【正文】 不是孤立存在的。對于同一實體集中的不同實體其特征值不完全相同，并由此可加以區(qū)分。這些對象的共同特征是可以相互有區(qū)別，否則就會被認為是同一種對象。由此我們也可以看出ER數(shù)據(jù)模型是從現(xiàn)實信息世界到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)邏輯組織結構設計之間的一個中間階段，只所以是這樣，主要是因為如果直接將現(xiàn)實世界的信息，構造成某個DBMS所能接受的數(shù)據(jù)邏輯組織結構，其工作往往是十分復雜而且難度也很大，應用設計人員不僅要考慮現(xiàn)實世界各種信息及其內在的聯(lián)系，以及各種具體應用對數(shù)據(jù)處理的要求，而且還要考慮采用某種特定的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)后，所面臨的各種條件限制，這樣就大大增加了應用系統(tǒng)設計的復雜性。但由于它簡單易學，因而在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用的設計中，得到了廣泛應用。也是計算機專業(yè)人員與非計算機專業(yè)的用戶之間進行交流的共同基礎。而所謂數(shù)據(jù)模型則是數(shù)據(jù)特征的一種抽象。 用戶修改一個記錄的操作步驟也是類似的。（７）DBMS收到操作系統(tǒng)關于輸入／輸出操作結束回答后，按模式、子模式的定義，將已讀入到系統(tǒng)緩沖區(qū)的內容映射為用戶程序所要的邏輯記錄，并送到用戶的工作區(qū)中。（３）DBMS按模式確定子模式中操作所涉及的記錄類型，并通過模式到存儲模式的映射，找出這些記錄類型的相應存貯模式。（三）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)訪問示例 這里，我們介紹一下普通用戶讀取數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)庫的工作過程（），以便使讀者可以從中了解DBMS是如何來進行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理工作的。保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的完好，為用戶提供可靠的服務。首先根據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計結果，定義數(shù)據(jù)模式，規(guī)定訪問權限，設置完整性約束。（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計。 最后我們簡單介紹一下建立數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的基本知識。（F）轉貯、編輯、打印程序、用于轉貯數(shù)據(jù)庫的部分和全部數(shù)據(jù)，或者編輯打印數(shù)據(jù)等。（D）性能監(jiān)測程序。當軟硬件出現(xiàn)故障時，利用恢復程序將數(shù)據(jù)庫恢復到正確狀態(tài)。（3）數(shù)據(jù)庫日常管理程序。（E）數(shù)據(jù)庫存取訪問程序。（C）保密控制程序。（2）系統(tǒng)運行控制程序。它主要包括：（A）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)描述語言的編譯處理程序，它們的作用是將各種采用模式描述語言所定義數(shù)據(jù)模式編譯成DBMS所使用的內部定義目標模式。這樣做辦法比較可行，目前已為許多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所采用。自含式數(shù)據(jù)操縱語言在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可獨立使用，是一種完整的語言，這類語言使用簡單方便，很適合于在終端上使用。通常各軟件商生產(chǎn)出的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，往往都要根據(jù)自己的具體實現(xiàn)情況，提供出相應的一整套數(shù)據(jù)描述語言的規(guī)范，其中也有一些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，對上述的數(shù)據(jù)描述語言的標準進行了一些簡化，只給出一種或二種描述語言定義，或干脆將數(shù)據(jù)描述語言與數(shù)據(jù)操作語言歸并到了一起，以方便用戶使用。 與模式描述語言不同，子模式描述語言有時與編寫應用程序所采用的其它程序設計語言相關，因此根據(jù)子模式描述語言所適用的編寫應用程序語言，子模式描述語言也可分為COBOL子模式描述語言、FORTRAN子模式描述語言和C子模式描述語言等。用子模式描述語言寫出的用戶局部數(shù)據(jù)邏輯組織結構的全部語句的集合，通常就被稱為一個子模式，一個子模式的主要內容有：① 給用戶使用數(shù)據(jù)庫所涉及到局部數(shù)據(jù)的邏輯組織結構，即子模式取名② 描述子模式中所包含的每個記錄類型及其中的各數(shù)據(jù)項，這些記錄類型的名稱以及各數(shù)據(jù)項的名稱和長度，可以與模式中的定義有所不同，但這里主要是描述子模式中的記錄類型及其數(shù)據(jù)項與模式中記錄類型及其數(shù)據(jù)項之間的對應映射關系，子模式中所描述的記錄及其中的數(shù)據(jù)項必須是已在模式中定義過的。與其它程序語言一樣，模式描述語言也有自己的一套清晰而又嚴格的語句和語法規(guī)則。它們各自的功能如下：（1）模式描述語言，它是用來描述數(shù)據(jù)庫概念層數(shù)據(jù)模式的，即用于描述數(shù)據(jù)庫中所有數(shù)據(jù)以及它們間相互關系的特性。這里我們將概述這兩種語言一些基本功能。（一）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)語言 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)語言是用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行交互操作的主要工具，是連接用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的橋梁。它主要包括以下功能：（A）控制整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運行；（B）控制用戶對數(shù)據(jù)庫的并發(fā)性操作；（C）執(zhí)行對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全、保密、有效性和完整性檢驗；（D）實施對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的檢索、插入、刪除、修改等操作。具體講就是（A）提供數(shù)據(jù)描述語言，供用戶對整個數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行各種邏輯和物理組織結構描述，而這些組織結構的具體實現(xiàn)細節(jié)，則由DBMS完成，用戶不必關心。也有一些中低檔數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，為了方便一般用戶的操作使用，對上述三層模式標準進行了一些簡化，它們往往采用一層或二層模式來描述數(shù)據(jù)組織結構，通常都略去了物理層的數(shù)據(jù)模式描述。管理系統(tǒng)負責完成從概念層數(shù)據(jù)模式到物理層數(shù)據(jù)模式之間的數(shù)據(jù)映射，這樣由于所有的數(shù)據(jù)庫應用程序或服務所涉及到數(shù)據(jù)又都是根據(jù)模式的數(shù)據(jù)描述得到的，因此當數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的物理組織結構發(fā)生變化時，概念層數(shù)據(jù)模式描述通常無需修改，同樣也就保證了與模式相關聯(lián)的子模式和用戶應用程序也無需修改，從而使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)也具有的物理獨立性。由于用戶是通過其相應的應用程序對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進行操作，因此他只能操作其子模式所描述范圍內的數(shù)據(jù)，而無法接觸到其它用戶及其子模式所描述的數(shù)據(jù)，由此就可以保證數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有較好的安全性。所以提供模式與子模式這兩層數(shù)據(jù)邏輯結構的描述，就可以較好地保證數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。提供這一層次的數(shù)據(jù)模式描述，有以下優(yōu)點：〈1〉用戶只要按照描述自己所使用數(shù)據(jù)的子模式編寫應用程序或輸入操作命令，就可以完成滿足自己要求的數(shù)據(jù)庫操縱工作。概念層數(shù)據(jù)模式的設計是數(shù)據(jù)庫設計的最基本也是最重要的任務。【1】概念層數(shù)據(jù)模式，又稱為模式，它是對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)整體邏輯結構的描述，它是對數(shù)據(jù)庫中所有數(shù)據(jù)項、記錄類型以及各記錄類型之間的相互關系的描述。此外系統(tǒng)的響應速度，單位時間內數(shù)據(jù)的吞吐量也是衡量數(shù)據(jù)庫性能重要指標。如當甲用戶從數(shù)據(jù)庫中預定了僅剩的一張機票之后，若在數(shù)據(jù)庫尚來不及將剩余的機票數(shù)改為零時，乙用戶又請求訂票時怎么辦？顯然對這種并發(fā)的操作要采取某種控制措施，最常用的方法是封鎖技術，以排除和避免這種錯誤的發(fā)生，保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的操作能夠正確完成執(zhí)行。正確的數(shù)據(jù)不一定是有效的。這些特性可以從以下幾個方面進行說明:〈1〉安全性控制 安全性控制主要指的是數(shù)據(jù)庫的保密性。這些用戶所使用的數(shù)據(jù)可以是交叉的，即數(shù)據(jù)可以共享。用戶在編制應用程序時，則是根據(jù)數(shù)據(jù)的邏輯組織對數(shù)據(jù)進行操作的。目前數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)共提供了四種數(shù)據(jù)模型，它們是層次數(shù)據(jù)模型、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型、關系數(shù)據(jù)模型和對象數(shù)據(jù)模型，一種類型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常只提供上述其中一種數(shù)據(jù)模型描述方法，即只支持其中一種數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)邏輯組織結構。(2)多種應用：數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的控制與管理之下，可以同時為多種不同內容的應用提供服務，即可以為多個不同目的用戶服務，各用戶所操作使用的數(shù)據(jù)可以是相互交叉的。但為了使讀者對它有一個總體的了解，首先這里我們試著給出一個關于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義，即數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫是一個已被規(guī)格化和結構化且相互關聯(lián)的數(shù)據(jù)集合，這些數(shù)據(jù)中不存在有害的或無意義的冗余；數(shù)據(jù)的組織與存儲結構與使用這些數(shù)據(jù)的程序相互獨立；數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可同時為多個應用服務；數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)定義、輸入、修改和檢索等所有操作均是按一種公用的且可控的方式進行。但其具體應用尚不多。目前幾乎所有分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)均是關系型的，而且?guī)缀跛兄饕P系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)均已被擴充為分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。進行八十年代以后，關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已成為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的主流，幾乎所有新推出的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)產(chǎn)品都是關系型的，它們中不僅有用于大型機和小型機數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，而且有可用于微機的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。 （2）關系模型代:流行于七十至八十年代，在這一代中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型均是關系模型。 在數(shù)據(jù)庫管理階段，根據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本身所支持的數(shù)據(jù)模型的特點及所采用的相應數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術，可以認為數(shù)據(jù)庫管理到目前為止已發(fā)展經(jīng)歷了三代，即層次網(wǎng)狀模型代、關系模型代和面向對象模型代。除此之外，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)還負責完成在對數(shù)據(jù)庫進行并發(fā)訪問時，保證數(shù)據(jù)一致性的并發(fā)控制工作；保證數(shù)據(jù)安全性的訪問控制工作；以及在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，提供保證數(shù)據(jù)一致性和完整性的恢復機制等諸多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本身的各種管理控制工作。正是這一點，給數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)為多個應用提供服務奠定了基礎。 學生信息數(shù)據(jù)組織結構 采用這種數(shù)據(jù)組織不僅可以有效地解決了文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組織中所存在的數(shù)據(jù)冗余以及數(shù)據(jù)一致性維護的問題。即在數(shù)據(jù)在統(tǒng)一控制之下，為盡可能多的應用和用戶服務，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織結構與數(shù)據(jù)庫的應用程序相互間有較大的相對獨立性等。這樣做同樣會導致數(shù)據(jù)的過多冗余和增加數(shù)據(jù)維護工作的復雜性。這樣就使得程序和數(shù)據(jù)之間具有了一定的相互獨立性。這樣就給數(shù)據(jù)管理的維護工作帶來許多困難。根據(jù)數(shù)據(jù)和應用程序相互依賴關系、數(shù)據(jù)共享以及數(shù)據(jù)的操作方式，數(shù)據(jù)管理的發(fā)展可以分為三個具有代表性的階段，即人工管理階段、文件管理階段和數(shù)據(jù)庫管理階段。數(shù)據(jù)處理的目的就是使我們能夠從浩瀚的信息數(shù)據(jù)海洋中，提取出有用的數(shù)據(jù)信息，作為我們工作、生活等各方面的決策依據(jù)。重點介紹關系數(shù)據(jù)庫的有關知識。本章重點介紹了有關數(shù)據(jù)庫結構和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組織的基本知識和基本概念，以及常見的三種類型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點。所謂數(shù)據(jù)處理就是對數(shù)據(jù)的收集、整理、存儲、分類、排序、檢索、維護、加工、統(tǒng)計和傳輸?shù)纫幌盗泄ぷ魅窟^程的概述。電子計算機的出現(xiàn)以及其后其硬件、軟件的迅速發(fā)展，加之數(shù)據(jù)庫理論和技術的發(fā)展，為數(shù)據(jù)管理進入一個革命性階段提供有力的支持。數(shù)據(jù)的邏輯組織與它的物理組織基本上是相同的，因此當數(shù)據(jù)的邏輯組織、物理組織或存儲設備發(fā)生變化時，進行數(shù)據(jù)管理工作的許多應用程序就必須要進行重新編制?！?】文件管理階段 這一階段發(fā)生于六十年代，由于當時計算機硬件的發(fā)展，以及系統(tǒng)軟件尤其是文件系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展，人們開始利用文件系統(tǒng)來幫助完成數(shù)據(jù)管理工作，具體講就是：數(shù)據(jù)以多種組織結構（如順序文件組織、索引文件文件組織和直接存取文件組織等）的文件形式保存在外部存儲設備上，用戶通過文件系統(tǒng)而無需直接與外部設備打交道，以此來完成數(shù)據(jù)的修改、插入、刪除、檢索等管理操作；使用這種管理方式，不僅減輕進行數(shù)據(jù)管理的應用程序工作量，更重要地是，當數(shù)據(jù)的物理組織或存儲設備發(fā)生變化時，數(shù)據(jù)的邏輯組織可以不受任何影響，從而保證了基于數(shù)據(jù)邏輯組織所編制的應用程序也可以不受硬件設備變化的影響。更主要的是由于采用文件的形式來進行數(shù)據(jù)管理工作，常常需要將一個完整的、相互關聯(lián)的數(shù)據(jù)集合，人為地分割成若干相互獨立的文件，以便通過基于文件系統(tǒng)的編程來實現(xiàn)來對它們的管理操作?！?】數(shù)據(jù)庫管理階段 1在不斷改進和完善文件系統(tǒng)的過程中，從六十年代后期開始，人們逐步研究和發(fā)展了以數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)共享為主要特征的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。如前面提到的人事部門、教務部門和醫(yī)務部門對學生數(shù)據(jù)的管理工作，在利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來進行管理時，若從整體考慮。與此同時由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是以多級（層）組織模式對數(shù)據(jù)進行組織的，各級（層）模式之間的映射是由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)自己完成的，這就使得數(shù)據(jù)與程序之間可以具有較高的物理和邏輯相對獨立性。（3）有一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理軟件 任何數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都包含一個管理軟件，即數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理軟件，通常又稱為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它負責統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)資源，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與用戶應用之間的接口，通過它，用戶可以不必要了解過多的計算機硬件、軟件和數(shù)據(jù)庫本身許多專業(yè)知識，更不用去了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是如何完成數(shù)據(jù)管理工作的具體細節(jié)，如文件如何打開、關閉、讀、寫等等，就可以通過編寫一些較為簡單數(shù)據(jù)庫應用程序，很方便地完成在較高級別邏輯組織基礎上的數(shù)據(jù)管理工作。由此可大大地減少數(shù)據(jù)庫應用程序的開發(fā)與維護的工作量。IBM公司于六十年代末推出了第一個商品化的層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)IMS（Information Management Sytem）,它們的出現(xiàn)與應用為數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展奠定了基礎。到了七十年代末，出現(xiàn)了不少關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其中具有代表性應首推IBM公司推出的SQL/DS和DB2兩個商品化關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。其理論和技術日趨成熟。作為新一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，現(xiàn)在已有了一些商品化系統(tǒng)。很難用一兩句話將其描述清楚。這種物理組織結構和邏輯組織結構在最大程度上與用戶所編制的應用程序相互獨立。 根據(jù)對數(shù)據(jù)庫的定義以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本組成及作用的描述，我們認為一個的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應該具有的以下五個基本特點：【1】由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是從整體角度考慮數(shù)據(jù)的組織，因此它必須有能力描述能夠反映客觀事物及其相互聯(lián)系的復雜數(shù)據(jù)模型，使用它能夠對數(shù)據(jù)本身及相互間的各種關系進行充分描述，這也是人們?yōu)槭裁匆捎脭?shù)據(jù)庫系統(tǒng)來進行數(shù)據(jù)管理的主要原因之一。在運行階段中，由于性能的要求或存儲設備的改變，從而引起數(shù)據(jù)物理組織的改變，這種改變稱為數(shù)據(jù)的再組織?！?】數(shù)據(jù)共享，由于數(shù)據(jù)庫是從整體的角度對數(shù)據(jù)進行組織的，并在保證數(shù)據(jù)一致性的情形之下，使數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)為盡可能多的用戶提供應用服務。而數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的完整性則是指在多用戶操作數(shù)據(jù)情況下，數(shù)據(jù)能夠保持一致性?！?〉完整性控制 所謂完整性包括數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性?！?〉并發(fā)控制 在多用戶操作使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的情況下，不同用戶并行地操作數(shù)據(jù)庫就可能引起對數(shù)據(jù)庫的干擾，從而使得數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)發(fā)生不一致的問題。簡單易學、操作簡便和用戶界面友好是任何一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所必須的。根據(jù)美國國家標準協(xié)會（ANSI）所提出的報告，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)組織結構可以分為三個相互關聯(lián)的層次，它們分別是概念層數(shù)據(jù)模式、用戶層數(shù)據(jù)模式和物理層數(shù)據(jù)模式。提供這一層次的數(shù)據(jù)模式描述，主要是為了數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的設計者，在對與應用有關的所有用戶的需求進行統(tǒng)一綜合考慮之后提出的，它能夠從總體上，將這些需求所涉及到的數(shù)據(jù)及其它們間的相互聯(lián)系，有機地結合成為一個邏輯整體。子模式所包含的數(shù)據(jù)之間容許有重疊，也容許多個用戶共用同一個子模式。由于用戶的數(shù)據(jù)庫應用編程僅僅是依據(jù)子模式的數(shù)據(jù)邏輯結構的描述，而子模式一般都是模式的一個真子集，因此若因需要而對模式所描述的數(shù)據(jù)邏輯結構進行部分修改或擴充時，如增加新的數(shù)據(jù)項或者增加新的記錄類型等，只要不影響子模式從模式中的原有的映射關系，那么用戶依據(jù)子模式所開發(fā)的應用程