【正文】 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu) ? 單用戶結(jié)構(gòu) ? 主從式結(jié)構(gòu) ? 分布式結(jié)構(gòu) ? 客戶 /服務(wù)器結(jié)構(gòu) ? 瀏覽器 /應(yīng)用服務(wù)器 /數(shù)據(jù)庫服務(wù)器結(jié)構(gòu) An Introduction to Database Systems 1. 單用戶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ? 整個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) (應(yīng)用程序 、 DBMS、 數(shù)據(jù) )裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上 ， 為一個(gè)用戶獨(dú)占 ，不同機(jī)器之間不能共享數(shù)據(jù) 。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單 、 清晰 ， 用戶易懂易用 ? 實(shí)體和各類聯(lián)系都用關(guān)系來表示 。 聯(lián)系 ：用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄 （ 類 ） 型之 間的 一對多的父子聯(lián)系 。 記為 1:1。 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)模型 (續(xù) ) ? 客觀對象的抽象過程 兩步抽象 ? 現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對象抽象為概念模型； ? 把概念模型轉(zhuǎn)換為某一 DBMS支持的數(shù)據(jù)模型 。 ? 數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。 ? 可以間接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整體的有結(jié)構(gòu)，但必須在應(yīng)用程序中對描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)系 。 (2) 數(shù)據(jù)模型 主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型等，它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對數(shù)據(jù)建模 。 (5) 實(shí)體型 （ Entity Type） 用實(shí)體名及其屬性名集合來抽象和刻畫 同類實(shí)體稱為實(shí)體型 (6) 實(shí)體集 （ Entity Set） 同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集 An Introduction to Database Systems 信息世界中的基本概念 (續(xù) ) (7) 聯(lián)系 （ Relationship） 現(xiàn)實(shí)世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界 中反映為實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體之間的聯(lián)系 實(shí)體型間聯(lián)系 兩個(gè)實(shí)體型 一對一聯(lián)系 （ 1:1） 三個(gè)實(shí)體型 一對多聯(lián)系 （ 1:n） 一個(gè)實(shí)體型 多對多聯(lián)系 （ m:n） An Introduction to Database Systems 兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系 實(shí)體型 1 聯(lián)系名 實(shí)體型 2 1 1 1:1聯(lián)系 實(shí)體型 1 聯(lián)系名 實(shí)體型 2 m n m:n聯(lián)系 實(shí)體型 1 聯(lián)系名 實(shí)體型 2 1 n 1:n聯(lián)系 An Introduction to Database Systems 兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系 ? 一對一聯(lián)系 ? 如果對于實(shí)體集 A中的每一個(gè)實(shí)體 ， 實(shí)體集 B中至多有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系 ， 反之亦然 ， 則稱實(shí)體集 A與實(shí)體集 B具有一對一聯(lián)系 。 每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段 。 工 資 扣 除職 工號姓名職稱 基 本 工 齡 職 務(wù) 房 租 水 電實(shí)發(fā)86051 陳 平 講 師 105 9 ． 5 15 6 12 115 ． 5...........................An Introduction to Database Systems ? 查詢 、 插入 、 刪除 、 更新 ? 數(shù)據(jù)操作是集合操作 ， 操作對象和操作結(jié)果都是關(guān)系 ， 即若干元組的集合 ? 存取路徑對用戶隱蔽 ， 用戶只要指出“ 干什么 ” ， 不必詳細(xì)說明 “ 怎么干 ” An Introduction to Database Systems ? 實(shí)體完整性 ? 參照完整性 ? 用戶定義的完整性 An Introduction to Database Systems ? 表以文件形式存儲(chǔ) ? 有的 DBMS一個(gè)表對應(yīng)一個(gè)操作系統(tǒng)文件 ? 有的 DBMS自己設(shè)計(jì)文件結(jié)構(gòu) An Introduction to Database Systems ? 優(yōu)點(diǎn) ? 建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上 ? 概念單一 。 ? 數(shù)據(jù)與程序之間的獨(dú)立性 ， 使得數(shù)據(jù)的定義和描述可以從應(yīng)用程序中分離出去 。 系統(tǒng)規(guī)模達(dá)到數(shù)百數(shù)千臺(tái)客戶機(jī) ， 它們的硬件配置 、 操作系統(tǒng)又常常不同 ， 要為每一個(gè)客戶機(jī)安裝應(yīng)用程 序和相應(yīng)的工具模塊 ， 其安裝維護(hù)代價(jià)便不可接受了 。 An Introduction to Database Systems 小結(jié)（續(xù)） ? 外模式 ? 面向具體的應(yīng)用程序 ， 定義在邏輯模式之上 ，但獨(dú)立于存儲(chǔ)模式和存儲(chǔ)設(shè)備 ? 設(shè)計(jì)外模式時(shí)應(yīng)充分考慮到應(yīng)用的擴(kuò)充性 。 ? 一對一聯(lián)系 ：隱含在實(shí)體對應(yīng)的關(guān)系中。 1. 允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無雙親； 2. 一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親 。 (2) 屬性 （ Attribute） 實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性 。 An Introduction to Database Systems DBMS對數(shù)據(jù)的控制功能 ? 并發(fā) （ Concurrency） 控制 ? 對多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào) ， 防止相互干擾而得到錯(cuò)誤的結(jié)果 。 ? 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是靠程序定義和解釋的。 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了 ， 用戶程序也可以不變 。 ? 完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和儲(chǔ)存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容 。 學(xué)生 教師 An Introduction to Database Systems ER圖 (續(xù) ) ? 屬性 ? 用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來 學(xué)生 學(xué)號 年齡 性別 姓名 An Introduction to Database Systems ER圖 (續(xù) ) ? 聯(lián)系 ? 聯(lián)系本身 ： 用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來，同時(shí)在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（ 1: 1:n或 m:n） ? 聯(lián)系的屬性 ： 聯(lián)系本身也是一種實(shí)體型，也可以有屬性。 ? 元組 （ Tuple） 表中的一行即為一個(gè)元組 。 An Introduction to Database Systems 外模式（續(xù)） ? 外模式的用途 保證數(shù)據(jù)庫安全性的一個(gè)有力措施 。 An Introduction to Database Systems 3. 分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ? 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在 邏輯上是一個(gè)整體 ，但 物理地分布 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)上 。 ? 缺點(diǎn) ? 數(shù)據(jù)的分布存放給數(shù)據(jù)的處理 、 管理與維護(hù)帶來困難 。 An Introduction to Database Systems 2．模式／內(nèi)模式映象 ? 模式／內(nèi)模式映象定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系 。 An Introduction to Database Systems 關(guān)系模型的基本概念 ? 主碼 （ Key） 表中的某個(gè)屬性組 ， 它可以唯一確定一個(gè)元組 。 1. 有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn) ， 這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根 結(jié)點(diǎn) 2. 根以外的其它結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn) ? 層次模型中的幾個(gè)術(shù)語 ? 根結(jié)點(diǎn) ， 雙親結(jié)點(diǎn) ， 兄弟結(jié)點(diǎn) ， 葉結(jié)點(diǎn) An Introduction to Database Systems 層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (續(xù)） Ｒ 1 根結(jié)點(diǎn) Ｒ 2 兄弟結(jié)點(diǎn) Ｒ 3 葉結(jié)點(diǎn) Ｒ 4 兄弟結(jié)點(diǎn) Ｒ 5 葉結(jié)點(diǎn) 葉結(jié)點(diǎn) An Introduction to Database Systems 層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (續(xù)） ? 表示方法 實(shí)體型 ：用記錄類型描述 。例如在關(guān)系模型中，任何關(guān)系必須滿足實(shí)體完整性和參照完整性兩個(gè)條件。 ? 數(shù)據(jù)庫中實(shí)現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的真正結(jié)構(gòu)化 ? 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)用 數(shù)據(jù)模型 描述，無需程序定義和解釋。 ? DBMS的用途 ? 科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 、 高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù) An Introduction to Database Systems DBMS的主要功能 ? 數(shù)據(jù)定義功能 提供數(shù)據(jù)定義語言 (DDL) 定義數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象 ? 數(shù)據(jù)操縱功能 :提供數(shù)據(jù)操縱語言 (DML) 操縱數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的基本操作 (查詢 、 插入 、 刪除和修改 ) An Introduction to Database Systems DBMS的主要功能 ? 數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理 保證數(shù)據(jù)的安全性 、 完整性 、 多用戶對數(shù)據(jù)的并發(fā)使用 發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù) ? 數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能 (實(shí)用程序 ) 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)批量裝載 數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲(chǔ) 介質(zhì)故障恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫的重組織 性能監(jiān)視等 An Introduction to Database Systems 四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ? 什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ? 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) （ Database System， 簡稱 DBS） ： 指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成 ? 在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫 ? 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成 ? 數(shù)據(jù)庫 ? 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) （ 及其開發(fā)工具 ） ? 應(yīng)用系統(tǒng) ? 數(shù)據(jù)庫管理員 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫 應(yīng)用系統(tǒng) 應(yīng)用開發(fā)工具 操作系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理員 用戶 用戶 用戶 數(shù)據(jù)庫系構(gòu)成 An Introduction to Database Systems 硬件平臺(tái) 基礎(chǔ)軟件平臺(tái) 軟件基礎(chǔ)構(gòu)架平臺(tái) 應(yīng)用軟件平臺(tái) 軟件產(chǎn)品 協(xié)同軟件 辦公軟件 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 操作系統(tǒng) 中間件 應(yīng)用服務(wù)器 數(shù)據(jù)庫在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的位置 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)庫的地位 四個(gè)基本概念 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展 ? 什么是數(shù)據(jù)管理 ? 對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類 、 組織 、 編碼 、 存儲(chǔ) 、 檢索和維護(hù) ，是數(shù)據(jù)處理的中心問題 ? 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程 ? 人工管理階段 (40年代中 50年代中 ) ? 文件系統(tǒng)階段 (50年代末 60年代中 ) ? 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 (60年代末 現(xiàn)在 ) An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展 (續(xù) ) ? 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展動(dòng)力 ? 應(yīng)用需求的推動(dòng) ? 計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展 ? 計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展 An Introduction to Database Systems 一、人工管理 ? 時(shí)期 ? 40年代中 50年代中 ? 產(chǎn)生的背景 ? 應(yīng)用需求 科學(xué)計(jì)算 ? 硬件水平 無直接存取存儲(chǔ)設(shè)備 ? 軟件水平 沒有操作系統(tǒng) ? 處理方式 批處理 An Introduction to Database Systems 人工管理 (續(xù) ) ? 特點(diǎn) ? 數(shù)據(jù)的管理者：應(yīng)用程序 ， 數(shù)據(jù)不保存 。 An Introduction to Database Systems DBMS對數(shù)據(jù)的控制功能 ? 數(shù)據(jù)的安全性 （ Security） 保護(hù) ? 使每個(gè)用戶只能按指定方式使用和處理指定數(shù)據(jù) ， 保護(hù)數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞 。 An Introduction to Database Systems 2. 信息世界中的基本概念 (1) 實(shí)體 （ Entity） 客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體 。 每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段 。 ? 關(guān)系模式 對關(guān)系的描述 關(guān)系名（屬性 1，屬性 2， … ，屬性 n） 學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系，年級） An Introduction to Database Systems 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (續(xù)） ? 實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系的表示方法 ? 實(shí)體型 ：直接用關(guān)系（表）表示。 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)