【正文】 電話號 職 工 職工號 姓名 年齡 職稱 零 件 零件號 名稱 規(guī)格 單價 描 述 庫存 庫存量 m n 工作 1 n 領導 1 n 供應 供應量 m n p 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 21 二、數(shù)據(jù)模型 是對現(xiàn)實世界進行抽象的工具，它按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模，用于提供數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中信息表示和操作手段的形式框架，主要用于 DBMS的實現(xiàn)，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎。 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 16 如： 車牌號 名稱 車主 豫 A00001 豐田 張三 （ 3）幾點說明 ? 區(qū)分型與值的實質(zhì) ? DBS中討論的重點是型 ? 通常只說實體、記錄，含義根據(jù)上下文自明 實體間的聯(lián)系 ? 實體內(nèi)部的聯(lián)系 （屬性間的聯(lián)系）： 反映在數(shù)據(jù)上就是記錄內(nèi)部數(shù)據(jù)項間的聯(lián)系 ? 實體之間的聯(lián)系 ： 反映在數(shù)據(jù)上就是記錄之間的聯(lián)系 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 17 （ 1） 1對 1聯(lián)系（ 1 ： 1）： 兩個實體集中的每一個實體至多和另一個實體集中的一個實體有聯(lián)系。 用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫。 又稱 碼 、 鍵 。 屬性 ： 實體具有的某一特性。 好處：簡化應用程序的編寫和維護 （ 5）數(shù)據(jù)控制統(tǒng)一 安全性控制 ：防止泄密和破壞 完整性控制 ：正確、有效、相容 并發(fā)控制 ： 多用戶并發(fā)操作的協(xié)調(diào)控制 故障恢復： 發(fā)生故障時，將數(shù)據(jù)庫恢復到正確狀態(tài) 主 要 優(yōu) 點 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 12 各個階段的比較 ： 從四個方面 人工管理 文件系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 誰管理數(shù)據(jù) 面向誰 共享性 數(shù)據(jù)獨立性 程序員 特定應用 不能 沒有 操作系統(tǒng)提供存取方法 系統(tǒng)集中管理 基本上是特定用戶 共享很弱 面向系統(tǒng) 充分共享 一定的物理獨立性 較高的獨立性 文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別 ： 內(nèi)部 ：數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是結構化的，有聯(lián)系的 文件系統(tǒng)的各記錄無聯(lián)系 外部 ：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是共享的 文件系統(tǒng)基本上是面向特定用戶的 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 13 167。 ? 數(shù)據(jù)共享困難 ：文件基本上是私有的，只能提供很弱的文 件級共享 ? 數(shù)據(jù)和程序缺乏獨立性 ：只有一定的物理獨立性， 完全沒有邏輯獨立性。 1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 3 數(shù)據(jù)庫的運行管理 ： DBMS對數(shù)據(jù)庫的建立、運 行 和維護進行統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、并發(fā)控制及故障恢復。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ DBMS） ：位于用戶和操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。 2 數(shù)據(jù)模型 167。第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 1 本章要求： 167。 3 DBS的結構 本章內(nèi)容： 了解數(shù)據(jù)管理的發(fā)展過程 掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念和主要特點 掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成 掌握實體、記錄等有關概念和三種數(shù)據(jù)模型 請選擇內(nèi)容 返回 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 2 一、基本概念 數(shù)據(jù) ：描述事務的符號記錄。主要功能包括： 數(shù)據(jù)定義功能 ： DBMS提供 DDL，用戶通過它定義數(shù)據(jù)對象。 數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能 ：數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的輸入、轉換，數(shù)據(jù)庫的轉儲、恢復、重新組織及性能監(jiān)視與分析等。 應用程序 1 數(shù)據(jù) 1 應用程序 2 數(shù)據(jù) 2 應用程序 n 數(shù)據(jù) n …… …… 數(shù)據(jù)與程序的關系： 存取方法 操作系統(tǒng)負責 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 10 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 文件系統(tǒng)不能適應大數(shù)據(jù)量、多應用共享數(shù)據(jù)的根本原因： 數(shù)據(jù)沒有集中管理 數(shù)據(jù)庫方法的基本出發(fā)點： 把數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、控制，共享使用 應用程序 1 應用程序 2 應用程序 n …… 數(shù)據(jù)與程序的關系： DBMS 數(shù) 據(jù) 庫 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 11 （ 1） 數(shù)據(jù)高度結構化集成，面向全組織 （ 2） 數(shù)據(jù)共享性好。 2 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)處理的抽象過程（涉及三個領域） ? ? 建立概念模型 建立數(shù)據(jù)模型 （便于用戶和 DB設計人員交流） （便于機器實現(xiàn)） 一、概念模型 (信息模型） 把現(xiàn)實世界中的客觀對象抽象成的某種信息結構，主要用于數(shù)據(jù)庫設計。 實體標識符 ：能將一個實體與其它實體區(qū)分開來的一個 或一組屬性 。 數(shù) 據(jù) 世 界 實體與記錄 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 15 型與值 在 DBS中，每一個對象廣義上講都有型與值之分： 型 是對象的結構或特性描述， 值 是一個具體的對象實例。 如 汽車（車牌號，車型，車主） 實體值：實體型的一個實例，即一個具體的實體。 如 國家 —— 部長 學員隊 —— 學員 （ 2） 1對多聯(lián)系（ 1 ： n）： 若實體集 A中的每個實體與實體集 B中 0個或多個實體有聯(lián)系，而 B中每個實體至多與 A中的一個實體有聯(lián)系，則稱從 A到 B為 1對多的聯(lián)系。 常用的數(shù)據(jù)模型 層次模型 網(wǎng)狀模型 關系模型 面向對象模型 稱作非關系模型，是下 列基本層次聯(lián)系的集合 Ri， Rj是實體型（記錄型） Lij是從 Ri到 Rj的 1： 1或 1： n聯(lián)系 } Ri Rj Lij 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 22 數(shù)據(jù)模型 的 三要素 形式化描述 數(shù)據(jù) 、 數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系 以及 數(shù)據(jù)操作 和有關的 語義 約束規(guī)則 的方法 數(shù)據(jù)結構 數(shù)據(jù)操作 完整性約束 如何保證數(shù)據(jù)的 約束條件得到滿足 如 何 實 現(xiàn) 查、增、刪、改 如何表示 實體及聯(lián)系 （難點是表示聯(lián)系） 根據(jù)現(xiàn)實世界實體間聯(lián)系的特征 用四種不同的方法進行抽象 層次模型 網(wǎng)狀模型 關系模型 面向對象模型 (因此，是按照數(shù)據(jù)結構 的類型來命名數(shù)據(jù)模型） （ 動態(tài) ） （ 靜態(tài) ） 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 23 層次模型 根據(jù)一個單位的組織結構直觀地得出 學院 部 系 處 學員隊 教研室 教員 學員 方框表示一個實體型 （結點） 線表示聯(lián)系 （邊） （ 1）定義： 用樹形結構來表示實體以及實體間聯(lián)系的模型 。 例 教員 學校 班級 學生 課程 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 25 （ 2）優(yōu)： 可表示 m:n的聯(lián)系，運行效率高 缺：過于復雜，實現(xiàn)困難 （ 3）說明 （ a）即使對網(wǎng)狀模型， 具體在計算機上實現(xiàn)時， m:n 的聯(lián)系仍需分解成若干個 1:n的聯(lián)系 。規(guī)范化理論將在后續(xù)章節(jié)講解。 說明 ① 模式只涉及到型的描述，不涉及具體的值（實例），反映的是數(shù)據(jù)的結構及其聯(lián)系 ② 模式不涉及物理存儲細節(jié)和硬件環(huán)境，也與應用程序無關 ③ 模式承上啟下，是 DB設計的關鍵 ④ DBS提供模式 DDL（ Data Definition Language）來定義模式（描述 DB結構） 167。 說明 : ? 外模式是某個用戶的數(shù)據(jù)視圖， 模式是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖 ； ? 一個 DB只能有一個模式，但可以有多個外模式； ? 外模式通常是模式的子集，但可以在結構、類型、長度等方面有差異； ? DBS提供外模式 DDL。 說明： ? 一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式 ? DBS提供內(nèi)模式 DDL； ?內(nèi)模式定義的任務 記錄存儲格式 ， 索引組織方式 ， 數(shù)據(jù)是否壓縮 、 是否加密等 。 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 33 （ 2） 模式 /內(nèi)模式映象 ：定義 DB全局邏輯結構和存儲結構間的對應關系。 4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成 數(shù)據(jù)庫 ：一個或多個數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫的四要素：用戶數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、索引和應用元數(shù)據(jù) 軟件 ? 操作系統(tǒng)；支持 DBMS的運行 ? 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) DBMS（ DataBase Management System）： 操縱和管理數(shù)據(jù)庫的大型軟件系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心 ? 數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)工具等輔助軟件 ? 具有數(shù)據(jù)庫接口的高級語言與編譯系統(tǒng)，如 C、 C++等 ? 某個數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng) 一、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ DataBase System， DBS）的組成 廣義上講， DBS就是 計算機系統(tǒng)中引進數(shù)據(jù)庫后的構成 。 2 RDBS的數(shù)據(jù)操縱語言：關系代數(shù) 167。 關系數(shù)據(jù)庫是應用數(shù)學方法來處理數(shù)據(jù)的。它們具有相同的數(shù)據(jù)類型，語義上通常指某一對象的取值范圍。 ? 每列可起一個名字，稱為屬性。在使用時，通常選定一個作為 主關鍵字 。是某時刻所有關系模式對應的關系的集合。它不對應實際的存儲數(shù)據(jù)，是一個虛關系，然而可永久存在。 第二章 關系數(shù)據(jù)庫 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 46 （二）關系操作 種類：選擇、投影、連接、除、并、交、差 增加、刪除、修改 查詢操作 維護操作 一次一集合（關系型） 一次一記錄（非關系型） ? 非過程化語言：用戶只需告訴做什么（ What） 不需告訴怎么做（ How） ? 數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)控制語言集成在一起 DDL DML DCL：權限控制、完整性控制等 特點： ? 集合操作，一次操作 可存取多個元組 第二章 關系數(shù)據(jù)庫 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 47 （三）關系模型的三類完整性 實體完整性 （ Entity Integrity） 基本關系的所有主屬性不能取空值