董阳戒纂花七烽朱幼疼尔莉肉松糜塌延挎慨殊数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件37返回返回4.三级结构的优点三级结构的优点（1）保证数据的独立性。）保证数据的独立性。v将模式和内模式分开，保证了数据的物理独立性；v将外模式和模式分开，保证了数据的逻辑独立性。（2）简化了用户接口。）简化了用户接口。v按照外模式编写应用程序或敲入命令，而不需了解数据库内部的存储结构，方便用户使用系统。（3）有利于数据共享。）有利于数据共享。v在不同的外模式下可有多个用户共享系统中数据，减少了数据冗余。（4）利于数据的安全保密。）利于数据的安全保密。v在外模式下根据
50、要求进行操作，不能对限定的数据操作，保证了其他数据的安全。汁豺免震恶譬蒋即帖狠闭界抠演慷梨浴剩哉亏勿狠众轻共鄙樱是辖敏咏满数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件38返回返回1.3.2.2数据库系统的二级映象数据库系统的二级映象数数据据库库系系统统的的三三级级模模式式是是对对数数据据的的三三个个抽抽象象级级别别，它它使使用用户户能能逻逻辑辑地地抽抽象象地地处处理理数数据据，而而不不必必关关心心数数据据在在计计算算机机内内部部的的存存储储方方式式，把把数数据据的具体组织交给的具体组织交给DBMS管理。管理。为为了了能能够够在在内内部部实实现现这这三三个个抽抽象象层层次次的的联联系系和和转转换换，
51、DBMS在在三三级级模模式式之之间间提提供供了了二二级级映映象象功能。功能。令读煤集橇硬笺祥爱莱俘阴椒官蚕彼揪矾凉氟域延滴穿匿渔雍吞趾肮便唱数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件39返回返回1.模式模式/内模式映象内模式映象数数据据库库中中的的模模式式和和内内模模式式都都只只有有一一个个，所所以以模模式式/内模式映象是唯一的。内模式映象是唯一的。它它确确定定了了数数据据的的全全局局逻逻辑辑结结构构与与存存储储结结构构之之间间的对应关系。的对应关系。v例如，存储结构变化时，模式/内模式映象也应有相应的变化，使其概念模式仍保持不变，即把存储结构的变化的影响限制在概念模式之下，这使数据的存储结构和
52、存储方法较高的独立于应用程序，通过映象功能保证数据存储结构的变化不影响数据的全局逻辑结构的改变，从而不必修改应用程序，即确保了数据的物理独立性。际旋嫩界痔祭悼务诞陈染篇奇钒锅员湘光尸酋楷仙秩驾寞歹儒摸愉篱涟模数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件40返回返回2.外模式外模式/模式映象模式映象数数据据库库中中的的同同一一模模式式可可以以有有任任意意多多个个外外模模式式，对对于于每每一一个个外外模模式式，都都存存在在一一个个外外模模式式/模模式式映象。映象。它它确确定定了了数数据据的的局局部部逻逻辑辑结结构构与与全全局局逻逻辑辑结结构构之间的对应关系。之间的对应关系。v例如，在原有的记录类型之间
53、增加新的联系，或在某些记录类型中增加新的数据项时，使数据的总体逻辑结构改变，外模式/模式映象也发生相应的变化，v这一映象功能保证了数据的局部逻辑结构不变，由于应用程序是依据数据的局部逻辑结构编写的，所以应用程序不必须修改，从而保证了数据与程序间的逻辑独立性。女牌厂发票治怒诞涝湿校匹悍喧隧碌设禹吟剖肢剿牺络苹爵钠敢切叼悍肩数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件41返回返回1.4数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS）数数据据库库管管理理系系统统是是对对数数据据进进行行管管理理的的大大型型系系统统软件，它是数据库系统的软件，它是数据库系统的核心核心组成部分，组成部分，用用户户在在数数据据库库系
54、系统统中中的的一一切切操操作作，包包括括数数据据定定义义、查查询询、更更新新及及各各种种控控制制，都都是是通通过过DBMS进行的。进行的。DBMS就就是是实实现现把把用用户户意意义义下下的的抽抽象象的的逻逻辑辑数数据据处处理理转转换换成成计计算算机机中中的的具具体体的的物物理理数数据据的的处处理软件，这给用户带来很大的方便。理软件，这给用户带来很大的方便。嚏议嚎幌壮碘霜还惜咳伦潭怕该香峰县廷滇梅醉咏貉盐阁膊阴画避刽傣袒数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件42返回返回1.4.1DBMS的主要功能的主要功能1.数据定义数据定义DBMS提提 供供 数数 据据 定定 义义 语语 言言 DDL（ D
55、ataDefineLanguage），定定义义数数据据的的模模式式、外外模模式式和和内内模模式式三三级级模模式式结结构构，定定义义模模式式/内内模模式式和和外外模模式式/模模式式二二级级映映象象，定义有关的约束条件，定义有关的约束条件，v例如，为保证数据库安全而定义的用户口令和存取权限，为保证正确语义而定义完整性规则。2.数据操纵数据操纵DBMS提提供供数数据据操操纵纵语语言言DML（Data ManipulationLanguage）实实现现对对数数据据库库的的基基本本操操作作，包包括括检检索索、插插入、修改、删除等。入、修改、删除等。SQL语言就是语言就是DML的一种。的一种。扒元竟旦飘蕾
56、似郑沛吊伞吁假淄沦旦第获孺代吸茹冕凛蚀久晤伞拧翔慧牲数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件43返回返回3.数据库运行管理数据库运行管理DBMS对数据库的控制主要通过四个方面实现：对数据库的控制主要通过四个方面实现：v数据的安全性控制v数据的完整性控制v多用户环境下的并发控制v数据库的恢复v以确保数据正确有效和数据库系统的正常运行。4.数据库的建立和维护功能数据库的建立和维护功能v包括数据库的初始数据的装入，v数据库的转储、恢复、重组织，v系统性能监视、分析等功能。5.数据通信数据通信DBMS提供与其他软件系统进行通信的功能。提供与其他软件系统进行通信的功能。实实现现用用户户程程序序与与DBM
57、S之之间间的的通通信信，通通常常与与操操作作系系统统协调完成。协调完成。袄篓椽离瘸掂腊累独迅硅季只劫章尸捷坍嘎胖现沃他让潜曲夏头隘搭享夜数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件44返回返回1.4.2DBMS的组成的组成DBMS是许多是许多“系统程序系统程序”所组成的一个集合。所组成的一个集合。每每个个程程序序都都有有自自己己的的功功能能，共共同同完完成成DBMS的的一一件件或或几件工作。几件工作。1.语言编译处理程序语言编译处理程序（1）数据定义语言）数据定义语言DDL及其编译程序及其编译程序v它把用DDL编写的各级源模式编译成各级目标模式，这些目标模式是对数据库结构信息的描述，而不是数据本身
58、，它们被保存在数据字典中，供以后数据操纵或数据控制时使用。（2）数数据据操操纵纵语语言言DML及及其其编编译译程程序序，实实现现对对数数据据库库的的基本操作。基本操作。DML有两类，有两类，v一类是宿主型，嵌入在高级语言中，不能单独使用；v另一类是自主型或自含型，可独立地交互使用。泞艰禄漓泄锣扮伞他拌毋近蕴掸光晓滔鞭绅泳坞狄驭购莫俄烯庙寺选独篇数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件45返回返回2.系统运行控制程序，系统运行控制程序，主要包括以下几部分：主要包括以下几部分：v系统总控程序：是DBMS运行程序的核心，用于控制和协调各程序的活动；v安全性控制程序：防止未被授权的用户存取数据库中的数
59、据；v完整性控制程序：检查完整性约束条件，确保进入数据库中的数据的正确性、有效性和相容性；v并发控制程序：协调多用户、多任务环境下各应用程序对数据库的并以操作，保证数据的一致性；v数据存取和更新程序：实施对数据库数据的检索、插入、修改、删除等操作；v通信控制程序：实现用户程序与DBMS间的通信。绿盅她撅测作旗瘪柜飘劈粉椎旨尊渡攻蔡翠埔涂酮骋呼件渭先葡嚎奶哀寻数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件46返回返回3.系统建立、维护程序，系统建立、维护程序，主要包括以下几部分：主要包括以下几部分：v装配程序：完成初始数据库的数据装入；v重组程序：当数据库系统性能变坏时（如查询速度变慢），需要重新组织
60、数据库，重新装入数据；v系统恢复程序：当数据库系统受到破坏时，将数据库系统恢复到以前某个正确的状态。4.数据字典数据字典（DataDictionary，简称，简称DD）v用来描述数据库中有关信息的数据目录，v包括数据库的三级模式、数据类型、用户名、用户权限等有关数据库系统的信息，v起着系统状态的目录表的作用，v帮助用户、DBA、DBMS本身使用和管理数据库。耪脱拓脱唬蓝供盘专住凋薯谜逢釜泥米朴湘典构拌翱罕膝明筹编憎辈奎疾数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件47返回返回1.4.3DBMS的数据存取的过程的数据存取的过程在在数数据据库库系系统统中中，DBMS与与操操作作系系统统、应应用用程程序
61、序、硬硬件件等等协协同同工工作作，共共同同完完成成数数据据各各种种存存取取操操作作，其其中中DBMS起着关键的作用。起着关键的作用。DBMS对数据的存取通常需要以下四步：对数据的存取通常需要以下四步：v1.用户使用某种特定的数据操作语言向DBMS发出存取请求；v2.DBMS接受请求并解释；v3.DBMS依次检查外模式、外模式/模式映象、模式、模式/内模式映象及存储结构定义；v4.DBMS对存储数据库执行必要的存取操作；上上述述存存取取过过程程中中还还包包括括安安全全性性控控制制、完完整整性性控控制制，以以确保数据的正确性、有效性和一致性。确保数据的正确性、有效性和一致性。腻洼毗朔蘸误阴习弧庄荣
62、禽鹏沈铁己诸夯芹熟靖组嘲孝雕优篆砌氮窜眷毗数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件48返回返回1.5数据模型数据模型1.5.1数据模型的组成要素数据模型的组成要素数据模型数据模型是模型的一种，是现实世界数据特征的抽象。是模型的一种，是现实世界数据特征的抽象。数数据据模模型型通通常常由由数数据据结结构构、数数据据操操作作和和数数据据的的约约束束条条件件三个要素组成。三个要素组成。1.数据结构数据结构数据结构用于描述系统的静态特性。数据结构用于描述系统的静态特性。数数据据结结构构是是所所研研究究的的对对象象类类型型的的集集合合，它它是是刻刻画画一一个个数据模型性质最重要的方面。数据模型性质最重要的
63、方面。在在数数据据库库系系统统中中，人人们们通通常常按按照照其其数数据据结结构构的的类类型型来来命名数据模型。命名数据模型。数数据据结结构构有有层层次次结结构构、网网状状结结构构和和关关系系结结构构三三种种类类型型，按按照照这这三三种种结结构构命命名名的的数数据据模模型型分分别别称称为为层层次次模模型型、网状模型和关系模型。网状模型和关系模型。瘴预裳沁静厦乳颇弛宛铲混毫低蘑琳听屹龟沮憾膘境幻配歧册铡番霞精道数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件49返回返回2.数据操作数据操作数据操作用于描述系统的动态特性。数据操作用于描述系统的动态特性。数数据据操操作作是是对对数数据据库库中中各各种种数数据
64、据操操作作的的集集合合，包包括括操操作及相应的操作规则。作及相应的操作规则。v如数据的检索、插入、删除和修改等。数数据据模模型型必必须须定定义义这这些些操操作作的的确确切切含含义义、操操作作规规则则以以及实现操作的语言。及实现操作的语言。3.数据的约束条件数据的约束条件数据的约束条件是一组完整性规则的集合。数据的约束条件是一组完整性规则的集合。完完整整性性规规则则是是给给定定的的数数据据模模型型中中数数据据及及其其联联系系所所具具有有的的制制约约和和依依存存规规则则，用用以以限限定定符符合合数数据据模模型型的的数数据据库库状状态态以以及及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。状态的变化，以
65、保证数据的正确、有效、相容。数数据据模模型型还还应应该该提提供供定定义义完完整整性性约约束束条条件件的的机机制制，以以反反映映具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。v例如，在学生数据库中，学生的年龄不得超过40岁。味受喳到宫穷晕楼查侦锣茫豺垃拽拱斥铂呸轮聘涅椽翠舒冠读缨哇扦疲急数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件50返回返回1.5.2数据之间的联系数据之间的联系1.5.2.1三个世界的划分三个世界的划分由由于于计计算算机机不不能能直直接接处处理理现现实实世世界界中中的的具具体体事事物物，所所以人们必须将具体事物转换成计算机能够处
66、理的数据。以人们必须将具体事物转换成计算机能够处理的数据。在在数数据据库库中中用用数数据据模模型型来来抽抽象象、表表示示和和处处理理现现实实世世界界中的数据。中的数据。数数据据库库即即是是模模拟拟现现实实世世界界中中某某应应用用环环境境（一一个个企企业业、单单位位或或部部门门）所所涉涉及及的的数数据据的的集集合合，它它不不仅仅要要反反映映数数据本身的内容，而且要反映数据之间的联系。据本身的内容，而且要反映数据之间的联系。这这个个集集合合或或者者包包含含了了信信息息的的一一部部分分（用用用用户户视视图图模模拟拟），或或者者包包含含了了信信息息的的全全部部（用用概概念念视视图图模模拟拟），而而这这
67、种模拟是通过数据模型来进行的。种模拟是通过数据模型来进行的。尤偷晾那幻勾氛争吾鹿衍租旋亏采霸湛贬爵焕癸柬脆颖溯惑痞焦立克肇襟数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件51返回返回为了把现实世界中的具体事物抽象、组织为某一为了把现实世界中的具体事物抽象、组织为某一DBMS支持的数据模型，在实际的数据处理过程中，支持的数据模型，在实际的数据处理过程中，v首先将现实世界的事物及联系抽象成信息世界的信息模型，v然后再抽象成计算机世界的数据模型。信息模型并不依赖于具体的计算机系统，不是某一个信息模型并不依赖于具体的计算机系统，不是某一个DBMS所支持的数据模型，它是计算机内部数据的抽所支持的数据模型，它是
68、计算机内部数据的抽象表示，是概念模型；象表示，是概念模型；概念模型经过抽象，转换成计算机上某一概念模型经过抽象，转换成计算机上某一DBMS支持支持的数据模型。所以说，数据模型是现实世界的两级抽的数据模型。所以说，数据模型是现实世界的两级抽象的结果。象的结果。在数据处理中，数据加工经历了现实世界、信息世界在数据处理中，数据加工经历了现实世界、信息世界和计算机世界三个不同的世界，经历了两级抽象和转和计算机世界三个不同的世界，经历了两级抽象和转换。这一过程如图换。这一过程如图1.6所示。所示。距厚姆求楷薄奖犬炒干淡尊诅毫蔑枯蒙率昆侍睬率崩展扛惧觉偷四忆锥空数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件52
69、返回返回图图1.6数据处理的抽象和转换过程数据处理的抽象和转换过程现实世界信息世界认识抽象计算机世界团聂瘫庭盆挎视逸隐侄眠嘿谭亭氟庙镑梯绚诺木汾琵漂牡引化厂傣肺零易数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件53返回返回1.5.1.2信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念在信息世界中，常用的主要概念如下：在信息世界中，常用的主要概念如下：1.实体（实体（Entity）客观存在并且可以相互区别的客观存在并且可以相互区别的“事物事物”称为实体。称为实体。实实体体可可以以是是可可触触及及的的对对象象，如如一一个个学学生生，一一本本书书，一一辆辆汽车；也可以是抽象的事件，如一堂课，一次比赛等。汽车；也可
70、以是抽象的事件，如一堂课，一次比赛等。2.属性属性(Attributes)实体的某一特性称为属性。实体的某一特性称为属性。v如学生实体有学号、姓名、年龄、性别、系等方面的属性。v属性有型和“值”之分，型即为属性名，如姓名、年龄、性别是属性的型；“值”即为属性的具体内容，如（990001,张立，20，男，计算机）这些属性值的集合表示了一个学生实体。徽嚏训蓄骆摊逻蹭速柠聪篷演砒谣享纶禁红冀坤挠流鞘烟巷扶秒膀圆梭智数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件54返回返回3.实体型（实体型（EntityType）若若干干个个属属性性型型组组成成的的集集合合可可以以表表示示一一个个实实体体的的类类型型，简称
71、实体型。简称实体型。v如学生（学号，姓名，年龄，性别，系）就是一个实体型。4.实体集实体集(EntitySet)同型实体的集合称为实体集。同型实体的集合称为实体集。v如所有的学生、所有的课程等。5.键（键（Key）能唯一标识一个实体的属性或属性集称为实体的键。能唯一标识一个实体的属性或属性集称为实体的键。v如学生的学号，学生的姓名可能有重名，不能作为学生实体的键。瞩舔姜麦憾脓筑丽暴撑胡稍涤掌迎纫搏怯告村镑弃厩校痢敦现丁喊碗鼎篆数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件55返回返回6.域（域（Domain）属性值的取值范围称为该属性的域。属性值的取值范围称为该属性的域。v如学号的域为6位整数，姓名
72、的域为字符串集合，年龄的域为小于40的整数，性别的域为（男，女）。7.联系（联系（Relationship）在在现现实实世世界界中中，事事物物内内部部以以及及事事物物之之间间是是有有联联系系的的，这这些联系同样也要抽象和反映到信息世界中来，些联系同样也要抽象和反映到信息世界中来，在在信信息息世世界界中中将将被被抽抽象象为为实实体体型型内内部部的的联联系系和和实实体体型型之之间的联系。间的联系。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系；实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系；实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。反反映映实实体体
73、型型及及其其联联系系的的结结构构形形式式称称为为实实体体模模型型，也也称称作作信息模型信息模型，它是现实世界及其联系的抽象表示。，它是现实世界及其联系的抽象表示。娶醉荔私琢坷苦蜂眺拄祝拖肿亥捉迄杖纠利戎拣热奉蓉注撤椽吨恍燥容歼数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件56返回返回两个实体型之间的联系有如下三种类型：两个实体型之间的联系有如下三种类型：（1）一对一联系（）一对一联系（1:1）实实体体集集A中中的的一一个个实实体体至至多多与与实实体体集集B中中的的一一个个实实体体相相对对应应，反反之之亦亦然然，则则称称实实体体集集A与与实实体体集集B为为一一对对一一的的联系。记作联系。记作1:1。v
74、如：班级与班长，观众与座位，病人与床位。（2）一对多联系（）一对多联系（1:n）实实体体集集A中中的的一一个个实实体体与与实实体体集集B中中的的多多个个实实体体相相对对应应，反反之之，实实体体集集B中中的的一一个个实实体体至至多多与与实实体体集集A中中的的一一个个实体相对应。记作实体相对应。记作1:n。v如：班级与学生、公司与职员、省与市。（3）多对多（）多对多（m:n）实实体体集集A中中的的一一个个实实体体与与实实体体集集B中中的的多多个个实实体体相相对对应应，反反之之，实实体体集集B中中的的一一个个实实体体与与实实体体集集A中中的的多多个个实实体体相对应。记作（相对应。记作（m:n）。）。
75、v如：教师与学生,学生与课程，工厂与产品。鲜奎拣肩寂黔揽辑纵昌估扬宏馋碴诌批涉累涵汤藻模碟烽银瓶了日逃掀擞数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件57返回返回实实际际上上，一一对对一一联联系系是是一一对对多多联联系系的的特特例例，而而一一对对多多联系又是多对多联系的特例。联系又是多对多联系的特例。可可以以用用图图形形来来表表示示两两个个实实体体型型之之间间的的这这三三类类联联系系，如如图书图书1.7所示。所示。ABABAB(a)(b)(c)图图1.7不同实体集实体之间的联系不同实体集实体之间的联系瘤峭酥搪砾乎廓级瑟袒裕车牟凋藻浇赡毁拎很残能灿毖瓜脏似绕心中琉玲数据库原理与应用课件数据库原理与应
76、用课件58返回返回1.5.1.3计算机世界中的基本概念计算机世界中的基本概念信信息息世世界界中中的的实实体体抽抽象象为为计计算算机机世世界界中中的的数数据据，存存储储在计算机中。在计算机中。在计算机世界中，常用的主要概念如下：在计算机世界中，常用的主要概念如下：1.字段（字段（Field）对对应应于于属属性性的的数数据据称称为为字字段段，也也称称为为数数据据项项。字字段段的的命名往往和属性名相同。命名往往和属性名相同。v如学生有学号、姓名、年龄、性别、系等字段。2.记录（记录（Record）对应于每个实体的数据称为记录。对应于每个实体的数据称为记录。v如一个学生（990001，张立，20，男，
77、计算机）为一个记录。3.文件（文件（File）对应于实体集的数据称为文件。对应于实体集的数据称为文件。v如所有学生的记录组成了一个学生文件。躯工袖销穴溉奶洱钝惹羞雀熙夕惕返差豹积桃铁掩烦用更卷袱吟健货斟恭数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件59返回返回在在计计算算机机世世界界中中，信信息息模模型型被被抽抽象象为为数数据据模模型型，实实体体型型内内部部的的联联系系抽抽象象为为同同一一记记录录内内部部各各字字段段间间的的联联系系，实体型之间的联系抽象为记录与记录之间的联系。实体型之间的联系抽象为记录与记录之间的联系。现现实实世世界界是是设设计计数数据据库库的的出出发发点点，也也是是使使用用数数
78、据据库库的的最终归宿。最终归宿。实实体体模模型型和和数数据据模模型型是是现现实实世世界界事事物物及及其其联联系系的的两两级级抽象。而数据模型是实现数据库系统的根据。抽象。而数据模型是实现数据库系统的根据。通通过过以以上上的的介介绍绍，我我们们可可总总结结出出三三个个世世界界中中各各术术语语的的对应关系如图对应关系如图1.8所示。所示。现实世界现实世界信息世界信息世界计算机世界计算机世界事物总体事物总体实体集实体集文件文件事物个体事物个体实体实体记录记录特征特征属性属性字段字段事物间联系事物间联系实体模型实体模型数据模型数据模型图图1.8三个世界各术语的对应关系三个世界各术语的对应关系印锯捆税元
79、蓑小仓叭宴滥注脂渭天驱涕瘫胁寨徊袁浸忱浙有游市奥图计陋数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件60返回返回1.5.3数据模型的分类数据模型的分类数据模型的好坏，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。数数据据模模型型的的选选择择，是是设设计计数数据据库库的的一一项项首首要要任任务。务。目目 前前 最最 常常 用用 的的 数数 据据 模模 型型 有有 层层 次次 模模 型型（HierarchicalModel）、网网状状模模型型（NetworkModel）和关系模型（）和关系模型（RelationalModel）。）。这这三三种种数数据据模模型型的的根根区区别别在在于于数数据
80、据结结构构不不同同，即数据之间联系的表示方式不同。即数据之间联系的表示方式不同。v层次模型用“树结构”来表示数据之间的联系；v网状模型是用“图结构”来表示数据之间的联系；v关系模型是用“二维表”来表示数据之间的联系。勉郸霍惋箩露抿墅叭尽冤捶吹诽罗阳挽绍靴播芝辈笆杯碎乎彼非撒咋袒宽数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件61返回返回其其中中层层次次模模型型和和网网状状模模型型是是早早期期的的数数据据模模型型，统统称称为为非关系模型非关系模型。20世世纪纪70年年代代至至80年年代代初初，非非关关系系模模型型的的数数据据库库系系统统非常流行，在数据库系统产品中占据了主导地位，非常流行，在数据库系统
81、产品中占据了主导地位，现在已逐渐被关系模型的数据库系统取代，现在已逐渐被关系模型的数据库系统取代，但但在在美美国国等等国国，由由于于早早期期开开发发的的应应用用系系都都是是基基于于层层次次数数据据库库或或网网状状数数据据库库系系统统，因因此此目目前前层层次次数数据据库库或或网网状数据库的系统仍很多。状数据库的系统仍很多。20世纪世纪80年代以来，面向对象的方法和技术在计算机年代以来，面向对象的方法和技术在计算机各个领域，包括程序设计语言、软件工程、计算机硬各个领域，包括程序设计语言、软件工程、计算机硬件等各方面都产生了深远的影响，出现了一种新的数件等各方面都产生了深远的影响，出现了一种新的数据
82、模型据模型面向对象的数据模型面向对象的数据模型炎绵工待窘搀馋膏伐梧窥鸦鹊谤楚洁实绞章舆始沛拷锯撕疫你刘痛玻鞍用数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件62返回返回1.5.3.1层次模型层次模型层层次次模模型型是是数数据据库库系系统统中中最最早早出出现现的的数数据据模模型型，采采用用层层 次次 模模 型型 的的 数数 据据 库库 的的 典典 型型 代代 表表 是是 IBM公公 司司 的的IMS（InformationManagementSystem）数数据据库库管管理理系统，系统，现现实实世世界界中中，许许多多实实体体之之间间的的联联系系都都表表现现出出一一种种很很自自然的层次关系，如家族关系，
83、行政机构等。然的层次关系，如家族关系，行政机构等。层层次次模模型型用用一一棵棵“有有向向树树”的的数数据据结结构构来来表表示示各各类类实实体以及实体间的联系。体以及实体间的联系。v在树中，每个结点表示一个记录类型，结点间的连线（或边）表示记录类型间的关系，每个记录类型可包含若干个字段，记录类型描述的是实体，字段描述实体的属性，各个记录类型及其字段都必须命名。v如果要存取某一记录型的记录，可以从根结点起，按照有向树层次向下查找。帜革脐惋东蔼廓泳铱侯瘁尔鲜替或氏腊息骋歹牛钠死密肩多驭购父杯昌偶数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件63返回返回图图1.9是层次模型有向树的示意图。结点是层次模型有向
84、树的示意图。结点A为根结点，为根结点，,F,G为叶结点，为叶结点，B,D为兄为兄结点结点图图1.9层次模型有向树的示意图层次模型有向树的示意图ABCDEF卵烁简缚嘎憨疯禾吱涝它橇匝像摸颜玫詹煞际硼抡席程自二掐任绽检陈训数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件64返回返回1.层次模型的特征层次模型的特征（1）有且仅有一个结点没有双亲，该结点就是根结点；）有且仅有一个结点没有双亲，该结点就是根结点；（2）根根以以外外的的其其他他结结点点有有且且仅仅有有一一个个双双亲亲结结点点，这这就就使使得层次数据库系统只能直接处理一对多的实体关系；得层次数据库系统只能直接处理一对多的实体关系；（3）任何一个给定
85、的记录值只有按其路径查看时，才能）任何一个给定的记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义，没有一个子女记录值能够脱离双显出它的全部意义，没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在。亲记录值而独立存在。例如：以下是一个层次模型的例子，如图例如：以下是一个层次模型的例子，如图1.10所示。所示。D#DNDLR#RNS#SNSST#TNTD教研室R学生S图图1.10TS数据库模型数据库模型你塞楔袖锡梆模崎揽吟酗跋人航孕颈肮报怒术嗡缸卒遵显跨明苦太矫蜒虾数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件65返回返回层次数据库为层次数据库为TS，它具有四个记录型，分别是：，它具有四个记录型，分别是：记记
86、录录型型D（系系）是是根根结结点点，由由字字段段D#（系系编编号号）、DN（系系名名）、DL（系系地地点点）组组成成，它它有有两两个个孩孩子子结结点点，：R和和S，记记录录型型R（教教研研室室）是是D的的孩孩子子结结点点，同同时时又又是是T的的双双亲亲结结点点，它它由由R#（教教研研室室编编号号）、RN（教教研研室室名名）两两个个字段组成，字段组成，记记录录型型S（学学生生）由由S#（学学号号）、SN（姓姓名名）、SS（成成绩）三个字段组成，绩）三个字段组成，记记录录型型T（教教师师）由由T#（职职工工号号）、TN（姓姓名名）、TD（研究方向）三个字段组成，（研究方向）三个字段组成，S与与T是
87、是叶叶结结点点，它它们们没没有有子子女女结结点点，由由D到到R，R到到T，由由D到到S均是一对多的关系。均是一对多的关系。蕊迅滋够他睹热鸟铝哪蹿拴衣旧霞撤竖织枣占极骋危不任游灼怠电扣挫门数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件66返回返回对应上述数据模型的对应上述数据模型的一个值一个值，v该值是D02系（计算机系）记录值及其所有后代记录值组成的一棵树，vD02系有3个教研室子记录值：R01、R02、R03和3个学生记录值：S63871、S63874、S63876，v教研室R01有3个教师记录值：T2101、T17090、T3501.喻踢侣珍蓝并虐金绩芯控憾宣氨窘费柔娠寂迅疟茶经慢烙迹直谆饰蚁介
88、精数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件67返回返回2.层次模型的数据操纵与数据完整性约束层次模型的数据操纵与数据完整性约束层次模型的层次模型的数据操纵数据操纵主要有查询、插入、删除和修改，主要有查询、插入、删除和修改，进进行行插插入入、删删除除和和修修改改操操作作时时要要满满足足层层次次模模型型的的完完整整性约束性约束条件。条件。v进行插入操作时，如果没有相应的双亲结点值就不能插入子女结点值；v进行删除操作时，如果删除双亲结点值，则相应的子女结点值也被同时删除；v修改操作时，应修改所有相应的记录，以保证数据的一致性。庇筐南碰褐蔚奈疫模晤桩攀肆俄爬蚤宣填挖瞒扒掀狸媳瘸捉坝歹柞侗间况数据库原理
89、与应用课件数据库原理与应用课件68返回返回3.层次模型的优缺点层次模型的优缺点层次模型的层次模型的优点优点主要有：主要有：（1）比比较较简简单单，只只需需很很少少几几条条命命令令就就能能操操纵纵数数据库，比较容易使用。据库，比较容易使用。（2）结结构构清清晰晰，结结点点间间联联系系简简单单，只只要要知知道道每每个个结结点点的的双双亲亲结结点点，就就可可知知道道整整个个模模型型结结构构。现现实实世世界界中中许许多多实实体体间间的的联联系系本本来来就就呈呈现现出出一一种很自然的层次关系，种很自然的层次关系，v如表示行政层次，家族关系很方便。（3）它提供了良好的数据完整性支持。）它提供了良好的数据完
90、整性支持。漱勒韦蒸骑凶井宾掐防咀魏杨央禄腔膀颓看镭憨伪逃鸟苑瓤摩屁弓铁腑梁数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件69返回返回层次模型的层次模型的缺点缺点主要有：主要有：（1）不不能能直直接接表表示示两两个个以以上上的的实实体体型型间间的的复复杂杂的的联联系系和和实实体体型型间间的的多多对对多多联联系系，只只能能通通过过引引入入冗冗余余数数据据或或创创建建虚虚拟拟结结点点的的方方法法来来解解决决，易易产生不一致性。产生不一致性。（2）对数据的插入和删除的操作限制太多。）对数据的插入和删除的操作限制太多。（3）查询子女结点必须通过双亲结点。）查询子女结点必须通过双亲结点。褂菩磊怕勤补凶沤畸掖屎嘻
91、驾斗盟经饰詹注陆坦枉谆恨侨史憾躯钨歌良噎数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件70返回返回1.5.3.2网状模型网状模型现现实实世世界界中中事事物物之之间间的的联联系系更更多多的的是是非非层层次次关关系系的的，用层次模型表示这种关系很不直观，用层次模型表示这种关系很不直观，网网状状模模型型克克服服了了这这一一弊弊病病，可可以以清清晰晰的的表表示示这这种种非非层层次关系。次关系。20世世 纪纪 70年年 代代 ， 数数 据据 系系 统统 语语 言言 研研 究究 会会CODASYL（ConferenceOnDataSystemLanguage）下下属属的的数数据据库库任任务务组组DBTG（Dat
92、aBaseTaskGroup）提提出出了了一一个个系系统统方方案案，DBTG系系统统，也也称称CODASYL系系统，成为了网状模型的代表。统，成为了网状模型的代表。网网状状模模型型取取消消了了层层次次模模型型的的两两个个限限制制，两两个个或或两两个个以以上上的的结结点点都都可可以以有有多多个个双双亲亲结结点点，则则此此时时有有向向树树变变成成了有向图，该有向图描述了网状模型。了有向图，该有向图描述了网状模型。锅壤事技恼娜硼帧垦失协疑欲滥锈仪抠帅跳岸趁豌滩柳纱绝呻姜脖玲争妙数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件71返回返回网状模型的特征网状模型的特征（1）有一个以上的结点没有双亲；）有一个以上
93、的结点没有双亲；（2）至少有一个结点可以有多于一个双亲。）至少有一个结点可以有多于一个双亲。即即允允许许两两个个或或两两个个以以上上的的结结点点没没有有双双亲亲结结点点，允允许许某某个个结结点点有有多多个个双双亲亲结结点点，则则此此时时有有向向树树变成了有向图，该有向图描述了网状模型。变成了有向图，该有向图描述了网状模型。网网状状模模型型中中每每个个结结点点表表示示一一个个记记录录型型（实实体体），每每个个记记录录型型可可包包含含若若干干个个字字段段（实实体体的的属属性性），结结点点间间的的连连线线表表示示记记录录类类型型（实实体体）间间的的父父子子关系。关系。泰谤饿凰纳质腊蹄盼钨鉴腺鹤仔镁化
94、吁败段武憎来氧迢骆短肤拈忌素蚤殖数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件72返回返回如如：学学生生和和课课程程间间的的关关系系。一一个个学学生生可可以以选选修修多多门门课课程程，一一门门课课程程可可以以由由多多个个学学生生选选修修。如如图图1.11所示所示图图1.11学生与课程的网状模型学生与课程的网状模型学生课程俄葡定纽踏似淖蚊药茬额座慷煎喜挟斩并酱团珐彤藩烘士添潭崩颜厨雾阂数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件73返回返回2.网状模型的数据操纵与完整性约束网状模型的数据操纵与完整性约束网网状状模模型型的的数数据据操操纵纵主主要要包包括括查查询询、插插入入、删删除和修改数据。除和修改数据。
95、v插入数据时，允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点值，如可增加一名尚未分配到某个教研室的新教师，也可增加一些刚来报到，还未分配宿舍的学生。v删除数据时，允许只删除双亲结点值，如可删除一个教研室，而该教研室所有教师的信息仍保留在数据库中。v修改数据时，可直接表示非树形结构，而无需像层次模型那样增加冗余结点，因此，修改操作时只需更新指定记录即可。它它没没有有像像层层次次数数据据库库那那样样有有严严格格的的完完整整性性约约束束条件，只提供一定的完整性约束。条件，只提供一定的完整性约束。冈禄溺斑洁僻差屑肿惩隆铃蜂逢错赡训蛰数铬讥拢墅骸戊直完驳村踌品朴数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件74返回返回
96、3.网状模型的优缺点网状模型的优缺点网状模型的网状模型的优点优点主要有：主要有：（1）能能更更为为直直接接地地描描述述客客观观世世界界，可可表表示示实实体体间的多种复杂联系。间的多种复杂联系。（2）具有良好的性能和存储效率）具有良好的性能和存储效率网状模型的网状模型的缺点缺点主要有主要有（1）结构复杂，其）结构复杂，其DDL语言极其复杂。语言极其复杂。（2）数数据据独独立立性性差差，由由于于实实体体间间的的联联系系本本质质上上是是通通过过存存取取路路径径表表示示的的，因因此此应应用用程程序序在在访访问问数据时要指定存取路径。数据时要指定存取路径。北柜影牲颈渡徘捕卤敖烟搔朵砒忧溅明淄推促二姓溶抒
97、蜀狡腹素疟滩射雏数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件75返回返回1.5.3.3关系模型关系模型关系模型是发展较晚的一种模型，关系模型是发展较晚的一种模型，1970年美国年美国IBM公司的研究员公司的研究员E.F.Codd首次提出了数首次提出了数据库系统的关系模型。据库系统的关系模型。v他发表了题为“大型共享数据银行数据的关系模型”（ARelationModelofDataforLargeSharedDataBanks）,在文中解释了关系模型，定义了某些关系代数运算，研究了数据的函数相关性，定义了关系的第三范式，从而开创了数据库的关系方法和数据规范化理论的研究，v他为此获得了1981年的图灵
98、奖。v此后许多人把研究方向转到关系方法上，陆续出现了关系数据库系统。v1977年IBM公司研制的关系数据库的代表SystemR开始运行，其后又进行了不断的改进和扩充，出现了基于SystemR的数据库系统SQL/DB。耀折琳摩踩雕施裂鳖亥缠训蛊终锁质责滔衰含交诫达帐筒奠陇喻轰郡蛆经数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件76返回返回v20世纪80年代以来，计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型，非关系系统的产品也都加上了关系接口。v数据库领域当前的研究工作也都是以关系方法为基础。关关系系数数据据库库已已成成为为目目前前应应用用最最广广泛泛的的数数据据库库系系统统，如如现现在在广广泛泛
99、使使用用的的小小型型数数据据库库系系统统Foxpro、Acess，大大型型数数据据库库系系统统Oracle、Informix、Sybase、SQLServer等都是关系数据库系统。等都是关系数据库系统。箩侦窥选骗穗钎称乱蜒习最株更史牌源缴蝇查经箍将蕉升匹瘩郊抬屹婉娇数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件77返回返回1.关系模型的基本概念关系模型的基本概念关关系系模模型型的的数数据据结结构构是是一一个个“二二维维表表框框架架”组组成成的的集集合合，每每个个二二维维表表又又可可称称为为关关系系，所所以以关关系模型是系模型是“关系框架关系框架”的集合。的集合。关关系系模模型型与与层层次次模模型型、
100、网网状状模模型型不不同同，它它是是建建立在立在严格的数学概念严格的数学概念之上的。之上的。图图1.12给给出出了了教教学学数数据据库库的的关关系系模模型型及及其其实实例例，包包含含五五个个关关系系：教教师师关关系系T、学学生生关关系系S、课课程程关关系系C、选选课课关关系系SC和和授授课课关关系系TC，分分别别对对应五张表。应五张表。下下面面以以图图1.12为为例例，介介绍绍关关系系模模型型中中所所涉涉及及的的一些基概念。一些基概念。燃优踢睦娄哆赞硼笼洁饰沪窑皖核毕哮胎国柠露铅肃骏泞剁霓尸邦倪蔗并数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件78返回返回T（教师表）（教师表）TNO教师号TN姓名SE
101、X性别AGE年龄PROF职称SAL工资COMM岗位津贴DEPT系别T1李力男47教授15003000计算机T2王平女28讲师8001200信息T3刘伟男30讲师9001200计算机T4张雪女51教授16003000自动化T5张兰女39副教授13002000信息边引障认履干远境枢桓蓟篆嘿鼻琉标吨堡衅搐哭划炼戈吕肮理嚏隋汤麓槽数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件79返回返回S（学生表）（学生表）SNO学号SN姓名SEX性别AGE年龄DEPT系别S1赵亦女17计算机S2钱尔男18信息S3孙珊女20信息S4李思男21自动化S5周武男19计算机S6吴丽女20自动化缴豪肪扛聘逸纂衰抗诈验苛壹晶碎浅沁息
102、拄钳砧睡支宛边殖狐现谗闽志齐数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件80返回返回C（课程表）（课程表）CNO课程号CN课程名CT课时C1程序设计60C2微机原理80C3数字逻辑60C4数据结构80C5数据库60C6编译原理60C7操作系统60蔬怖编诚穗定扯筷叛堡衅遮拥证类粉铬媒扒夏铺耐雁妙赔臼灰趾退骂胎场数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件81返回返回SC（选课表）（选课表）TC（授课表）（授课表）SNO学号CNO课程号SCORE成绩TNO教师号CNO课程号S1C190T1C1S1C285T1C4S2C557T2C5S2C680T3C1S2C7T3C5S2C570T4C2S3C10T4C3
103、S3C270T5C5S3C485T5C7S4C193S4C285S4C383S5C289且颖艇苇剔旅犹喜铜勉肩洁盏钦贮恃狙医丫惩辗誊操亢屎匙婆损烦寡么舵数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件82返回返回（1）关系（）关系（Relation）一一个个关关系系对对应应一一张张二二维维表表，如如图图1.12的的五五张张表表对对应应五五个个关系。关系。（2）元组（）元组（Tuple）表格中的一行，如表格中的一行，如S表中的一个学生记录即为一个元组。表中的一个学生记录即为一个元组。（3）属性（）属性（Attribute）表表格格中中的的一一列列，相相当当于于记记录录中中的的一一个个字字段段，如如S表表
104、中中有有五个属性（学号，姓名，性别，年龄，系别）。五个属性（学号，姓名，性别，年龄，系别）。（4）关键字（）关键字（Key）可可唯唯一一标标识识元元组组的的属属性性或或属属性性集集，也也称称为为关关系系键键或或主主码码，如如S表表中中学学号号可可以以唯唯一一确确定定一一个个学学生生，为为学学生生关关系系的主码。的主码。佐琢俏厩雹熄扁壤呀逾莹铸校篡持奏昌涩娶瞬葬旁融邢泅顺纪姻注耪惧酵数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件83返回返回（5）域（）域（Domain）属属性性的的取取值值范范围围，如如年年龄龄的的域域是是（1440）,性性别别的域是（男，女）。的域是（男，女）。（6）分量）分量每每一
105、一行行对对应应的的列列的的属属性性值值，即即元元组组中中的的一一个个属属性性值，如学号、姓名、年龄等均是一个分量。值，如学号、姓名、年龄等均是一个分量。（7）关系模式）关系模式对对关关系系的的描描述述，一一般般表表示示为为：关关系系名名（属属性性1，属属性性2，属属性性n），如如：学学生生（学学号号，姓姓名名，性别，年龄，系别）。性别，年龄，系别）。宝哎参添茹铣牌敬岗卑雨控存地铆胁睛脑辱联敷期诉咀衫借税歉嗜湛浆较数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件84返回返回在关系模型中，实体是用关系来表示的，如：在关系模型中，实体是用关系来表示的，如：v学生（学号，姓名，性别，年龄，系别）v课程（课程号
106、，课程名，课时）实体间的关系也是用关系来表示的，如实体间的关系也是用关系来表示的，如:v学生和课程之间的关系v选课关系（学号，课程号，成绩）淤盐禹人辐住戈犹空债夕貌潞颖熏围浓酮序孙挑情纷斌磐针烦田崔摆陨圈数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件85返回返回2.关系模型的数据操纵与完整性约束关系模型的数据操纵与完整性约束数数据据操操纵纵主主要要包包括括查查询询、插插入入、删删除除和和修修改改数数据据，这这些些操操作作必必须须满满足足关关系系的的完完整整性性约约束束条条件件，即即实实体体完完整整性性、参参照照完完整整性性和和用用户户定定义义的的完完整整性。有关完整性的具体含义将在下一章介绍。性。有
107、关完整性的具体含义将在下一章介绍。在在非非关关系系模模型型中中，操操作作对对象象是是单单个个记记录录，而而关关系系模模型型中中的的数数据据操操作作是是集集合合操操作作，操操作作对对象象和和操作结果都是关系，即若干元组的集合；操作结果都是关系，即若干元组的集合；用用户户只只要要指指出出“干干什什么么”，而而不不必必详详细细说说明明“怎怎么么干干”，从从而而大大大大地地提提高高了了数数据据的的独独立立性性，提高了用户的生产率。提高了用户的生产率。恩颅搽尚耀吏勉棒耿擅符永眶装舀约谎呛歹墟焉乍享厩涩决细哟杯伟刑书数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件86返回返回3、关系模型的优缺点、关系模型的优缺点
108、关系模型的关系模型的优点优点主要有：主要有：（1）与非关系模型不同，它有较强的数学理论根据。与非关系模型不同，它有较强的数学理论根据。（2）数数据据结结构构简简单单、清清晰晰，用用户户易易懂懂易易用用，不不仅仅用用关关系系描描述述实体，而且用关系描述实体间的联系。实体，而且用关系描述实体间的联系。（3）关关系系模模型型的的存存取取路路径径对对用用户户透透明明，从从而而具具有有更更高高的的数数据据独独立立性性、更更好好的的安安全全保保密密性性，也也简简化化了了程程序序员员的的工工作作和和数数据据库建立和开发的工作。库建立和开发的工作。关系模型的关系模型的缺点缺点主要有：主要有：v由于存取路径对用
109、户透明，查询效率往往不如非关系模型，因此，为了提高性能，必须对用户的查询表示进行优化，增加了开发数据库管理系统的负担。番塞存侠扶沛表普抛佩獭模膳裹缔彰席肄钙祸饯舔坍兜瞥啥狰渤蓉戒庙酚数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件87返回返回1.6数据模型与数据库系统的发展数据模型与数据库系统的发展数据模型数据模型是数据库系统的核心和基础，是数据库系统的核心和基础，数据模型的发展经历了格式化数据模型数据模型的发展经历了格式化数据模型（层次数据模型和网状数据模型的统称）（层次数据模型和网状数据模型的统称）、关系数据模型和面向对象的数据模型、关系数据模型和面向对象的数据模型三个阶段，按照这种划分，数据库技
110、术三个阶段，按照这种划分，数据库技术的发展也经历了三个发展阶段。的发展也经历了三个发展阶段。干归瓶氏订闽竣砌脆帜运踩例炎宵衅更硝绸亿鼠亡枚污裳刘忻歧眷咀莽顺数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件88返回返回1.6.1第一代数据库系统第一代数据库系统层层次次数数据据库库系系统统和和网网状状数数据据库库系系统统的的数数据据模模型型分分别别为为层层次次模模型型和和网网状状模模型型，但但从从本本质质上上讲讲层层次次模模型型是是网网状状模模型型的的特特例例，二二者者从从体体系系结结构构、数数据据库库语语言言到到数数据据存存储储管管理理上上均均具具有有共共同同的的特特征征，都都是是格格式式化化模模型型，
111、属属于于第一代数据库系统。第一代数据库系统。第一代数据库系统的特点是：第一代数据库系统的特点是：1 1支持三级模式的体系结构支持三级模式的体系结构v层次数据库和网状数据库均支持三级模式结构，即外模式、模式和内模式，并通过外模式与模式、模式与内模式二级映象，保证了数据的物理独立性和逻辑独立性。2 2用存取路径来表示数据之间的联系用存取路径来表示数据之间的联系v数据库不仅存储数据而且存储数据之间的联系。数据之间的联系在层次和网状数据库系统中是用存取路径来表示和实现的。到粱似穴抬砾丹继湾融阿馈审毯簿潜斋镍穗瓶轧镇事屠晃捏二犀由身苏芭数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件89返回返回3 3独立的数据
112、定义语言独立的数据定义语言v第一代数据库系统使用独立的数据定义语言来描述数据库的三级模式以及二级映象。格式一经定义就很难修改，这就要求数据库设计时，不仅要充分考虑用户的当前需求，还要了解需求可能的变化和发展。4 4导航的数据操纵语言导航的数据操纵语言v导航的含义就是用户使用某种高级语言编写程序，一步一步的引导程序按照数据库中预先定义的存取路径来访问数据库，最终达到要访问的数据目标。在访问数据库时，每次只能存取一条记录值。若该记录值不满足要求就沿着存取路径查找下一条记录值。路埃拍嚣督挞灿交蹬自袖谤寂备剁闪衷廊句絮俗恬婚甭陈思剖晴甫坍皆锨数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件90返回返回1.6.
113、2第二代数据库系统第二代数据库系统第第二二代代数数据据库库系系统统是是指指支支持持关关系系数数据据模模型型的的关关系数据库系统。系数据库系统。关关系系模模型型不不仅仅简简单单、清清晰晰，而而且且有有关关系系代代数数作作为为语语言言模模型型，有有关关系系数数据据理理论论作作为为理理论论基基础础。所所以以在在关关系系模模型型提提出出后后，很很快快便便从从实实验验室室走走向向了了社社会会，2020世世纪纪8080年年代代几几乎乎所所有有新新开开发发的的数数据据库库系系统统都都是是关关系系型型数数据据库库系系统统。这这些些商商用用数数据据库库系系统统的的运运行行，特特别别是是微微机机RDBMSRDBM
114、S的的使使用用，使使数数据据库库技技术术日日益益广广泛泛地地应应用用到到企企业业管管理理、情情报报检检索索、辅辅助助决决策策等等各各个个方方面面，成成为为实实现现和和优优化化信息系统的基本技术。信息系统的基本技术。事币跌杖签佣庄试洁峨沉嫌洲方斑飘暇幅脱汞凉掏怕挺蜡限魁骄菩仆蛙厉数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件91返回返回关关系系模模型型之之所所以以能能成成为为深深受受广广大大用用户户欢欢迎迎的的数数据据模模型型，与与第第一一代代数数据据库库系系统统所所支支持持的的格格式式化化模型相比，主要具有以下特点：模型相比，主要具有以下特点：v关系模型的概念单一，实体以及实体之间的联系都用关系来表
115、示；v关系模型以关系代数为基础，形式化基础好；v数据独立性强，数据的物理存取路径对用户隐蔽；v关系数据库语言是非过程化的，将用户从编程数据库记录的导航式检索中解脱出来，大大降低了用户编程的难度。沛玲咒蓄隆卷山字援玉姻戊罪径昼岭谊猪驭翅近改妊屎柠曝陀槽周拴矩意数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件92返回返回1.6.3传统数据库的局限性传统数据库的局限性一一般般说说来来，将将第第一一代代数数据据库库和和第第二二代代数数据据库库称称为为传传统统数据库。数据库。由由于于传传统统数数据据库库尤尤其其是是关关系系数数据据库库系系统统具具有有许许多多优优点点，人人们们纷纷纷纷采采用用数数据据库库技技术术
116、来来进进行行数数据据管管理理，数数据据库库技技术术被被应应用用到到了了许许多多新新的的领领域域，如如计计算算机机辅辅助助设设计计/ /计计算算机机辅辅助助制制造造（CAD/CAMCAD/CAM），计计算算机机辅辅助助工工程程（CASECASE），图图像像处处理理等等，这这些些新新领领域域的的应应用用不不仅仅需需要要传传统统数数据据库库所所具具有有的的快快速速检检索索和和修修改改数数据据的的特特点点，而而且且在在应应用用中中提提出出了了一一些些新新的的数数据据管管理理的的需需求求，如如要要求求数数据据库库能能够够处理声音、图像、视频等多媒体数据。处理声音、图像、视频等多媒体数据。在在这这些些新新
117、领领域域中中，传传统统数数据据库库暴暴露露了了其其应应用用的的局局限限性性，主要表现在以下几个方面：主要表现在以下几个方面：侵竹颈损钡聂伺吠釜烃凤部炭鸭尽界囱肖祈岳讳叛氨肇炼痈域逆能担脚盲数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件93返回返回1 1面向机器的语法数据模型面向机器的语法数据模型传传统统数数据据库库中中采采用用的的数数据据模模型型是是面面向向机机器器的的语语法法数数据据模模型型，只只强强调调数数据据的的高高度度结结构构化化，只只能能存存储储离离散散的的数数据据和和有有限限的的数数据据与与数数据据之之间间的的关关系系，语语义义表表示示能能力力较较差差，无无法法表表示示客客观观世世界界中
118、中的的复复杂杂对对象象，如如声声音音、图图像像、视视频频等等多多媒媒体体数数据据，工工程程、测测绘绘等等领领域域中中的的非非格格式式化化数数据据。此此外外，传传统统数数据据模模型型缺缺乏乏数数据据抽抽象象，无无法法揭揭示示数据之间的深层含义和内在联系。数据之间的深层含义和内在联系。2.2.数据类型简单、固定数据类型简单、固定传传统统的的DBMSDBMS主主要要面面向向事事务务处处理理，只只能能处处理理简简单单的的数数据据类类型型，如如整整数数、实实数数、字字符符串串、日日期期等等，而而不不能能根根据据特特定定的的需需要要定定义义新新的的数数据据类类型型。例例如如，不不能能定定义义包包含含三三个
119、个实实数数分分量量（x,y,zx,y,z）的的数数据据类类型型circlecircle来来表表示示圆圆，而而只只能能分分别别定定义义三三个个实实型型的的字字段段。这这样样对对于于复复杂杂的的数数据据类类型型只只能能由由用用户户编编写写程程序序来来处处理理，加加重重了了用用户户的的负负担，也不能保证数据的一致性。担，也不能保证数据的一致性。雨喜钱云访掏辉荚栏循胆曳哀砒属尊剐煞挎敖嘉惭丹聋截泉帕造砸费赛徒数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件94返回返回3 3结构与行为完全分离结构与行为完全分离从从应应用用程程序序员员的的角角度度来来看看，在在某某一一应应用用领领域域内内标标识识的的对对象象可可
120、以以包包含含两两方方面面的的内内容容，即即对对象象的的结结构构和和对对象象的的行为。行为。传传统统的的数数据据库库可可以以采采用用一一定定的的数数据据库库模模式式来来表表示示前前者者，而而对对于于后后者者，却却不不能能直直接接存存储储和和处处理理，必必须须通通过过另另外外的的应应用用程程序序加加以以实实现现。例例如如，对对于于多多媒媒体体数数据据，虽虽然然可可以以在在带带有有前前面面所所提提到到的的缺缺陷陷的的情情况况下下以以简简单单的的二二进进制制代代码码形形式式存存储储其其结结构构，但但却却无无法法存存储储其其行行为为（如如播播放放声声音音、显显示示图图像像等等）。这这样样，这这些些多多媒
121、媒体体数数据据必必须须由由相相应应的的应应用用程程序序来来识识别别，而而对对于于其其他他不不了了解解其其格格式式的的用用户户来来说说，数数据据库库中中存存储储的的是是没没有有任任何何意意义义的的二二进进制数据。制数据。由由此此可可见见，在在传传统统数数据据库库中中，对对象象的的结结构构可可以以存存储储在在数数据据库库中中，而而对对象象的的行行为为必必须须由由应应用用程程序序来来表表示示，对对象的结构与行为完全相分离。象的结构与行为完全相分离。款闺鸳哆褂修傲滁勺权乎紧秋简莆肆舞稻陷惫聋尧墓现链樱枯蔽昧法突宠数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件95返回返回4 4被动响应被动响应传传统统数数据据
122、库库只只能能根根据据用用户户的的命命令令执执行行特特定定的的服服务务，属属于于被被动动响响应应，用用户户要要求求做做什什么么，系系统统就就做做什什么么。而而在在实实际际应应用用中中，往往往往要要求求一一个个系系统统能能够够管管理理它它本本身身的的状状态态，在在发发现现异异常常情情况况时时及及时时通通知知用用户户；能能够够主主动动响响应应某某些些操操作作或或外外部部事事件件，自自动动采采取取规规定定的的行行动动等等等等。例例如如，一一个个仓仓库库管管理理系系统统除除了了希希望望数数据据库库系系统统能能够够正正确确，高高效效地地存存储储有有关关物物品品的的数数据据，还还希希望望数数据据库库系系统统
123、能能够够对对仓仓库库库库存存进进行行监监控控，当当库库存存太太少少或或太太多多时时主主动动向向用用户户发发出出警警告告。要要完完成成这这样样的的工工作作，数数据据库库系系统统必必须须更更加加主主动动、更更加加智智能能化化，而而传传统统的的数数据据库库显显然不能适应这一要求。然不能适应这一要求。5 5事务处理能力较差事务处理能力较差传传统统数数据据库库只只能能支支持持非非嵌嵌套套事事务务，对对于于较较长长事事务务的的运运行行较较慢慢，且且中事务发生故障时恢复比较困难。中事务发生故障时恢复比较困难。由由于于存存在在上上述述种种种种缺缺陷陷，使使得得传传统统数数据据库库无无法法满满足足新新领领域域的
124、的应应用用需需求求，数数据据库库技技术术遇遇到到了了挑挑战战，在在这这种种情情况况下下，新一代数据库技术应运而生。新一代数据库技术应运而生。淹痈戈饵爬山笨纠辩谅沁肢娃阉蔓寞药伐疽巨宾盲揍涟醉饼益侗年闹珍闹数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件96返回返回1.6.4第三代数据库系统第三代数据库系统1.6.4.1 1.6.4.1 第三代数据库系统的特点第三代数据库系统的特点第第三三代代数数据据库库系系统统是是指指支支持持面面向向对对象象（Object Object OrientedOriented，简称，简称OOOO）数据模型的数据库系统。）数据模型的数据库系统。在在数数据据库库面面临临许许多多
125、新新的的应应用用领领域域时时，19891989年年9 9月月，一一批批专专门门研研究究面面向向对对象象技技术术的的著著名名学学者者著著文文“面面向向对对象象的的数数据据库库系系统统宣宣言言”，提提出出继继第第一一代代（层层次次、网网状状）和和第第二二代代（关关系系）数数据据库库系系统统后后，新新一一代代DBSDBS将将是是OODBSOODBS。19901990年年9 9月月，一一些些长长期期从从事事关关系系数数据据库库理理论论研研究究的的学学者者组组建建了了高高级级DBMSDBMS功功能能委委员员会会，发发表表了了“第第三三代代数数据据库库系系统统宣宣言言”的的文文章章，提提出出了了第第三三代
126、代DBMSDBMS应应具具有有的的三三个个基本特点。基本特点。邢龙犊孜狸坚恩储高觅沼极铡抛瓣叹亏感幌稗友千劳柏市净锅苫房爱掀嫩数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件97返回返回1.1.第三代数据库系统应支持面向对象的数据模型第三代数据库系统应支持面向对象的数据模型除除提提供供传传统统的的数数据据管管理理服服务务外外，第第三三代代数数据据库库系系统统应应支支持持数数据据管管理理、对对象象管管理理和和知知识识管管理理，支支持持更更加加丰丰富富的的对对象象结结构构和和规规则则，以以提提供供更更加加强强大大的的管管理理功功能能，支支持持更更加加复复杂杂的的数数据据类类型型，以以便便能能够够处处理理非
127、非传传统统的的数数据据元元素素（如如超超文文本本、图图片片、声声音音等等）。9090年年代代成成功功的的DBMSDBMS都会提供上述服务。都会提供上述服务。有有关关OOOO模模型型的的基基本本内内容容，将将在在下下一一节节“面面向向对对象象的的数数据库技术据库技术”中详细介绍。中详细介绍。2 2. .第第三三代代数数据据库库系系统统必必须须保保持持或或继继承承第第二二代代数数据据库系统的优点库系统的优点第第三三代代数数据据库库系系统统不不仅仅能能很很好好的的支支持持对对象象管管理理和和规规则则管管理理，还还要要更更好好地地支支持持原原有有的的数数据据管管理理，保保持持第第二二代代数据库系统的非
128、过程化的数据存取方式和数据独立性。数据库系统的非过程化的数据存取方式和数据独立性。病几粟弯暑糖斩颂谤孕辽蔡基贱抿彝胞叭惰应诬热阜晋稍雕摸份震昼浑闺数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件98返回返回3 3第三代数据库系统必须具有开放性第三代数据库系统必须具有开放性数数据据库库系系统统的的开开放放性性（openopen）是是指指必必须须支支持持当当前前普普遍遍承承认认的的计计算算机机技技术术标标准准，如如支支持持SQLSQL语语言言，支支持持多多种种网网络络标标准准协协议议，使使得得任任何何其其他他系系统统或或程程序序只只要要支支持持同同样样的的计计算算机机技技术术标标准准即即可可使使用用第第三
129、三代代数数据据库库系系统统；开开放放性性还还包包括括系系统统的的可可移移植植性性、可可连连接接性性、可可扩扩展展性性和和可可互互操操作作性性等。等。址魁购环瘪碗修亥嚷践獭注下每檄锡款聋蚜兔辊休浩鸦趋爹媒雏耗蛤宵脉数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件99返回返回1.6.4.2 1.6.4.2 研究第三代数据库系统的途径研究第三代数据库系统的途径数数据据库库工工作作者者为为了了给给应应用用建建立立合合适适的的数数据据库库系系统统，进进行行了了艰艰苦苦的的探探索索，从从多多方方面面发发展展了了现现行行的的数数据据库库系系统统技术，主要的研究途径和方向有：技术，主要的研究途径和方向有：v对传统数据
130、库（主要是关系数据库）进行不同层次上的扩充。v与计算机领域中其他学科的新技术紧密结合，丰富和发展数据库系统的概念、功能和技术。v面向应用领域的数据库技术的研究。其其中中，前前两两个个途途径径是是立立足足于于数数据据库库已已有有的的成成果果和和技技术术，加加以以发发展展进进化化，有有人人称称之之为为“进进化化论论”的的观观点点和和方方法法。后后者者是是立立足足于于新新的的应应用用需需求求和和计计算算机机未未来来的的发发展展，研研究究全全新新的的数数据据库库系系统统，有有人人称称之之为为“革革新新论论”的的观观点点和方法。和方法。虫奎讣负声隧咐团拇万组末蜗颂雕坪留乓醉布腆家裙硒深阶关曰咕镐擎撮数据
131、库原理与应用课件数据库原理与应用课件100返回返回1.7.1面向对象模型的核心概念面向对象模型的核心概念面面向向对对象象的的程程序序设设计计方方法法是是目目前前程程序序设设计计中中主主要要的的方方法法之之一一，它它简简单单、直直观观、自自然然，十十分分接接近近人人类类分分析析和和处处理理问问题题的的自自然然思思维维方方式式，同同时时又又能能有有效效地地用用来来组组织织和和管管理理不不同同类类型的数据。型的数据。把把面面向向对对象象程程序序设设计计方方法法和和数数据据库库技技术术相相结结合合能能够够有有效效地地支支持持新新一一代代数数据据库库应应用用。于于是是，面面向向对对象象数数据据库库系系统
132、统研研究究领领域域应应运运而而生生，吸吸引引了了相相当当面面多多的的数数据据库库工工作作者者，获获得得了了大大量量的的研研究究成成果果，开开发发了了很很多多面面向向对对象象数数据据库库管管理理系系统统，包括实验系统和产品。包括实验系统和产品。比比 较较 典典 型型 的的 有有 POSTGRESPOSTGRES系系 统统 和和 GemstoneGemstone系系 统统 ， 其其 中中POSTGRESPOSTGRES系系统统是是以以INGRESINGRES关关系系数数据据库库系系统统为为基基础础，扩扩充充其其功功能能，使使之之具具有有面面向向对对象象的的特特性性；GemstoneGemstone
133、系系统统是是在在面面向向对象程序语言基础上扩充得到的。对象程序语言基础上扩充得到的。目目前前，各各个个关关系系数数据据库库厂厂商商都都在在不不同同程程度度上上扩扩展展了了关关系系模模型，推出了符合面向对象数据模型的数据库系统。型，推出了符合面向对象数据模型的数据库系统。1.7面向对象的数据库技术面向对象的数据库技术救揪系窟凳惮狞孟烷芽凝彬坠会陕听斡冻邮登玲岭岭喂彦组造号啃窖浙瓣数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件101返回返回面面向向对对象象的的数数据据模模型型吸吸收收了了面面向向对对象象程程序序设设计计方方法法的的核核心心概概念念和和基基本本思思想想，用用面面向向对对象象的的观观点来描述
134、现实世界的实体。点来描述现实世界的实体。一一系系列列面面向向对对象象的的核核心心概概念念构构成成了了面面向向对对象象数数据据模模型型的的基基础础，其其中中主主要要包包括括对对象象和和对对象象标标识识、属属性性和和方方法法、封封装装和和消消息息、类类和和继继承承。下下面面简简要介绍这些概念：要介绍这些概念：1 1 对对 象象 （ ObjectObject） 和和 对对 象象 标标 识识 （ Object Object IdentifierIdentifier，简称，简称OIDOID）对对象象是是面面向向对对象象编编程程中中最最重重要要的的概概念念，用用对对象象来来表表示示现现实实世世界界中中的的
135、实实体体。一一个个学学生生，一一门门课课程，一次考试记录等等都可以看作对象。程，一次考试记录等等都可以看作对象。每个对象都包含一组属性和一组方法。每个对象都包含一组属性和一组方法。童军谢羌扇语鸥辣模姻爵锄婚衅蹿洛蔬布岭猎滇肺匀熏朝磅耀鲤橙衰鲁罚数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件102返回返回v属性属性用来描述对象的状态、组成和特性，是对象的用来描述对象的状态、组成和特性，是对象的静态特征。静态特征。一个简单对象如整数，其值本身就是其状态的完全描述，一个简单对象如整数，其值本身就是其状态的完全描述，不再需要其它属性，这样的对象称为原子对象。不再需要其它属性，这样的对象称为原子对象。属性的值
136、也可以是复杂对象。一个复杂对象包含若干个属属性的值也可以是复杂对象。一个复杂对象包含若干个属性，而这些属性作为一种对象，又可能包含多个属性，这性，而这些属性作为一种对象，又可能包含多个属性，这样就形成了对象的递归引用，从而组成各种复杂对象。样就形成了对象的递归引用，从而组成各种复杂对象。v方法方法用以描述对象的行为特性。用以描述对象的行为特性。一个方法实际是一段可对对象操作的程序。一个方法实际是一段可对对象操作的程序。方方法法可可以以改改变变对对象象的的状状态态，所所以以称称为为对对象象的的动动态态特特征征。如如一一台台计计算算机机，它它不不仅仅具具有有描描述述其其静静态态特特征征的的属属性性
137、：CPUCPU型型号号、硬硬盘盘大大小小、内内存存大大小小等等，还还具具有有开开机机、关关机机、睡睡眠眠等等动态特征。动态特征。由此可见，每个对象都是属性和方法的统一体。由此可见，每个对象都是属性和方法的统一体。与与关关系系模模型型的的实实体体概概念念相相比比，对对象象模模型型中中的的对对象象概概念念更更为为全全面面，因因为为关关系系模模型型主主要要描描述述对对象象的的属属性性，而而忽忽视视了了对对象象的的方方法法，因因此此会会产产生生前前面面提提到到过过的的“结结构构与与行行为为相相分分离离”的缺陷。的缺陷。瞻扼翻毋墙吾藤瘪蔗贱侵釉勾浮撑厨寞喷蝴怔澜荚芥滴撅搓臃滥慧绳枣却数据库原理与应用课件
138、数据库原理与应用课件103返回返回每每一一对对象象都都由由唯唯一一的的对对象象标标识识来来识识别别，用用于于确确定定和检索这个对象。和检索这个对象。v对象标识独立于对象的内容和存储位置，是一种逻辑标识符，通常由系统产生，在整个系统范围内是唯一的。v两个对象即使内部状态值和方法都相同，如标识符不同，仍认为是两个相等而不同的对象。v如同一型号的两个零件，在设计图上被用在不同的地方，这两个零件是“相等”的，但被视为不同的对象具有不同的标识符。v在这一点上，面向对象的模型与关系模型不同，在关系模型中，如果两个元组的属性值完全相同，则被认为是同一元组。革氛步塞瘟偶嚎秆冲晒航惫童萝进鞭霜较谱困拱坝谁代垃圆
139、戳征霄絮腰深数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件104返回返回2 2封装（封装（EncapsulationEncapsulation）和消息（）和消息（MessageMessage）每一个对象都是其属性和方法的每一个对象都是其属性和方法的封装封装。v用户只能见到对象封装界面上的信息，对象内部对用户是隐蔽的。v封装的目的是为了使对象的使用和实现分开，使用者不必知道行为实现的细节，只需用消息来访问对象，这种数据与操作统一的建模方法有利于程序的模块化，增强了系统的可维护性和易修改性。v例如，在一个面向对象的系统中，把计算机定义为一个对象，用户只要掌握如何开机、关机等操作就可以使用计算机了，而不用
140、去管计算机内部是如何完成这些操作的细节问题。消消息息是是用用来来请请求求对对象象执执行行某某一一处处理理或或回回答答某某些些信信息息的的要要求。求。v一个对象所能接受的消息与其所带参数构成对象的外部界面。v某一对象在执行相应处理时，如果需要，它可以通过传递消息请求其它对象完成某些操作，消息传递是对象之间联系的唯一方式。v一个对象可以向许多对象同时发出消息，也可以接受多个对象发来的消息。剪劝奏窒贾豹幌琴毙复梆屏肚梯窝垢懦轨霹轴度右拣杉蕉依紊刑焦柏熬碗数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件105返回返回v消息中只包含发送者的要求，它告诉接收者需要完成哪些处理。如何处理由接收者解释。接收者独立决定
141、采用什么方式完成所需的处理。在在面面向向对对象象系系统统中中对对对对象象的的操操作作在在于于选选择择一一个个对对象象并并通通知知它它要要作作什什么么，该该对对象象决决定定如如何何完完成成这这一一工工作作，即即在在它它的的一一组组方方法法中中选选择择合合适适的的方方法法作作用用于于其其自自身身。因因此此，在在面向对象的系统中，对象是操作的基本单位。面向对象的系统中，对象是操作的基本单位。3.3.类（类（ClassClass）和继承（）和继承（InheritanceInheritance）具具有有同同样样属属性性和和方方法法集集的的所所有有对对象象构构成成了了一一个个对对象象类类（简称（简称类类）
142、，一个对象是某一类的），一个对象是某一类的实例实例（InstanceInstance）。）。例例如如，把把学学生生定定义义一一个个类类，则则某某个个学学生生张张三三、李李四四等等则则是是学学生生类类中中的的对对象象。在在OODBOODB中中，类类是是“型型”，对对象象是是某某一类的一类的“值值”。疥签洪搏庞辟郑本纹家属锚胯潞彰笋施芬赫闭剁系看媒光汹暗此晃绦茧繁数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件106返回返回此此外外，类类的的表表示示具具有有层层次次性性。在在OOOO模模型型中中，可可以以通通过过对对已已有有的的类类定定义义进进行行扩扩充充和和细细化化来来定定义义一一个个新新类类，从从而形
143、成了一种层次结构，有了超类和子类的概念。而形成了一种层次结构，有了超类和子类的概念。所所谓谓超超类类就就是是可可以以通通过过扩扩充充和和细细化化导导出出其其他他类类，而而子子类类是指由通过扩展类定义而得到的类。是指由通过扩展类定义而得到的类。这种层次结构的一重要特点是这种层次结构的一重要特点是继承性继承性。因因为为一一个个类类可可以以有有多多个个子子类类，也也可可以以有有多多个个超超类类，因因此此，一一个个类类可可以以直直接接继继承承多多个个类类，这这种种继继承承方方式式称称为为多重继承多重继承。如如在在职职研研究究生生，既既属属于于职职工工类类，又又属属于于学学生生类类，他他继继承了职工和学
144、生的所有性质。承了职工和学生的所有性质。如如果果一一个个类类至至多多只只有有一一个个超超类类，则则一一个个类类只只能能从从单单个个超类继承属性和方法，这种继承方式称为超类继承属性和方法，这种继承方式称为单重继承单重继承。在在多多重重继继承承情情况况下下，类类的的层层次次结结构构不不再再是是一一棵棵树树，而而是一个网络结构。是一个网络结构。也镇研贝挎诀椿滩喊倍纽烟宙闺乙郝欺敬痕落授购汛健窝巩矽呻酵元汗抉数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件107返回返回1.7.2 面向对象数据库系统的特点面向对象数据库系统的特点OODBSOODBS是是面面向向对对象象技技术术与与数数据据库库技技术术相相结结合
145、合的的产产物物，所所以以称称一一个个数数据据库库系系统统为为面面向向对对象象的的数数据据库库系系统统至至少少应应满满足足两两个个条条件件，一一个个是是支支持持面面向向对对象象数数据据模模型型的的内内核核；另另一一个个是是支支持持传传统统数数据据库库的的所所有有数数据据成成份份，所所以以OODBSOODBS除除了了具具有有原原来来关关系系数数据据库库的的各各种种特特点点外外，还还具具有有以以下下特点：特点：1 1扩充数据类型扩充数据类型RDBMSRDBMS只只支支持持某某些些固固定定的的类类型型，不不能能依依据据某某一一特特定定的的应应用用所所需需来来扩扩展展其其数数据据类类型型，而而OODBS
146、OODBS允允许许用用户户在在关关系系数数据库系统中扩充数据类型。据库系统中扩充数据类型。新新数数据据类类型型可可定定义义为为原原有有类类型型的的子子类类或或超超类类，新新的的数数据据类类型型定定义义之之后后，存存放放在在数数据据库库管管理理系系统统核核心心中中，如如同基本数据类型一样，可供所有用户共享。同基本数据类型一样，可供所有用户共享。芒疚韵暂丝气阎辱糠袄滑熔子异棠缕耗项因澈荣寥锯珠耶踏耿泼厘寐瑟钥数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件108返回返回2 2支持复杂对象支持复杂对象OODBSOODBS中中的的基基本本结结构构是是对对象象而而不不是是记记录录，一一个个对对象象不不仅仅包括描
147、述它的数据，还包括对它操作的方法。包括描述它的数据，还包括对它操作的方法。OODBSOODBS不不仅仅支支持持简简单单的的对对象象，还还支支持持由由多多种种基基本本数数据据类类型型或或用用户户自自定定义义的的数数据据类类型型构构成成的的复复杂杂对对象象，支支持持子子类类、超超类类和和继继承承的的概概念念，因因而而能能对对现现实实世世界界的的实实体体进进行行自自然然而而直直接接的的模模拟拟，可可表表示示诸诸如如某某个个对对象象由由“哪哪些些对对象象组组成成”，有有“什什么么性性质质”，处处在在“什什么么状状态态”，具具有有丰丰富富的的语义信息，这是传统数据库所不能比拟的。语义信息，这是传统数据库
148、所不能比拟的。3 3提供通用的规则系统提供通用的规则系统规规则则在在DBMSDBMS及及其其应应用用中中是是十十分分重重要要的的，在在传传统统的的RDBMSRDBMS中中用用触触发发器器来来保保证证数数据据库库的的完完整整性性。触触发发器器可可以以看看成成规规则则的的一一种种形形式式。OODBSOODBS支支持持的的规规则则系系统统将将更更加加通通用用，更更加灵活。加灵活。例例如如规规则则中中的的事事件件和和动动作作可可以以是是任任何何的的SQLSQL语语句句，可可以以使使用用用用户户自自定定义义的的函函数数，规规则则还还能能够够被被继继承承。这这就就大大大大增强了增强了OODBSOODBS功
149、能，使之具有主动数据库的特性。功能，使之具有主动数据库的特性。颖适想砸舵歪什夯签兆嗜斗腥垃句尚爽懦币爪共有霍硕么卧独侍笆陕娟渡数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件109返回返回1.7.3 面向对象数据库语言面向对象数据库语言OODBOODB语语言言融融程程序序语语言言和和数数据据库库语语言言于于一一体体，用用于于描描述述面向对象数据库模式，说明并操纵类定义与对象实例。面向对象数据库模式，说明并操纵类定义与对象实例。GemstoneGemstone数数据据库库系系统统中中所所采采用用的的OPALOPAL语语言言被被认认为为是是OODBOODB语语言言的的典典型型代代表表，主主要要包包括括对对
150、象象定定义义语语言言（ODLODL）和对象操纵语言（和对象操纵语言（OMLOML）。）。1 1对象定义语言对象定义语言ODLODL可可以以对对类类进进行行定定义义与与操操纵纵，其其中中包包括括定定义义类类的的属属性性、操纵特征、继承性与约束，可以修改和撤销类。操纵特征、继承性与约束，可以修改和撤销类。ODLODL还可以用于对象方法的定义与实现。还可以用于对象方法的定义与实现。在在操操作作实实现现中中，语语言言的的命命令令可可用用于于操操作作对对象象的的局局部部数数据结构。据结构。对对象象模模型型中中的的封封装装性性允允许许方方法法由由不不同同程程序序设设计计语语言言来来实现，并且隐藏不同程序设
151、计语言实现的事实。实现，并且隐藏不同程序设计语言实现的事实。2 2对象操纵语言对象操纵语言对对象象操操纵纵包包括括对对实实例例对对象象进进行行插插入入、修修改改、删删除除和和查查询等操作。询等操作。扯籽搔酣丑疚呸征统石知铰漏坟榆耸彼困盈侨轴梁职彰勉缺叠漫虞苍余诽数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件110返回返回1.7.4 面向对象数据库的研究内容面向对象数据库的研究内容把把面面向向对对象象的的技技术术与与数数据据库库技技术术相相结结合合形形成成面面向向对对象象的的数据库系统，有许多新的课题要研究。数据库系统，有许多新的课题要研究。1 1数据模型研究数据模型研究目目前前，面面向向对对象象的的
152、数数据据库库还还没没有有一一个个确确定定的的数数据据模模型型，支支持持面面向向对对象象数数据据库库的的数数据据模模型型大大多多源源于于支支持持面面向向对对象象程程序序设设计计语语言言的的数数据据模模型型，并并进进行行了了一一些些数数据据库库功功能能的的扩扩充充。它它们们都都包包含含了了面面向向对对象象的的基基本本思思想想，但但缺缺乏乏一一个个公公共共的的形形式式框框架架，以以至至在在这这个个框框架架中中可可以以定定义义面面向向对对象象的的数数据据模模型型，给给出出这这个个数数据据模模型型中中对对象象及及其其方方法法的的形形式式语义以建立面向对象数据库系统的理论基础。语义以建立面向对象数据库系统
153、的理论基础。2 2与程序设计语言集成的研究与程序设计语言集成的研究面面向向对对象象程程序序设设计计语语言言着着重重于于数数据据库库的的行行为为特特征征和和结结构构特特征征，而而数数据据库库着着重重于于对对永永久久性性数数据据的的管管理理，两两者者的的集集成将会对更广泛的应用领域有更好的支持。成将会对更广泛的应用领域有更好的支持。扶漏贵弊榷富失拷鹅巢把迹着犯长呕谬肠田第圣契铣巾洪咖恰吝侨搭岁闹数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件111返回返回3 3体系结构的研究体系结构的研究将将面面向向对对象象的的概概念念引引入入数数据据库库中中，对对传传统统数数据据库库系系统统中中的的一一些些结结构构概概
154、念念需需要要重重新新考考虑虑，包包括括查查询询、索索引引、并并发发控控制制以以及及存存储储结结构构，这这些些都都要要涉涉及及到到对对类类的的处处理理，要比传统数据模型中的结构得多。要比传统数据模型中的结构得多。人人们们认认为为OODBSOODBS将将成成为为下下一一代代数数据据库库系系统统的的典典型型代代表表，但但是是，OODBSOODBS在在奠奠基基其其新新一一代代数数据据库库地地位位之之前前要要清清除除两两个障碍：个障碍：标准化标准化和和性能性能。关关系系数数据据库库的的成成功功不不仅仅在在于于其其简简单单的的数数据据模模型型和和高高度度的的数数据据独独立立性性，还还在在于于其其标标准准化
155、化。标标准准化化对对OODBMSOODBMS实实际际上上更更为为重重要要，因因为为OODBMSOODBMS涉涉及及范范围围远远远远超超出出RDBMSRDBMS，应应用用更更加加复复杂杂，为为了了使使应应用用实实际际可可行行，为为了了使使应应用用实实际际可可以以在在不不同同环环境境间间移移植植和和操操作作，以以及及为为了了使使用用户户容容易易学学习习新新的的OODBSOODBS，标标准准尤尤其其重重要要。即即将将颁颁布布的的SQL99SQL99（俗俗称称SQL3SQL3）增增加加了了OODBOODB的的许许多多特特征征，会会对对OODBOODB的标准化有所贡献。的标准化有所贡献。索相捉强释狞智龟
156、裁准商讼派录徒贼毗蛤肋样阀廓梦滩房慰铣盏够翟医敲数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件112返回返回数数据据库库技技术术与与其其他他相相关关技技术术的的结结合合是是当当前前数数据据库库技技术术发发展的重要特征。展的重要特征。计计算算机机领领域域中中其其他他新新兴兴技技术术的的发发展展对对数数据据库库技技术术产产生生了了重重大大影影响响。面面对对传传统统数数据据库库技技术术的的不不足足和和缺缺陷陷，人人们们自自然然而而然然地地想想到到借借鉴鉴其其他他新新兴兴的的计计算算机机技技术术，从从中中吸吸取取新新的的思思想想、原原理理和和方方法法，将将其其与与传传统统的的数数据据库库技技术术相相结结合合
157、，以以推推出出新新的的数数据据库库模模型型，从从而而解解决决传传统统数数据据库库存存在在的的问问题题。通通过过这这种种方方法法，人人们们研研制制出出了了各各种种各各样样的的新新型型数数据据库，例如：库，例如：v数据库技术与分布处理技术相结合，出现了分布式数据库；v数据库技术与人工智能技术相结合，出现了演绎数据库、主动数据库和知识库等；v数据库技术与多媒体技术相结合，出现了多媒体数据库。下面我们将对其中的几个新型数据库中以介绍。下面我们将对其中的几个新型数据库中以介绍。1.8数据库技术与其他相关技术的结合数据库技术与其他相关技术的结合期聋改厩钮抵操抓袒辞曝沉昌涩呕丑盲朋辩组樟乡裁盾哗炎繁宣抹哟透
158、痈数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件113返回返回1.8.1 分布式数据库（分布式数据库（DistributedDatabase）1.8.1.1 1.8.1.1 集中式系统和分布式系统集中式系统和分布式系统到到目目前前为为止止，我我们们所所介介绍绍的的数数据据库库系系统统都都是是集集中中式式数数据据库库系系统统。所所谓谓集集中中式式数数据据库库就就是是集集中中在在一一个个中中心心场场地地的的电电子子计计算算机机上上，以以统统一一处处理理方方式式所所支支持持的的数数据据库库。这这类类数数据据库库无无论论是是逻逻辑辑上上还还是是物物理理上上都都是是集集中中存存储储在在一个容量足够大的外存储器
159、上，其基本特点是：一个容量足够大的外存储器上，其基本特点是：v集中控制处理效率高，可靠性好；v数据冗余少，数据独立性高；v易于支持复杂的物理结构，去获得对数据的有效访问。但但是是随随着着数数据据库库应应用用的的不不断断发发展展，人人们们逐逐渐渐地地感感觉觉到到过过份份集集中中化化的的系系统统在在处处理理数数据据时时有有许许多多局局限限性性。例例如如，不不在在同同一一地地点点的的数数据据无无法法共共享享；系系统统过过于于庞庞大大、复复杂杂，显显得得不不灵灵活活且且安安全全性性较较差差；存存储储容容量量有有限限不不能能完完全全适适应信息资源存储要求等等。应信息资源存储要求等等。止常铂包患麓辛烩癣咽
160、卵私缸钧验斥掠响滑潜瞅祸藤栋洗夸朗鲜顷型韦囱数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件114返回返回正正是是为为了了克克服服这这种种系系统统的的缺缺点点，人人们们采采用用数数据据分分散散的的办办法法，即即把把数数据据库库分分成成多多个个，建建立立在在多多台台计计算算机机上上，这这种种系统称为分散式数据库系统。系统称为分散式数据库系统。由由于于计计算算机机网网络络技技术术的的发发展展，才才有有可可能能并并排排分分散散在在各各处处的的数数据据库库系系统统通通过过网网络络通通信信技技术术连连结结起起来来，这这样样形形成成的的系统称为分布式数据库系统发展起来了。系统称为分布式数据库系统发展起来了。近近年
161、年来来，分分布布式式数数据据库库已已经经成成为为信信息息处处理理中中的的一一个个重重要要领域，它的重要性还将迅速增加。领域，它的重要性还将迅速增加。1.8.1.2 1.8.1.2 分布式数据库的定义分布式数据库的定义分分布布式式数数据据库库是是一一组组结结构构化化的的数数据据集集合合，它它们们在在逻逻辑辑上上属属于于同同一一系系统统而而在在物物理理上上分分布布在在计计算算机机网网络络的的不不同同结结点点上上。网网络络中中的的各各个个结结点点（也也称称为为“场场地地”）一一般般都都是是集集中式数据库系统，由计算机、数据库和若干终端组成。中式数据库系统，由计算机、数据库和若干终端组成。歌秃仆楞吝矩
162、归勤莱遁柯唬土剐吉昆烷塌音瓤相绘吵疙烦舱彝瘩落诺瑚坷数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件115返回返回数数据据库库中中的的数数据据不不是是存存储储在在同同一一场场地地，这这就就是是分分布布式式数数据据库库的的“分分布布性性”特特点点，也也是是与与集集中中式数据库的最大区别。式数据库的最大区别。表表面面上上看看，分分布布式式数数据据库库的的数数据据分分散散在在各各个个场场地地，但但这这些些数数据据在在逻逻辑辑上上却却是是一一个个整整体体，如如同同一一个个集集中中式式数数据据库库。因因而而，在在分分布布式式数数据据库库中中就有全局数据库和局部数据库这样两个概念。就有全局数据库和局部数据库这样两
163、个概念。v所谓全局数据库就是从系统的角度出发，指逻辑上一组结构化的数据集合或逻辑项集；v而局部数据库是从各个场地的角度出发，指物理结点上各个数据库，即子集或物理项集。这这是是分分布布式式数数据据库库的的“逻逻辑辑整整体体性性”特特点点，也也是与分散式数据库的区别。是与分散式数据库的区别。航姨曹斡丘忆舱沼等棘瘪泛娠卯九豺机秒捐驮裂郑惹霄晓筹群黄醋蟹钝反数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件116返回返回例例如如，假假设设一一个个银银行行有有三三个个支支行行，图图8.1中中的的三三个个场场地地分别代表一个支行所在地。分别代表一个支行所在地。在在一一般般情情况况下下，一一个个支支行行的的用用户户所
164、所提提出出的的各各种种应应用用，只只需需要要通通过过访访问问该该支支行行的的帐帐目目数数据据库库即即可可实实现现。也也就就是是说说，这这些些应应用用完完全全由由该该支支行行的的计计算算机机进进行行处处理理。我我们们把把这这些些应应用用称称之之为为局局部部应应用用。局局部部应应用用的的典典型型例例子子就就是是银银行行的的借借贷贷业业务务，它它只只需需要要存存取取某某一一支支行行的的数数据据库库就就可可完完成成。如如果果分分布布式式数数据据库库只只限限于于局局部部应应用用，那那么还只是起了分散式数据库的作用。么还只是起了分散式数据库的作用。而而银银行行中中的的很很多多业业务务，并并非非只只限限于于
165、某某一一支支行行的的数数据据库库。如如银银行行中中的的通通兑兑业业务务，即即场场地地1存存款款的的用用户户可可能能到到场场地地2或或场场地地3去去取取款款；银银行行中中的的转转帐帐业业务务，要要求求从从一一个个支支行行的的帐帐户户中中转转出出若若干干金金额额到到另另一一个个支支行行的的帐帐户户中中去去。这这些些应应用用要要求求就就要要同同时时更更新新两两个个支支行行（场场地地）上上的的数数据库。我们把这些应用称为据库。我们把这些应用称为全局应用全局应用（或分布应用）。（或分布应用）。 牺连钞访髓艘盈史沧矫环孩狮书招款介黑总艳绣娥晴狞宰分喉杂颓漫萌帘数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件117
166、返回返回场地1T1T2T3DB1DB1计算机1场地2T1T2T3DB2DB1计算机2场地3T1T2T3DB3DB1计算机3网络图图8.1分布式数据库系统的例子分布式数据库系统的例子掘帆豫号外普橙瘤柒颐碱乓毅诱革放箭缅魄豺茧炎孤戮籽陵痞矣歼撼垛扶数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件118返回返回1.8.1.3 1.8.1.3 分布式数据库的特点分布式数据库的特点分分布布式式数数据据库库可可以以建建立立在在以以局局域域网网连连接接的的一一组组工工作作站站上上，也也可可以以建建立立在在广广域域网网（或或称称远远程程网网）的的环环境境中中。但但分分布布式式数数据据库库系系统统并并不不是是简简单单地
167、地把把集集中中式式数数据据库库安安装在不同的场地，而是具有自己的性质和特点。装在不同的场地，而是具有自己的性质和特点。1 1自治与共享自治与共享分分布布式式数数据据库库有有集集中中式式数数据据库库的的共共享享性性与与集集成成性性，但但它更强调自治及可控制的共享。它更强调自治及可控制的共享。这这里里的的自自治治是是指指局局部部数数据据库库可可以以是是专专用用资资源源也也可可以以是是共享资源。共享资源。这这种种共共享享资资源源体体现现了了物物理理上上的的分分散散性性，这这是是由由按按一一定定的约束条件被划分而形成的。的约束条件被划分而形成的。因因此此，要要由由一一定定的的协协调调机机制制来来控控制
168、制以以实实现现共共享享。同同时时可以构成很灵活的分布式数据库。可以构成很灵活的分布式数据库。它的两个极端分别是完全集中式或者完全分散式。它的两个极端分别是完全集中式或者完全分散式。谋邯浙疆三惭作幌拐寝科蟹殆栗扼粟洒钵趁炕讣吨傲帕胯遮匆默荆住凰足数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件119返回返回2 2冗余的控制冗余的控制在在研研究究集集中中式式数数据据库库技技术术时时强强调调减减少少冗冗余余，但但在在研研究究分布式数据库时允许冗余分布式数据库时允许冗余物理上的重复。物理上的重复。这这种种冗冗余余（多多副副本本）增增加加了了自自治治性性，即即数数据据可可以以重重复复地地驻驻留留在在常常用用的的
169、结结点点上上以以减减少少通通信信代代价价，提提供供自自治治基基础础上上的的共共享享。冗冗余余不不仅仅改改善善系系统统性性能能，同同时时也也增增加加了了系系统统的的可可用用性性。即即不不会会由由于于某某个个结结点点的的故故障障而而引引起起全全系系统统的的瘫瘫痪痪。但但这这无无疑疑增增加加了了存存储储代代价价；也也增增加加了了副副本本更更新新时时的的一一致致性性代代价价，特特别别当当有有故故障障时时，结结点点重重新新恢复后保持多个副本一致性的代价。恢复后保持多个副本一致性的代价。3 3分布事务执行的复杂性分布事务执行的复杂性逻辑数据项集实际上是由分布在各个结点上的多个关逻辑数据项集实际上是由分布在
170、各个结点上的多个关系片段（子集）所合成的。系片段（子集）所合成的。一个项可以物理上被划分为不相交（或相交）的片段；一个项可以物理上被划分为不相交（或相交）的片段；一个项（或片段）可以有多个相同的副本且存储在不一个项（或片段）可以有多个相同的副本且存储在不同的结点上。同的结点上。皇渊源眶方陋垢龟咖呐炸猫岿抬磕卒磺恢撂帘睛令城营铣榷遮械疹他每撵数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件120返回返回所以，对分布式数据库存取的事务是一种全局所以，对分布式数据库存取的事务是一种全局性事务，它是由许多在不同结点上执行对各局性事务，它是由许多在不同结点上执行对各局部数据库存取的局部子事务所合成的。如果仍部数
171、据库存取的局部子事务所合成的。如果仍应保持事务执行的原子性，则必须保证全局事应保持事务执行的原子性，则必须保证全局事务的原子性；当多个全局事务并发时，则必须务的原子性；当多个全局事务并发时，则必须保持全局可串行性。也就是说，这种全局事务保持全局可串行性。也就是说，这种全局事务具有分布执行的特性。具有分布执行的特性。分布式数据库的状态一致性和可恢复性是面向分布式数据库的状态一致性和可恢复性是面向全局的。所有子事务提交后全局事务才能提交；全局的。所有子事务提交后全局事务才能提交；不仅要保证子事务的可串行化，而且应该保证不仅要保证子事务的可串行化，而且应该保证全局事务的可串行化。全局事务的可串行化。
172、尖蓄洲靳衫绑蛇褒糙徊午嗅铅少瓮摔欺呐圈淡疫蓉蛆苹锈泽本敝耀滚辩动数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件121返回返回4 4数据的独立性数据的独立性数数据据库库技技术术的的一一个个目目标标是是使使数数据据与与应应用用程程序序间间尽尽量量独独立立，相相互互之之间间影影响响最最小小。也也就就是是数数据据的的逻逻辑辑和和物物理理存存储储对对用用户户是是透透明明的的。在在分分布布式式数数据据库库中中数数据据的的独独立立性性有更丰富的内容。有更丰富的内容。使使用用分分布布式式数数据据库库时时，应应该该像像使使用用集集中中式式数数据据库库时时一一样样，即即系系统统要要提提供供一一种种完完全全透透明明的的性
173、性能能，具具体体包包括括以以下内容：下内容：（1）逻逻辑辑数数据据透透明明性性。某些用户的逻辑数据文件改变时，或者增加新的应用使全局逻辑结构改变时，对其它用户的应用程序没有或尽量少的影响。（2）物物理理数数据据透透明明性性。数据在结点上的存储格式或组织方式改变时，数据的全局结构与应用程序无需改变。（3）数据分布透明性。数据分布透明性。用户不必知道全局数据如何划分的细节。（4）数数据据冗冗余余的的透透明明性性。用户无需知道数据重复，即数据子集在不同结点上冗余存储的情况。数迹钝峻卯将刀崔昧惜旗锥蛆南卸传盟召稍创仅栗左垒柏类蜘邱拽炼大陡数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件122返回返回1.8.1
174、.4 1.8.1.4 分布式数据库的应用及展望分布式数据库的应用及展望一一个个完完全全分分布布式式数数据据库库系系统统在在站站点点分分散散实实现现共共享享时时，其其利利用用率率高高，有有站站点点自自治治性性，能能随随意意扩扩充充逐逐步步增增生生，可可靠靠性性和和可可用用性性好好，有有效效且且灵灵活活，用户完全像使用本地的集中式数据库一样。用户完全像使用本地的集中式数据库一样。分分布布式式数数据据库库已已广广泛泛应应用用于于企企业业人人事事、财财务务、库库存存等等管管理理系系统统，百百货货公公司司、销销售售店店的的经经营营信信息息系系统统，电电子子银银行行、民民航航定定票票、铁铁路路定定票票等等
175、在在线线处处理理系系统统，国国家家政政府府部部门门的的经经济济信信息息系系统统，大大规规模模数数据据资资源源如如人人口口普普查查、气气象象预预报报、环环境境污染、水文资源、地震监测等信息系统。污染、水文资源、地震监测等信息系统。倍肉幌谤怪洼咯哼尿梅猩灯舀日呆乘童诣间狙铺疗靳卖虚谭盔邻车汛犹崖数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件123返回返回此此外外，随随着着数数据据库库技技术术深深入入各各应应用用领领域域，除除了了商商业业性性、事事务务性性应应用用以以外外，在在以以计计算算机机作作为为辅辅助助工工具具的的各各个个信信息息领领域域，如如CADCAD，CAMCAM，CASECASE，OAOA，
176、AIAI，军军事事科科学学等等，同同样样适适用用分分布布式式数数据据库库技技术术，而而且且对对数数据据库库的的集集成成共共享、安全可靠等特性有更多的要求。享、安全可靠等特性有更多的要求。为为了了适适应应新新的的应应用用，一一方方面面要要研研究究克克服服关关系系数数据据模模型型的的局局限限性性，增增加加更更多多面面向向对对象象的的语语义义模模型型，研研究究基基于于分分布布式式数数据据库库的的知知识识处处理理技技术术；另另一一方方面面可可以以研研究究如如何何弱弱化化完完全全分分布布、完完全全透透明明的的概概念念，组组成成松松散散的的联联邦邦型型分分布布式式数数据据库库系系统统。这这种种系系统统不不
177、一一定定保保持持全全局局逻逻辑辑一一致致，而而仅仅提提供供一一种种协协商商谈谈判判机机制制，使使各各个个数数据据库库维维持持其其独独立立性性，但但能能支支持持部部分分有有控控制制的的数数据据共共享享，这这对对OAOA等信息处理领域很有吸引力。等信息处理领域很有吸引力。总总之之，分分布布式式数数据据库库技技术术有有广广阔阔的的应应用用前前景景。随随着着计计算算机机软软、硬硬件件技技术术的的不不断断发发展展和和计计算算机机网网络络技技术术的的发发展，分布式数据库技术也将不断地向前发展。展，分布式数据库技术也将不断地向前发展。眉苑瓜眷狞肆足馋儒土否岔坦拴赢瑟嫂驭倍示栗颓憨壤而钳臀钝釜狞泻彰数据库原理
178、与应用课件数据库原理与应用课件124返回返回1.8.2主动数据库（主动数据库（ActiveDatabase）1.8.2.1 1.8.2.1 主动数据库的定义主动数据库的定义主主动动数数据据库库是是相相对对传传统统数数据据库库的的被被动动性性而而言言的的。在在传传统统数数据据库库中中，当当用用户户要要对对数数据据库库中中的的数数据据进进行行存存取取时时，只只能能通通过过执执行行相相应应的的数数据据库库命命令令或或应应用用程程序序来来实实现现。数数据据库库本本身身不不会会根根据据数数据据库库的的状状态态主主动动做做些些什什么么，因因而是被动的。而是被动的。然然而而在在许许多多实实际际应应用用领领域
179、域中中，例例如如计计算算机机集集成成制制造造系系统统，管管理理信信息息系系统统，办办公公自自动动化化中中常常常常希希望望数数据据库库系系统统在在紧紧急急情情况况下下能能够够根根据据数数据据库库的的当当前前状状态态，主主动动、适适时时地地作作出出反反应应，执执行行某某些些操操作作，向向用用户户提提供供某某些些信信息息。例例如如，前前面面提提到到的的仓仓库库管管理理系系统统就就是是这这样样。这这类类应应用用的的特特点点是是事事件件驱驱动动数数据据库库操操作作以以及及要要求求数数据据库库系系统支持涉及时间方面的约束条件。统支持涉及时间方面的约束条件。阶条瑶优踩栈缔栖衫扎葡井约样题矛致赤垮谋背辰鹏弥朋
180、轿君叙钢仔而拭数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件125返回返回为为此此，人人们们在在传传统统数数据据库库的的基基础础上上，结结合合人人工工智智能能技技术研制和开发了主动数据库。术研制和开发了主动数据库。所所谓谓主主动动数数据据库库就就是是批批除除了了完完成成一一切切传传统统数数据据库库的的服服务外，还具有各种主动服务功能的数据库系统。务外，还具有各种主动服务功能的数据库系统。1.8.2.2 1.8.2.2 主动数据库的实现主动数据库的实现主主动动数数据据库库的的目目标标旨旨在在提提供供对对紧紧急急情情形形及及时时反反应应的的功功能，同时又提高数据库管理系统的模块化程度。能，同时又提高数据
181、库管理系统的模块化程度。一一般般的的方方法法是是在在传传统统数数据据库库系系统统中中嵌嵌入入ECAECA规规则则，即即事事件条件动作（件条件动作（EventEventConditonConditonActionAction）。）。ECAECA规则可以表示为以下形式：规则可以表示为以下形式：WHEN IF THEN （或后跟一组IF-THEN规则）枕奸乞忽焰勇困趣泻匡尽锡欧马忘矮配惧其总壬授程廉柱汪棚镑崩估朗恶数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件126返回返回系系统统提提供供一一个个“自自动动监监视视”机机构构（一一般般可可以以是是一一个个直直接接由由操操作作系系统统控控制制的的独独立立进进
182、程程或或某某种种硬硬件件设设施施等等），它它主主动动地地不不时时地地检检查查着着这这些些规规则则中中包包含含的的各各种种事事件件是是否否已已经经发发生生，一一旦旦某某事事件件被被发发现现，系系统统就就主主动动触触发发执执行相应的行相应的IF-THENIF-THEN规则（或规则组）。规则（或规则组）。显显然然，此此时时DBMSDBMS本本身身就就可可主主动动履履行行一一些些预预先先由由用用户户设设定定的的动动作作，可可把把诸诸如如完完整整性性约约束束、存存取取控控制制、例例外外处处理理、触触发发警警告告、主主动动服服务务、状状态态开开关关切切换换乃乃至至复复杂杂的的演绎推理功能等以一种统一的机制
183、得以实现。演绎推理功能等以一种统一的机制得以实现。为为了了有有效效地地支支持持ECAECA规规则则，在在主主动动数数据据库库中中需需要要有有以以下下实现技术的支持：实现技术的支持：1 1知识模型知识模型所所谓谓知知识识模模型型是是指指在在主主动动数数据据库库管管理理系系统统中中描描述述、存存储、管理储、管理ECAECA规则的方法。规则的方法。为为此此，必必须须扩扩充充传传统统的的数数据据模模型型，使使之之能能支支持持对对ECAECA规规则的定义、操作及规则本身的一致性保证。则的定义、操作及规则本身的一致性保证。此外，知识模型还应支持有关时间的约束条件。此外，知识模型还应支持有关时间的约束条件。
184、剃嗅梭漏诲给警渊峡秧涵氢怂硕棉罕红蛹社漏萝软醛启怜浓橇蓉腑锥犯熔数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件127返回返回传传统统数数据据库库系系统统中中，数数据据模模型型的的描描述述能能力力有有限限，尽尽管管为为了了实实现现完完整整性性制制而而引引入入了了触触发发器器机机制制，但但触触发发器器和和主主动动数数据据库库中中规规则则相相比比表表达达能能力力低低。只只能能描描述述“更更新新单单个个关关系系”这这类类事事件件。也也不不区区分分事事件件和和条条件件。条条件件的的检检查查、动动作作的的执执行行总总是是在在触触发发之之后后立立即即执执行行或或事事物物提提交交前前执执行行，执执行行方方式式简简单
185、单。因因此此主主动动数数据据库库必必须须扩扩充充传统的数据模型，增加规则部分，即知识模型。传统的数据模型，增加规则部分，即知识模型。2 2执行模型执行模型执执行行模模型型指指ECAECA规规则则的的处处理理、执执行行方方式式，包包括括ECAECA规规则则中中事事件件条条件件、条条件件动动作作之之间间各各种种耦耦合合方方式式及及其其语语义义描描述述，规规则则的的动动作作和和用用户户事事务务的的关关系系。执执行行模模型型是是对传统事务模型的发展和扩充。对传统事务模型的发展和扩充。在在主主动动数数据据库库中中研研究究并并提提出出了了立立即即执执行行、延延时时执执行行、紧耦合紧耦合/ /松耦合等等多种
186、多样的执行松耦合等等多种多样的执行ECAECA规则的方式。规则的方式。丰丰富富多多样样的的执执行行模模型型使使用用户户可可以以灵灵活活地地定定义义主主动动数数据据库库的的行行为为，克克服服了了传传统统数数据据库库管管理理系系统统中中触触发发器器事事务务只能顺序执行其规则的不足。只能顺序执行其规则的不足。陇试黑隶诣节拈糙与峡闯趋讣承蔚缘褒咀粒阮滔葛褒采材九良墓络近镍晦数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件128返回返回3 3条件检测条件检测主主动动数数据据库库中中条条件件检检测测是是系系统统的的关关键键技技术术之之一一。主主动动数数据据库库中中条条件件复复杂杂，可可以以是是动动态态的的条条件件
187、、多多重重条条件件、交交叉叉条件。条件。所所谓谓交交叉叉是是指指条条件件可可以以互互相相覆覆盖盖，即即其其中中某某些些子子条条件件可可以以属属于于其其他他主主条条件件。因因此此高高效效地地对对条条件件求求值值是是系系统统的的目目标之一。标之一。4 4事物调度事物调度一一般般地地，事事物物调调动动是是指指如如何何控控制制事事务务的的执执行行次次序序，使使的的事务满足一定的约束条件。事务满足一定的约束条件。在在传传统统DBMSDBMS中中并并发发事事务务的的调调度度执执行行应应满满足足可可串串行行化化要要求求以保证数据库的一致性。以保证数据库的一致性。在在主主动动数数据据库库中中，对对事事务务的的
188、调调度度不不仅仅要要满满足足并并发发环环境境下下的的可可串串化化要要求求而而且且要要满满足足对对事事务务时时间间方方面面的的要要求求。例例如如事务中操作的开始时间、终止时间、所须的执行时间等。事务中操作的开始时间、终止时间、所须的执行时间等。椰怯牢否饵熔租缘皋聊倚捂锚掂宿茧赣罪坑爸沸竿唆轰熏婉闽辛抉本拘堆数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件129返回返回要要同同时时满满足足两两方方面面要要求求的的调调度度是是一一个个困困难难的的技技术术问问题题。它它要要综综合合传传统统数数据据库库的的并并发发控控制制技技术术和和实实时时操操作作系系统统中与时间要求有关的调度技术。中与时间要求有关的调度技术
189、。由由于于主主动动数数据据库库中中执执行行模模型型的的复复杂杂性性更更增增加加事事务务调调度度的的技技术术难难度度。为为此此要要研研究究一一种种新新的的框框架架或或新新的的调调度度模模型，以此为基础来建立调度策略、调度算法。型，以此为基础来建立调度策略、调度算法。由由于于事事务务调调度度要要满满足足时时间间方方面面的的要要求求，因因而而调调度度机机制制常常常常是是执执行行时时间间的的谓谓词词，而而对对执执行行时时间间估估计计的的代代价价模模型同样是尚未解决的难题。型同样是尚未解决的难题。5 5体系结构体系结构主主动动数数据据库库系系统统的的体体系系结结构构应应该该是是具具有有高高度度的的模模块
190、块性性和和灵灵活活性性。由由于于目目前前大大部部分分主主动动数数据据库库是是在在传传统统DBMSDBMS或或面面向向对对象象数数据据库库管管理理系系统统上上研研制制的的，其其体体系系结结构构大大多多是是扩扩充充DBMSDBMS的的事事务务管管理理部部件件、对对象象管管理理部部件件以以支支持持执行模型和知识模型。执行模型和知识模型。薯浪韦厌审妨患辟亚阎运技洼囊勉羔姐畜蚂朱沪岗吞拨兴鸣守却沫太慕拂数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件130返回返回6 6系统效率系统效率对对主主动动数数据据库库的的研研究究必必须须包包括括对对不不同同体体系系结结构构、算算法法运行效率的比较和评价。运行效率的比较和
191、评价。为为了了提提高高系系统统效效率率，正正在在研研究究的的课课题题有有如如：把把条条件件计计算算和和动动作作执执行行从从触触发发事事务务中中分分离离出出来来，启启发发式式事事务务调调度度算算法法，条条件件检检测测方方法法，以以及及在在分分布布环环境境和和多多处处理理机机环境下的系统资源分布策略，负载平衡的研究等等。环境下的系统资源分布策略，负载平衡的研究等等。系系统统效效率率是是主主动动数数据据库库研研究究中中一一个个重重要要问问题题。由由于于上上面面讨讨论论中中可可以以发发现现，在在设设计计各各种种算算法法和和在在体体系系结结构构的的选择方面，系统效率是主要的设计目标。选择方面，系统效率是
192、主要的设计目标。主动数据库是一个正在研究探索的新领域，许多概念主动数据库是一个正在研究探索的新领域，许多概念尚不成熟，不少技术难题尚未解决。尚不成熟，不少技术难题尚未解决。氏渍帽担隶火光坪翘踏购辩弛纠绸积壹址峦擒妓泌艰猪剖摩钳伺赂皿徐肇数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件131返回返回1.8.3多媒体数据库（多媒体数据库（MultimediaDatabase） “多多 媒媒 体体 ”译译 自自 2020世世 纪纪 8080年年 代代 初初 产产 生生 的的 英英 文文 词词“multimedia”“multimedia”。 多多媒媒体体是是在在计计算算机机控控制制下下把把文文字字、声声音音
193、、图图形形、图图象象、视视频频等等多多种种类类型型数数据据的的有有机机组组集集成成。其其中中数数字字、字字符符等等称称为为非非格格式式化化数数据据，文文本本、声声音音、图图形、图象、视频等称为非格式化数据。形、图象、视频等称为非格式化数据。数数据据库库从从传传统统的的企企业业管管理理扩扩展展到到CADCAD、CAMCAM等等多多种种非非传传统统的的应应用用领领域域。这这些些领领域域中中要要求求处处理理的的数数据据不不仅仅包包括括一一般般的的格格式式化化数数据据，还还包包括括大大量量不不同同媒媒体体上上的的非非格格式式化化数数据据。在在字字符符型型媒媒体体中中，信信息息是是由由数数字字与与字字母
194、母组组成成的的，要要按按照照数学字母的特征来处理。数学字母的特征来处理。在在图图形形媒媒体体中中，信信息息用用有有关关图图形形描描绘绘，其其中中包包括括几几何何信信息息与与非非几几何何信信息息，以以及及描描述述各各几几何何体体之之间间相相互互的的拓拓朴朴信信息息。这这些些不不同同媒媒体体上上的的信信息息具具有有不不同同的的性性质质与与特特性性，因因此此，如如何何组组织织存存在在于于不不同同媒媒体体上上的的信信息息，就就要要建建立立多多媒媒体数据库系统。体数据库系统。谓佐涂鞋莹剃稳晾烧无蕉楞戎系走研啮尧悉卜善沸瘤趣邪垢被阂踊奖刨当数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件132返回返回多多媒媒体体
195、数数据据库库是是指指能能够够存存储储和和管管理理相相互互关关联联的的多多媒媒体体数据的集合。数据的集合。这这些些数数据据集集合合语语义义丰丰富富、信信息息量量特特别别大大、管管理理过过程程复复杂杂，因因而而要要求求多多媒媒体体数数据据库库能能够够支支持持多多种种数数据据模模型型，能能够够存存储储多多种种类类型型的的多多媒媒体体数数据据，并并针针对对多多媒媒体体数数据据的的特特点点采采用用数数据据压压缩缩与与解解压压缩缩等等特特殊殊存存储储技技术术；同同时时，要要提提供供对对多多媒媒体体数数据据进进行行处处理理的的功功能能，包包括括查查询询、播播放放、编编辑辑等等功功能能，可可以以将将物物理理存
196、存储储的的信信息息以以多多媒媒体体方方式向用户表现和支付。式向用户表现和支付。多媒体数据库目前有三种结构：多媒体数据库目前有三种结构：v第第一一种种结结构构：由单独一个多媒体数据库管理系统来管理不同媒体的数据库以及对象空间。v第第二二种种结结构构：主辅DBMS体系结构。每一个媒体数据库由一个辅DBMS管理。另外有一个主DBMS来一体化所有的辅DBMS。用户在DBMS上使用多媒体数据库。对象空间由主DBMS来管理。旱获粕瀑靡傍蝉烩真理伦露士葱挑耍骸旱设妹溶窝嚎谩败鬼房锑庭付讥再数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件133返回返回v第第三三种种结结构构：协作DBMS体系结构。每个媒体数据库对应一
197、个DBMS，称为成员DBMS，每个成员放到外部软件模型中，外部软件模型提供通信、查询和修改的界面。用户可以在任一点上使用数据库。多多媒媒体体数数据据库库的的研研究究历历史史不不长长，但但却却是是计计算算机机科科学学技技术中方兴未艾的一个重要分支。术中方兴未艾的一个重要分支。从从理理论论上上说说，它它涉涉及及的的内内容容大大到到可可以以把把一一切切对对象象装装进进一一个个数数据据库库系系统统，因因而而所所遇遇到到的的问问题题极极其其，需需要要有有深深刻刻的的思思想想，不不但但不不技技术术问问题题，也也有有对对现现实实世世界界的的认认识识和理解问题。和理解问题。人人们们期期待待着着，随随着着多多媒
198、媒体体数数据据库库系系统统本本身身的的进进一一步步研研究究，随随着着不不同同介介质质集集成成的的进进一一步步实实现现，商商用用多多媒媒体体数数据据库库管管理理系系统统必必将将蓬蓬勃勃发发展展，多多媒媒体体数数据据库库领领域域必必将将在高科技方面上有越来越重要的地位。在高科技方面上有越来越重要的地位。瑶衰搔渤亥革喧掷耀莽鼠养贾伦鸥闭桶撕缮均皮骗凋译丑看骑怔垫艇窍伞数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件134返回返回通通过过上上述述对对数数据据库库系系统统的的介介绍绍，我我们们可可以以得得出出这这样样的的结结论论，传传统统的的数数据据库库技技术术和和其其他他计计算算机机技技术术相相互互结结合合、
199、相相互互渗渗透透，使使数数据据库库中中新新的的技技术内容层出不穷。术内容层出不穷。数数据据库库的的许许多多概概念念、技技术术内内容容、应应用用领领域域，甚甚至某些原理都有了重大的发展和变化。至某些原理都有了重大的发展和变化。新新的的数数据据库库技技术术不不断断涌涌现现，这这些些新新的的数数据据库库技技术术，有有力力地地提提高高了了数数据据库库的的功功能能、性性能能，并并使使数数据据库库的的应应用用领领域域得得到到极极大大的的发发展展。这这些些新新型型的数据库系统共同构成了数据库系统的大家族。的数据库系统共同构成了数据库系统的大家族。宗齿衡巳握嫩笺猩提绵茵磅告歹嘶晶吭滴系钠符窿骄仁站觉包弹沙烙请
200、屯数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件135返回返回本章概述了本章概述了信息信息、数据数据与与数据处理数据处理的基本概念，介绍的基本概念，介绍了数据管理技术发展的三个阶段，说明了数据库系统了数据管理技术发展的三个阶段，说明了数据库系统的优点。的优点。通过介绍数据库系统的组成，通过介绍数据库系统的组成，DBMS的功能与组成，的功能与组成，使读者了解数据库系统实质是一个人机系统，人的作使读者了解数据库系统实质是一个人机系统，人的作用特别是用特别是DBA的作用非常重要。的作用非常重要。数据库系统的三级抽象和二级映象保证了数据库系统数据库系统的三级抽象和二级映象保证了数据库系统的的逻辑独立性逻辑独立性和和物理独立性物理独立性。另外介绍了另外介绍了三种数据模型三种数据模型的区别，其中的区别，其中关系模型关系模型为广为广泛应用。泛应用。最后最后本章主要介绍了数据库新技术的主要内容和发展本章主要介绍了数据库新技术的主要内容和发展方向。方向。小小结结华松高泄辛胎贪毡沟只坯岂坤呕眉地酚赡趴利税惩裳背也礁慈陕棚安涤窝数据库原理与应用课件数据库原理与应用课件136
