数据库技术及应用：第1章 绪论

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1、 数据库技术及应用数据库技术及应用数据库技术及应用数据库技术及应用8/1/20241 数据库技术及应用数据库技术及应用内容安排内容安排 n第一章：绪论第一章：绪论n第二章：关系数据库第二章：关系数据库n第三章：第三章： SQL Server 2000n第四章：关系数据库语言第四章：关系数据库语言SQLn第五章：数据库设计第五章：数据库设计n第六章：数据库保护第六章：数据库保护n第七章：数据库技术的新发展及国产数据库第七章：数据库技术的新发展及国产数据库基本概念基本概念8/1/20242 数据库技术及应用数据库技术及应用第一章第一章 绪论绪论1.1 数据库系统概述数据库系统概述1.2 数据模型数

2、据模型1.3 数据库系统结构数据库系统结构1.4 数据库系统的组成数据库系统的组成1.5 小结小结8/1/20243 数据库技术及应用数据库技术及应用第一章第一章 学习目标学习目标对数据库技术的功能及实际应用有个整对数据库技术的功能及实际应用有个整体认识；体认识；理解并掌握数据库的常用术语及基本概理解并掌握数据库的常用术语及基本概念（念（Data、DB、DBMS、DBS等）等）理解数据库系统的特点理解数据库系统的特点掌握常用数据模型、三级模式和二级映掌握常用数据模型、三级模式和二级映像像8/1/20244 数据库技术及应用数据库技术及应用1.1 数据库系统概述数据库系统概述 1.1.1 1.1

3、.1 信息与社会信息与社会 1.1.2 1.1.2 数据库的基本概念数据库的基本概念 1.1.3 1.1.3 数据库系统的特点数据库系统的特点 1.1.41.1.4数据库管理系统的功能数据库管理系统的功能8/1/20245 数据库技术及应用数据库技术及应用 1.1.1 1.1.1 信息与社会（自学）信息与社会（自学）n数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支最新技术，是计算机科学的重要分支n数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透现极大地促进了

4、计算机应用向各行各业的渗透n数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志标志8/1/20246 数据库技术及应用数据库技术及应用n数据管理数据管理n对对数数据据进进行行分分类类、组组织织、编编码码、存存储储、检检索索和和维维护护，是数据处理的中心问题是数据处理的中心问题n数据库技术已经经历了三次演变：数据库技术已经经历了三次演变： 层次数据库和网状数据库层次数据库和网状数据库 关系数据库关系数据库 面向对象数据库和网络数据库面向对象数据库和网络数据库8/1/20247 数据库

5、技术及应用数据库技术及应用1.1.1 信息与社会信息与社会n计算机能够处理的数据都是以二进制的计算机能够处理的数据都是以二进制的形式存储在计算机中的，而我们在现实形式存储在计算机中的，而我们在现实生活中所面对的所有事物都是能够实实生活中所面对的所有事物都是能够实实在在看得见的，怎样把现实生活中的事在在看得见的，怎样把现实生活中的事物存储在计算机中？物存储在计算机中？现实世界现实世界（事物）（事物）信息世界信息世界(信息信息)数据世界数据世界(数据数据)抽象抽象转换转换概念模型概念模型数据模型数据模型8/1/20248 数据库技术及应用数据库技术及应用2. 信息世界中的基本概念信息世界中的基本概

6、念 (1) 实体（实体（Entity） 客观存在并可相互区别的事物称为实体。客观存在并可相互区别的事物称为实体。可以是具体的人、事、物或抽象的概念。可以是具体的人、事、物或抽象的概念。(2) 属性属性（Attribute） 实体所具有的某一特性称为属性。实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。一个实体可以由若干个属性来刻画。 (3) 码（码（Key） 唯一标识实体的唯一标识实体的属性集属性集称为码。称为码。（4）实体集（）实体集（Entity Set） 同型实体的集合称为实体集，如：全体学生同型实体的集合称为实体集，如：全体学生 8/1/20249 数据库技术及应用数据库

7、技术及应用信息世界和机器世界的术语的对应关系：信息世界和机器世界的术语的对应关系：信息世界信息世界机器世界机器世界实体实体属性属性实体集实体集码码记录记录字段字段文件文件主健（码）主健（码）8/1/202410 数据库技术及应用数据库技术及应用学号学号 姓名姓名 性别性别 专业专业200133102 张强张强 男男 计算机计算机 200133103 李丽李丽 女女 计算机计算机 200133104 王新王新 男男 计算机计算机 学生学生实体实体属性属性码码实实体体集集字段字段记录记录实例实例8/1/202411 数据库技术及应用数据库技术及应用1.1.2数据库的基本概念数据库的基本概念q数据数

8、据( (Data)Data)q数据库数据库( (Database)Database)q数据库管理系统数据库管理系统( (DBMS)DBMS)q数据库系统数据库系统( (DBS)DBS)q数据库系统管理员（数据库系统管理员（DBADBA）8/1/202412 数据库技术及应用数据库技术及应用一、数据一、数据n数据数据(Data)是数据库中存储的基本对象是数据库中存储的基本对象n定义定义n记录现实世界的信息并可以被识别的符号记录现实世界的信息并可以被识别的符号n表现形式表现形式n文字、图形、图象、声音等文字、图形、图象、声音等n数据的特点数据的特点n数据与其语义是不可分的数据与其语义是不可分的8/

9、1/202413 数据库技术及应用数据库技术及应用数据举例数据举例n学生档案中的学生记录学生档案中的学生记录（李明，男，李明，男，19721972，江苏，计算机系，江苏，计算机系，19901990）n数据的解释数据的解释n语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间别、入学时间n解释：李明是个大学生，解释：李明是个大学生，19721972年出生，江苏人年出生，江苏人，19901990年考入计算机系年考入计算机系8/1/202414 数据库技术及应用数据库技术及应用二、数据库（举例）二、数据库（举例）8/1/202415 数据库技术及应用数

10、据库技术及应用二、数据库二、数据库(续续) 人人们们收收集集并并抽抽取取出出一一个个应应用用所所需需要要的的大大量量数数据据之之后后，应应将将其其保保存存起起来来以以供供进进一一步步加加工工处处理理，进一步抽取有用信息进一步抽取有用信息n数据库的定义数据库的定义n数数据据库库(Database,简简称称DB)是是长长长长期期期期储储存存在在计计算机内、有算机内、有组织组织组织组织的、可的、可共享共享共享共享的数据集合的数据集合？思考：数据库中思考：数据库中存储的是什么存储的是什么8/1/202416 数据库技术及应用数据库技术及应用三、数据库管理系统（三、数据库管理系统（DBMS)n定义定义n

11、数数据据库库管管理理系系统统（Database Database Management Management SystemSystem，简简称称DBMSDBMS）是是位位于于用用户户与与操操作作系系统统之之间间的的一一系系列列以以统统一一的的方方式式管管理理和和维维护护数数据据库中数据的软件集合。库中数据的软件集合。nDBMS的用途n科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据8/1/202417 数据库技术及应用数据库技术及应用四、数据库系统四、数据库系统n什么是数据库系统什么是数据库系统n数数据据库库系系统统（Database Database Sy

12、stemSystem，简简称称DBSDBS）是是指指在在计计算算机机系统中引入数据库后的系统。系统中引入数据库后的系统。 注注 在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。n数据库系统的构成数据库系统的构成n由由数数据据库库、数数据据库库管管理理系系统统、应应用用系系统统、数数据据库库的的软软硬硬件件支撑环境支撑环境、数据库管理员和用户数据库管理员和用户构成。构成。8/1/202418 数据库技术及应用数据库技术及应用数据库系统数据库系统(续续)n数据库系统构成图示数据库系统构成图示DBOSDBMS应用开发工具应用开发工具应用系统应用系统

13、DBAUserUserUser？思考：数思考：数据库、数据据库、数据库管理系统、库管理系统、数据库系统数据库系统之间的联系之间的联系负责数据库负责数据库的建立、使的建立、使用和维护的用和维护的专门的人员。专门的人员。8/1/202419 数据库技术及应用数据库技术及应用五、数据库系统管理员五、数据库系统管理员定义定义 数据库系统管理员是指专门从事数据库的设计、数据库系统管理员是指专门从事数据库的设计、建立、管理、维护和协调各用户对数据库的要求等建立、管理、维护和协调各用户对数据库的要求等工作的人员。工作的人员。8/1/202420 数据库技术及应用数据库技术及应用1.1.3数据库系统的特点数据

14、库系统的特点n特点特点n数据结构化数据结构化 与文件系统的根本区别与文件系统的根本区别传统文件系统中数据最小单位是：记录；而数据库传统文件系统中数据最小单位是：记录；而数据库系统中能细化到数据项系统中能细化到数据项文件系统中，记录内部有了某些结构，但记录之间文件系统中，记录内部有了某些结构，但记录之间没有联系；数据库系统不仅要描述数据本身，还要没有联系；数据库系统不仅要描述数据本身，还要描述数据之间的联系描述数据之间的联系例：例：12班班信息学院信息学院男男张三张三90028/1/202421 数据库技术及应用数据库技术及应用数据库系统的特点（续数据库系统的特点（续）n数据的共享性高，冗余度低

15、，易扩充数据的共享性高，冗余度低，易扩充数据面向整个系统数据面向整个系统减少数据的不一致性减少数据的不一致性易于扩充，适应不同用户的需求易于扩充，适应不同用户的需求8/1/202422 数据库技术及应用数据库技术及应用数据库系统的特点（续）数据库系统的特点（续）n数据独立性高数据独立性高物理独立性物理独立性n指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变序不用改变。逻辑独立性逻辑独立性n指指用用户户的的应应用用程程序序与与数数据据库库的的逻逻辑辑结结构构是

16、是相相互互独独立立的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。8/1/202423 数据库技术及应用数据库技术及应用数据库系统的特点（续）数据库系统的特点（续）nDBMS对数据统一管理和控制对数据统一管理和控制数据的安全性数据的安全性（Security）保护保护数据的完整性数据的完整性（Integrity）检查检查 数据完整性：数据的正确性、有效性和相容性。数据完整性：数据的正确性、有效性和相容性。并发并发（Concurrency）控制控制数据库恢复数据库恢复（Recovery）8/1/202424 数据库技术及应用数据库技术及应用应用程序与数据的

17、对应关系应用程序与数据的对应关系(数据库系统数据库系统)DBMS应用程序应用程序1应用程序应用程序2数据库数据库8/1/202425 数据库技术及应用数据库技术及应用1.1.4数据库管理系统的功能数据库管理系统的功能nDBMS的用途的用途n数据组织、存储和管理数据组织、存储和管理 数据库中存放的数据有数据字典、用户数据、存取路径等数据库中存放的数据有数据字典、用户数据、存取路径等n数据定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) DDL) 8/1/202426 数据库技术及应用数据库技术及应用n数据操纵功能数据操纵功能: 提供数据操纵语言提供数据操纵语言( (DML)m

18、anipulationDML)manipulation 操纵数据实现对数据库的基本操作操纵数据实现对数据库的基本操作( (查询、插入、删除查询、插入、删除和修改和修改) )n数据库的运行管理数据库的运行管理 保证数据的安全性、完整性，保证数据的安全性、完整性， 多用户对数据的并发使用，系统恢复多用户对数据的并发使用，系统恢复8/1/202427 数据库技术及应用数据库技术及应用n数据库的建立和维护功能数据库的建立和维护功能(实用程序实用程序) 数据输入、转换、转储、恢复、重组及性能数据输入、转换、转储、恢复、重组及性能监视、分析功能等监视、分析功能等n数据通信接口数据通信接口8/1/20242

19、8 数据库技术及应用数据库技术及应用 1.2 数据（库）模型数据（库）模型 1.2.1常用数据（库）模型 1.2.2概念模型与E-R方法 1.2.3 常用数据模型 8/1/202429 数据库技术及应用数据库技术及应用1.2数据模型数据模型n数据（库）模型是数据库系统的核心和基础数据（库）模型是数据库系统的核心和基础n在数据库中用数据模型这个工具来在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟实世界的模拟n数据（库）模型应满足三方面要求数据（库）模型应满足三方面要求n能比较能

20、比较真实真实地模拟现实世界地模拟现实世界n容容易易为人所为人所理解理解n便于在计算机上便于在计算机上实现实现8/1/202430 数据库技术及应用数据库技术及应用数据模型数据模型(续续)n数据（数据（库库）模型分成两个不同的层次）模型分成两个不同的层次(1) 概念模型概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。对数据和信息建模。 (2) 数据模型数据模型 主要包括主要包括网状模型网状模型、层次模型层次模型、关系关系模型模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。等，它是按计算机系统的观点对数据建模。 8/1/202431 数据库技术及应用数据库技术

21、及应用数据模型数据模型(续续)n客观对象的抽象过程客观对象的抽象过程-两步抽象两步抽象n现实世界中的客观对象抽象为概念模型；现实世界中的客观对象抽象为概念模型；n把概念模型转换为某把概念模型转换为某一一DBMS支持的数据模型。支持的数据模型。 概概念念模模型型是是现现实实世世界界到到机机器器世世界界的的一一个个中中间间层层次次。（信息世界的模型）（信息世界的模型）8/1/202432 数据库技术及应用数据库技术及应用1.2.2 概念模型与概念模型与E-R方法方法1. 概念模型概念模型2. 信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念3. 概念模型的表示方法概念模型的表示方法8/1/202433 数

22、据库技术及应用数据库技术及应用1. 概念模型概念模型n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是现实世界到机器世界的一个中间层次是现实世界到机器世界的一个中间层次n是数据库设计的有力工具是数据库设计的有力工具n数据库设计人员和用户之间进行交流的语言数据库设计人员和用户之间进行交流的语言n对概念模型的基本要求对概念模型的基本要求n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的各种语义知识中的各种语义知识n简单、清晰、易于用户理解。简单、清晰、易于用户理解。8/1/202434 数据库技术及应用数据库技术及应用2

23、. 信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念 (1) 实体（实体（Entity） 客观存在并可相互区别的事物称为实体。客观存在并可相互区别的事物称为实体。可以是具体的人、事、物或抽象的概念可以是具体的人、事、物或抽象的概念。(2) 属性属性（Attribute） 实体所具有的某一特性称为属性。实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。一个实体可以由若干个属性来刻画。 (3) 码（码（Key） 唯一标识实体的唯一标识实体的属性集属性集称为码。称为码。 8/1/202435 数据库技术及应用数据库技术及应用信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(续续)(4) 域（域（Doma

24、in） 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。 (5) 实体型（实体型（Entity Type） 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型同类实体称为实体型(6) 实体集（实体集（Entity Set） 同型实体的集合称为实体集，如：全体学生同型实体的集合称为实体集，如：全体学生8/1/202436 数据库技术及应用数据库技术及应用信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(续续)(7) 联系联系（Relationship） 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体

25、内部的联系和实体之间的联系中反映为实体内部的联系和实体之间的联系实体型间联系实体型间联系 两个实体型两个实体型 一对一联系一对一联系（1:1） 三个实体型三个实体型 一对多联系一对多联系（1:n） 一个实体型一个实体型 多对多联系（多对多联系（m:n） 8/1/202437概念模型实例概念模型实例学号学号 姓名姓名 性别性别 专业专业200133102 张强张强 男男 计算机计算机 200133103 李丽李丽 女女 计算机计算机 200133104 王新王新 男男 计算机计算机 学生学生课程号课程号 课程名课程名 选课学生选课学生120101 数据结构数据结构 200133102120102

26、 组成原理组成原理 200133104选课选课实体实体属性属性码码域（男，域（男，女）女）实体型实体型实实体体集集联系联系8/1/202438 数据库技术及应用数据库技术及应用3. 概念模型的表示方法概念模型的表示方法n概念模型的表示方法很多概念模型的表示方法很多n实体联系方法实体联系方法(E-R方法方法)n用用E-RE-R图来描述现实世界的概念模型图来描述现实世界的概念模型nE-RE-R方法也称为方法也称为E-RE-R模型模型n实体型实体型n用用矩形矩形表示，矩形框内写明实体名。表示，矩形框内写明实体名。例：例：学生学生教师教师8/1/202439 数据库技术及应用数据库技术及应用E-R图图

27、(续续)n属性属性n用用椭圆椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来体连接起来学生学生学号学号年龄年龄性别性别姓名姓名8/1/202440 数据库技术及应用数据库技术及应用E-R图图(续续)n联系联系n联系本身联系本身：用用菱形菱形表示，菱形框内写明联系名，表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型边旁标上联系的类型（1:1、1:n或或m:n） n联系的属性联系的属性：联系本身也是一种实体型，也可以联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性

28、也要有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来用无向边与该联系连接起来 8/1/202441 数据库技术及应用数据库技术及应用联系属性的表示方法联系属性的表示方法课程课程选修选修学生学生mn成绩成绩8/1/202442 数据库技术及应用数据库技术及应用实体型实体型A实体型实体型B联系名联系名1n班级班级学生学生学习学习1n实体型实体型A实体型实体型B联系名联系名mn老师老师学生学生授课授课mn实体型实体型A实体型实体型B联系名联系名11班长班长班级班级任职任职11一对一一对一一对多一对多多对多多对多两个实体型间的联系两个实体型间的联系8/1/202443 数据库技术及

29、应用数据库技术及应用多个实体型间的联系多个实体型间的联系(续续)n多个实体型间的一对多联系多个实体型间的一对多联系课程课程教员教员参考书参考书讲授讲授1mn8/1/202444 数据库技术及应用数据库技术及应用多个实体型间的联系多个实体型间的联系(续续)n多个实体型间的一对一联系多个实体型间的一对一联系多个实体型间的多对多联系多个实体型间的多对多联系供应商供应商项目项目零件零件供应供应mnp家庭家庭父亲父亲母亲母亲属于属于1118/1/202445 数据库技术及应用数据库技术及应用同一实体集内各实体间的联系同一实体集内各实体间的联系n一对多联系一对多联系n实例实例职工职工领导领导1nn一对一联

30、系（自己举例）一对一联系（自己举例）n多对多联系（自己举例）多对多联系（自己举例）实体型实体型1联系名联系名mn8/1/202446E-R图实例图实例物资管理物资管理(1) 仓库：仓库：属性有仓库号、面积、电话属性有仓库号、面积、电话(2) 零件：零件：属性有零件号、名称、规格、单价、描述属性有零件号、名称、规格、单价、描述(3) 供应商：供应商：属性有供应商号、姓名、地址、电话、帐号属性有供应商号、姓名、地址、电话、帐号(4) 项目：项目：属性有项目号、预算、开工日期属性有项目号、预算、开工日期(5) 职工：职工：属性有职工号、姓名、出生日期、职称属性有职工号、姓名、出生日期、职称仓库仓库仓

31、库号仓库号 面积面积电话电话零件零件零件号零件号 名称名称规格规格单价单价描述描述供应商供应商供应商号供应商号姓名姓名地址地址电话电话帐号帐号项目项目项目号项目号 预算预算开工日期开工日期职工职工职工号职工号姓名姓名出生日期出生日期职称职称8/1/202447E-R图实例图实例物资管理物资管理联系联系1：仓库和零件仓库和零件实体：实体：仓库、零件、供应商、项目、职工仓库、零件、供应商、项目、职工存放存放零件零件仓库仓库mn联系联系2：仓库和职工仓库和职工工作工作职工职工1n供应供应供应商供应商项目项目mnp供应量供应量1领导领导n联系联系3：零件、供应商、项目零件、供应商、项目联系联系4：职工

32、之间职工之间返回8/1/202448 数据库技术及应用数据库技术及应用1.2.3 常用数据模型常用数据模型n非关系模型非关系模型n层次模型（层次模型（Hierarchical Model）n网状模型网状模型(Network Model )数据结构：数据结构：以基本层次联系为基本单位以基本层次联系为基本单位 基基本本层层次次联联系系：两两个个记记录录以以及及它它们们之之间间的的一一对对多多（包括一对一（包括一对一) )的联系的联系n关系模型关系模型(Relational Model) 数据结构：表数据结构：表n*面向对象模型面向对象模型(Object Oriented Model） 数据结构：对

33、象数据结构：对象8/1/202449 数据库技术及应用数据库技术及应用一、层次数据模型一、层次数据模型 1 根结点根结点 2 兄弟结点兄弟结点 3 叶结点叶结点 4 兄弟结点兄弟结点 5 叶结点叶结点 叶结点叶结点R1是是R2,R3的双亲结点的双亲结点R2是是R4,R5的双亲结点的双亲结点8/1/202450 数据库技术及应用数据库技术及应用层次数据模型的数据结构层次数据模型的数据结构n层次模型（树型模型）层次模型（树型模型） 满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。1. 1. 有有且且只只有有一一个个结结点点没没有有双双亲亲结结点点，这

34、这个个结结点点称称为为根结点根结点2. 2. 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点根以外的其它结点有且只有一个双亲结点n层次模型中的几个术语层次模型中的几个术语n根结点，双亲结点，兄弟结点根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点叶结点8/1/202451 数据库技术及应用数据库技术及应用层次数据模型的数据结构层次数据模型的数据结构(续）续）n表示方法表示方法 实体型实体型：用记录类型描述。每个结点表示一个记录类型。用记录类型描述。每个结点表示一个记录类型。属性属性：用字段描述。每个记录类型可包含若干个字段用字段描述。每个记录类型可包含若干个字段。联联系系：用用结结点点之之间间的的连连线线表表示示记记

35、录录（类类）型型之之间间的的一一对对多多的联系（的联系（1:1:n)n)8/1/202452 数据库技术及应用数据库技术及应用层次模型示例层次模型示例地址系名系号教研室名教研室号年级姓名学号职称姓名职工号系教研室学生教员1 : N联系实体型层次模型就是以记录为接点、以层次模型就是以记录为接点、以记录之间的联系为边的有向树。记录之间的联系为边的有向树。8/1/202453 数据库技术及应用数据库技术及应用层次模型的优缺点层次模型的优缺点n优点优点 数据模型比较简单，操作简单。对于实体间联系数据模型比较简单，操作简单。对于实体间联系是固定的，且预先定义好的应用系统，性能较高。是固定的，且预先定义好

36、的应用系统，性能较高。提供良好的完整性支持。提供良好的完整性支持。n缺点缺点n 只允许自顶向下的查询，查询复杂，耗时，从只允许自顶向下的查询，查询复杂，耗时，从而增加程序编写调试的负担。而增加程序编写调试的负担。n对数据记录之间多对多、多对一的联系，时间冗对数据记录之间多对多、多对一的联系，时间冗余大。余大。8/1/202454 数据库技术及应用数据库技术及应用二、网状数据模型二、网状数据模型 1 2 R3 L1 L2 R1 R1 R2R2 L3L3 L1 L2 L1 L2 R3R3 L4L4 R4 R4 R5R5 v表示方法（与层次数据模型相同）表示方法（与层次数据模型相同） 1 L1 L2

37、 R28/1/202455 数据库技术及应用数据库技术及应用网状数据模型的数据结构网状数据模型的数据结构n网状模型网状模型满满足足下下面面两两个个条条件件的的基基本本层层次次联联系系的的集集合合为为网状模型。网状模型。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. 一个结点可以有多于一个的双亲一个结点可以有多于一个的双亲。网状模型是层次模型的一般形式。网状模型是层次模型的一般形式。8/1/202456 数据库技术及应用数据库技术及应用网状数据模型的数据结构网状数据模型的数据结构(续）续）学生宿舍学生宿舍学生学生教研室教研室系系教师教师人人树树种种植植砍砍伐伐父母父母

38、子女子女养养育育赡赡养养8/1/202457 数据库技术及应用数据库技术及应用网状模型的优缺点网状模型的优缺点n优点优点n能能够够更更为为直直接接地地描描述述现现实实世世界界，具具有有良良好好的的性能，存取效率较高性能，存取效率较高n缺点缺点n结构比较复杂，数据独立性差结构比较复杂，数据独立性差，DDLDDL、DMLDML语语言复杂，用户不容易使用言复杂，用户不容易使用8/1/202458 数据库技术及应用数据库技术及应用三、关系模型三、关系模型n最最重重要要的的一一种种数数据据模模型型。也也是是目目前前主主要要采用的数据模型采用的数据模型n1970年年由由美美国国IBM公公司司San Jos

39、e研研究究室的研究员室的研究员E.F.Codd提出提出n本课程的重点本课程的重点8/1/202459 数据库技术及应用数据库技术及应用关系数据模型的数据结构关系数据模型的数据结构 n在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表，它由行和列组成。维表，它由行和列组成。8/1/202460 数据库技术及应用数据库技术及应用关系模型的基本概念关系模型的基本概念n关系关系（Relation）一个关系对应通常说的一张表一个关系对应通常说的一张表。n元组（元组（Tuple）表中的一行即为一个元组。表中的一行即为一个元组。n属属性性（Attribute）表表

40、中中的的一一列列即即为为一一个个属属性性，给给每每一一个个属属性性起一个名称即属性名。起一个名称即属性名。n主主码（码（Key）表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。n域域（Domain）属性的取值范围。属性的取值范围。n分量分量元组中的一个属性值。元组中的一个属性值。n关系模式关系模式对关系的描述对关系的描述关系名（属性关系名（属性1，属性，属性2，属性，属性n）例：学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）例：学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）8/1/202461 数据库技术及应用数据库技术及应用关系关系关系模型中，通常把二维表称为关系模型中

41、，通常把二维表称为关系关系。一个关系如果有一个关系如果有k个属性则称为个属性则称为k元关系。元关系。关系的性质关系的性质1）没有两个元组在各个属性上的值是完全相同的）没有两个元组在各个属性上的值是完全相同的2）行的次序无关）行的次序无关3）列的次序无关）列的次序无关8/1/202462 数据库技术及应用数据库技术及应用三个世界中的同一意义，不同概念的对照三个世界中的同一意义，不同概念的对照现实世界信息世界机器世界具体的事物实体记录（行）、元组多个具体的事物 实体集多条记录（多行）特征、属性属性字段（列）实体实体型关系模式码码、主健码、主健200133102 张强 男 计算机200133102

42、张强 男 计算机200133103 李丽 女 计算机200133104 王新 男 计算机 学号，姓名，性别等学生（学号，姓名，性别，专业）注：再不引起混淆的情况下我们通常把信息世界注：再不引起混淆的情况下我们通常把信息世界中的实体型简称为实体。中的实体型简称为实体。8/1/202463 数据库技术及应用数据库技术及应用关系数据模型的数据结构关系数据模型的数据结构(续）续）n实体及实体间的联系的表示方法实体及实体间的联系的表示方法n实体型实体型：直接用关系（表）表示。直接用关系（表）表示。n属性属性：用属性名表示。用属性名表示。n一对一、一对多联系一对一、一对多联系：隐含在实体对应的关系中。隐含

43、在实体对应的关系中。n多对多联系多对多联系：直接用关系表示。直接用关系表示。例如：学生与课程之间的多对多的联系表示如下：例如：学生与课程之间的多对多的联系表示如下： 学生学生（学号，姓名，年龄，性别，系和年级）（学号，姓名，年龄，性别，系和年级） 课程课程（课程号，课程名，学分）（课程号，课程名，学分） 选课（学号，课程号，成绩）选课（学号，课程号，成绩）系、系主任、系、系主任、系与系主任间系与系主任间的一对一联系的一对一联系学生、系、系与学生之间的一对多联系：学生、系、系与学生之间的一对多联系：学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）系系 (系号，

44、系名，办公地点系号，系名，办公地点)8/1/202464 数据库技术及应用数据库技术及应用关系数据模型的数据结构关系数据模型的数据结构(续）续）n关系必须是规范化的，满足一定的规范条件关系必须是规范化的，满足一定的规范条件最最基基本本的的规规范范条条件件：关关系系的的每每一一个个分分量量必必须须是是一一个个不不可分的数据项。可分的数据项。非关系模型非关系模型非关系模型非关系模型8/1/202465 数据库技术及应用数据库技术及应用4.关系模型的优缺点关系模型的优缺点n优点优点：n 关系模型是建立在严格的关系代数的基础上的。关系模型是建立在严格的关系代数的基础上的。n 概念单一，其数据结构简单、

45、清晰。概念单一，其数据结构简单、清晰。n 关系模型的存取路径对用户透明，从而具有更高的关系模型的存取路径对用户透明，从而具有更高的数据独立性，更好的安全保密性，也简化了程序员的数据独立性，更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。工作和数据库开发建立的工作。n 缺点缺点： 由于存取路径对用户透明，查询效率往往不如非关系数由于存取路径对用户透明，查询效率往往不如非关系数据模型。因此为了提高性能，必须对用户的查询请求进行据模型。因此为了提高性能，必须对用户的查询请求进行优化。优化。 8/1/202466 数据库技术及应用数据库技术及应用1.2.4 数据模型三要素数据模型三要素n

46、数据结构数据结构 即所研究的对象类型的集合。是对系统即所研究的对象类型的集合。是对系统静态特性静态特性的描述。的描述。n数据操作数据操作 即对数据库中各种对象（型）的实例即对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的（值）允许执行的操作操作及有关的及有关的操作规则。分检索和操作规则。分检索和更新（包括插入、删除、修改）两类。是对系统更新（包括插入、删除、修改）两类。是对系统动态动态特性特性的描述。的描述。 数据模型数据模型是严格定义的一组概念的集合，由是严格定义的一组概念的集合，由数据结构数据结构、数据操作数据操作和和完整性约束完整性约束三部分组成。三部分组成。8/1/202467 数据库技

47、术及应用数据库技术及应用数据模型的组成要素（续）数据模型的组成要素（续）n数据的约束条件数据的约束条件n即一组完整性规则的集合。即一组完整性规则的集合。n完整性规则用以限定符合数据模型的数据库状态以完整性规则用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。n反映和规定本反映和规定本数据模型数据模型必须遵守的基本的通用的完必须遵守的基本的通用的完整性约束条件。整性约束条件。8/1/202468 数据库技术及应用数据库技术及应用200133102 张强张强 男男 计算机计算机 学号学号 姓名姓名 性别性别 专业专业数据结构数

48、据结构（静态特性）（静态特性）200133103 李丽李丽 女女 计算机计算机 200133104 王新王新 男男 计算机计算机 添加、删添加、删除、修改、除、修改、查询查询数据不填或内容不不填或内容不为为“男男”或或“女女”则不允许则不允许写入写入数据模型实例数据模型实例8/1/202469 数据库技术及应用数据库技术及应用1.3数据库系统结构数据库系统结构n1.3.1数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构n1.3.2 数数据据库库的的二二级级映映像像与与数数据据独独立立性性8/1/202470 数据库技术及应用数据库技术及应用1.3.1数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式

49、结构8/1/202471 数据库技术及应用数据库技术及应用1模式模式（Schema）n模式（也称逻辑模式）模式（也称逻辑模式）n数据库中数据库中全体全体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n一个数据库只有一个数据库只有一个模式一个模式n模式的地位：模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层是数据库系统模式结构的中间层n与与数数据据的的物物理理存存储储细细节节和和硬硬件件环环境境、具具体体的的应应用用程程序序、开发工具及高级程序设计语言无关开发工具及高级程序设计语言无关n模式的定义包括：模式的定义包括： 数数据据的的逻逻辑辑结结构构、数数据据之之间间的的联联系系、数数据据有有关关的

50、的安安全全性性、完整性要求完整性要求8/1/202472 数据库技术及应用数据库技术及应用2. 外模式外模式（External Schema）n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）n数数据据库库用用户户（包包括括应应用用程程序序员员和和最最终终用用户户）使使用用的的局局部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n数数据据库库用用户户的的数数据据视视图图，是是与与某某一一应应用用有有关关的的数数据据的的逻逻辑表示辑表示n通常是模式的子集，一个数据库可以有通常是模式的子集，一个数据库可以有多个外模式多个外模式n外模式的地位：介于模式与应用之间外模式的地位：介于

51、模式与应用之间n模式与外模式的关系：一对多模式与外模式的关系：一对多n外模式与应用的关系：一对多外模式与应用的关系：一对多n外模式的用途：保证数据库安全性的一个有力措施。外模式的用途：保证数据库安全性的一个有力措施。8/1/202473 数据库技术及应用数据库技术及应用3内模式内模式（Internal Schema）n内模式（也称存储模式内模式（也称存储模式）n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n是数据在数据库内部的表示方式，例如：是数据在数据库内部的表示方式，例如：n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 B树树结结构构存存储储，按按hashha

52、sh方法存储）方法存储）n索引的组织方式索引的组织方式n数据是否压缩存储数据是否压缩存储n数据是否加密数据是否加密n数据存储记录结构的规定数据存储记录结构的规定n一个数据库只有一个数据库只有一个一个内模式内模式8/1/202474 数据库技术及应用数据库技术及应用1.3.2数据库的二级映像与数据独立性数据库的二级映像与数据独立性n三级模式是对数据的三个抽象级别三级模式是对数据的三个抽象级别n二级映像在二级映像在DBMSDBMS内部实现这三个抽象层次的联系和转换内部实现这三个抽象层次的联系和转换三级模式与二级映像三级模式与二级映像外模式外模式1外模式外模式3外模式外模式2模式模式内模式内模式外模

53、式外模式/ /模式映像模式映像模式模式/ /内模式映像内模式映像8/1/202475二级映像二级映像定义定义个数个数描述位置描述位置作用作用外模式外模式/模式映像模式映像定义该外定义该外模式与模模式与模式之间的式之间的对应关系对应关系对应每个对应每个外模式，外模式，只有一个只有一个通常包含通常包含在各自外在各自外模式的描模式的描述中述中保证数据保证数据与程序的与程序的逻辑独立逻辑独立性性模式模式/内内模式映像模式映像定义模式定义模式与内模式与内模式之间的对之间的对应关系应关系唯一唯一通常包含通常包含在模式的在模式的描述中描述中保证数据保证数据与程序的与程序的物理独立物理独立性性二级映象二级映象

54、8/1/202476 数据库技术及应用数据库技术及应用外模式模式映像的用途外模式模式映像的用途保证数据的逻辑独立性保证数据的逻辑独立性n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式模式映像，使模式模式映像，使外模式保持不变外模式保持不变n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，保保证证了了数数据据与与程程序序的的逻逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性辑独立性，简称数据的逻辑独立性。8/1/202477 数据库技术及应用数据库技术及应用模式内模式映像的用途模式内模式映像的用途保证数据的物理独立性保证

55、数据的物理独立性n当当数数据据库库的的存存储储结结构构改改变变了了（例例如如选选用用了了另另一一种种存存储储结结构构），数数据据库库管管理理员员修修改改模模式式内模式映像，使内模式映像，使模式保持不变模式保持不变n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独立性，简称数据的物理独立性。理独立性，简称数据的物理独立性。8/1/202478 数据库技术及应用数据库技术及应用1.4 数据库系统的组成数据库系统的组成n硬件平台及数据库硬件平台及数据库n数据库管理系统数据库管理系统n应用系统（及其开发工具）应用系统（及其开发工具）n数据库管理员数据库管理员n（用户）（用

56、户）n数据库管理员数据库管理员n系统分析员系统分析员n数据库设计人员数据库设计人员n应用程序员应用程序员n(最终用户最终用户)8/1/202479 数据库技术及应用数据库技术及应用小结小结n数据库系统概述数据库系统概述n数据库的基本概念数据库的基本概念n数据库系统的特点数据库系统的特点n数据模型数据模型n数据模型的三要素数据模型的三要素n概念模型，概念模型， E-R 模型模型n三种主要数据模型三种主要数据模型8/1/202480 数据库技术及应用数据库技术及应用小结小结(续续)n数据库系统的结构数据库系统的结构n数据库系统三级模式结构数据库系统三级模式结构n数据库系统的二级映象功能数据库系统的二级映象功能n数据库系统的组成数据库系统的组成8/1/202481