【文章內(nèi)容簡介】 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(nèi)部定義目標模式。（B）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)操縱語言的處理程序，它們可將應用程序中采用數(shù)據(jù)操縱語言所寫的數(shù)據(jù)操作語句轉(zhuǎn)換成其宿主語言編譯程序所能處理的語句。（C）終端操作命令解釋程序，它主要用于解釋終端操作命令的意義，完成相應數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)命令的執(zhí)行過程。（D）數(shù)據(jù)庫控制命令解釋程序，它負責解釋執(zhí)行每一條數(shù)據(jù)庫控制命令。（2）系統(tǒng)運行控制程序。它主要包括：（A）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的總控程序，它用于檢查訪問的合法性，以決定一個訪問是否能使用數(shù)據(jù)庫。（B）并發(fā)控制程序。協(xié)調(diào)多個應用程序?qū)?shù)據(jù)庫的操作，保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一致性。（C）保密控制程序。實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的安全保密控制。（D）數(shù)據(jù)完整性控制程序。核對數(shù)據(jù)庫完整性約束條件，以決定對數(shù)據(jù)庫的操作是否有效。（E）數(shù)據(jù)庫存取訪問程序。實施對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的操作，如執(zhí)行檢索、插入、修改、刪除等操作。（F）通訊控制程序。實現(xiàn)用戶程序與DBMS之間的通訊。（3）數(shù)據(jù)庫日常管理程序。這主要包括：（A）數(shù)據(jù)裝入程序。實現(xiàn)將初始數(shù)據(jù)裝入數(shù)據(jù)庫。（B）系統(tǒng)恢復程序。當軟硬件出現(xiàn)故障時，利用恢復程序?qū)?shù)據(jù)庫恢復到正確狀態(tài)。（C）工作日志程序。負責記載進入數(shù)據(jù)庫的所有訪問，其內(nèi)容包括用戶名稱、進入系統(tǒng)時間、進行何種操作、數(shù)據(jù)變更情況等等。使每個用戶每次訪問都留下蹤跡。（D）性能監(jiān)測程序。監(jiān)測操作執(zhí)行時間與存貯空間占用情況，為數(shù)據(jù)庫的再組織提供依據(jù)。（E）重新組織程序。當數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能變壞時，對數(shù)據(jù)庫重新進行物理組織。（F）轉(zhuǎn)貯、編輯、打印程序、用于轉(zhuǎn)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。（4）數(shù)據(jù)庫工具軟件。它主要是為了方便建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的具體應用，而提供各種工具軟件。其中有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用程序界面制作工具，報表制作工具等許多軟件工具。 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。數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的設計方法我們將在第五章詳細介紹。與其它應用軟件開發(fā)與應用過程一樣，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應用，也有一個生命周期，它主要由以下五個階段構(gòu)成：（1）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的規(guī)劃。它包括系統(tǒng)的應用范圍和功能的確認、應用環(huán)境的分析、DBMS及其支撐環(huán)境的選擇、硬件配置，人員的配備和培訓，投資估算和效益分析等活動。（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計。它包括了解應用系統(tǒng)的信息和處理需求，設計滿足其要求的整體數(shù)據(jù)模型及處理流程，并結(jié)合具體所采用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、硬件環(huán)境和系統(tǒng)軟件平臺的特點，設計出符合具體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用要求的數(shù)據(jù)模型，及其應用軟件的流程圖。選擇合適的商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，來設計、建立、管理和維護數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，使之能夠為用戶提供最佳服務。（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的建立。首先根據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計結(jié)果，定義數(shù)據(jù)模式，規(guī)定訪問權限，設置完整性約束。然后準備數(shù)據(jù)，對其進行正確性校驗后，將其錄入，與此同時，完成主要應用程序的編制工作。（4）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理。它包括應用軟件的編制與修改、數(shù)據(jù)庫的重新組織、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的備份與恢復等工作。保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的完好，為用戶提供可靠的服務。（5）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的調(diào)整。由于應用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的用戶所在的硬環(huán)境，如單位組織調(diào)整、人員變化等，軟環(huán)境，如人員素質(zhì)、應用要求等，發(fā)生變化，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行一段時間后，往往都需要進行擴充與重構(gòu)，即需要對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)模式的定義和處理流程進行適當?shù)男薷暮脱a充，使之適應新的形勢。 一般與一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應用系統(tǒng)有關的人員，有以下四類，他們是：（A）系統(tǒng)管理員，他的任務主要是定義數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的物理存儲模式，分配并管理各用戶操作的權限，管理日常數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運行工作，以及維護數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，保證其完整和安全、（B）系統(tǒng)分析員，他們的任務主要是，從整體上分析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用所涉及的客觀信息結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，定義相應的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的全局數(shù)據(jù)模式；（C）應用程序員，他們的任務主要是分析具體用戶的信息處理需要，定義數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的子模式，編寫具體數(shù)據(jù)庫應用程序；（D）用戶，他們具體的數(shù)據(jù)庫應用程序和數(shù)據(jù)庫的最終使用者。（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。用戶訪問數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的過程實際上就是用戶與DBMS進行交互的過程。其具體步驟如下：（１）用戶通過應用程序指明它使用的子模式名稱，發(fā)出數(shù)據(jù)操作命令，DBMS通過處理用戶的應用程序，接收該操作命令。（２）DBMS按照應用程序中的子模式名稱，調(diào)出相應的子模式，核對該用戶的訪問權利、操作合法性等，若檢查通過則繼續(xù)執(zhí)行，否則拒絕執(zhí)行并報告出錯信息。（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。（４）DBMS查閱存貯模式，確定應從哪個物理文件、存貯設備以及調(diào)用哪個訪問程序去讀取所需的記錄。（５）DBMS的訪問程序找到有關的物理數(shù)據(jù)地址，向操作系統(tǒng)發(fā)出讀操作命令。（６）操作系統(tǒng)收到DBMS發(fā)來的命令后，啟動系統(tǒng)的輸入／輸出程序完成讀操作，把要讀取的數(shù)據(jù)塊送到內(nèi)存中的系統(tǒng)緩沖區(qū)。（７）DBMS收到操作系統(tǒng)關于輸入／輸出操作結(jié)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(nèi)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。（８）DBMS向應用程序發(fā)送反映操作執(zhí)行結(jié)果的狀態(tài)信息（由狀態(tài)字描述），如“執(zhí)行成功”、“數(shù)據(jù)未找到”等。（９）記載DBMS系統(tǒng)的工作日志。（10）應用程序檢查狀態(tài)信息，如執(zhí)行成功，則可對程序工作區(qū)中的數(shù)據(jù)作正常處理，否則按出錯類型決定程序的后續(xù)處理。 用戶修改一個記錄的操作步驟也是類似的。首先讀出所需記錄，在程序工作區(qū)中修改好，而后再把修改好的記錄寫回數(shù)據(jù)庫中原記錄的位置上。 數(shù)據(jù)庫的工作過程 實體聯(lián)系模型 本節(jié)主要介紹有關實體聯(lián)系模型的概念和基本知識，使讀者了解并掌握基本的實體聯(lián)系模型的使用方法。 模型的組成 我們都知道數(shù)據(jù)是表達信息的一種重要的量化符號，是信息存在的一種重要形式。而所謂數(shù)據(jù)模型則是數(shù)據(jù)特征的一種抽象。它不是描述個別的數(shù)據(jù)，而是描述數(shù)據(jù)的共性。一般來講，數(shù)據(jù)模型包含兩方面內(nèi)容，它們是：（1）數(shù)據(jù)的靜態(tài)特性，這主要包括數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)間的聯(lián)系和數(shù)據(jù)中的相互約束等特性；（2）數(shù)據(jù)的動態(tài)特性，這主要包括對數(shù)據(jù)操作的方法。在數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)中，建立反映客觀信息范疇的數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計中最為重要的，也最基本的步驟之一，它是連接客觀信息世界和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)邏輯組織的橋梁。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。這里我們將要介紹的數(shù)據(jù)模型就是實體聯(lián)系數(shù)據(jù)模型（又稱Ｅ－Ｒ數(shù)據(jù)模型），它與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型有所不同。Ｅ－Ｒ數(shù)據(jù)模型是面向現(xiàn)實世界，而不是面向?qū)崿F(xiàn)方法的，它主要是用于描述現(xiàn)實信息世界中數(shù)據(jù)的靜態(tài)特性。而不涉及數(shù)據(jù)的處理過程。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。 ，它為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用的設計人員提供了三個基本的模型描述成分，它們是實體、聯(lián)系和屬性。ER數(shù)據(jù)模型就是利用這三個成分來描述反映一個客觀信息世界內(nèi)容的數(shù)據(jù)模型。在數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計中，通常還需要將這一數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為各數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的具體數(shù)據(jù)模型，即層次數(shù)據(jù)模型、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型和關系數(shù)據(jù)模型等。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(jié)構(gòu)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(gòu)造成某個DBMS所能接受的數(shù)據(jù)邏輯組織結(jié)構(gòu)，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(nèi)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。 下面我們就介紹一下Ｅ－Ｒ數(shù)據(jù)模型中的三個基本要素，即實體、聯(lián)系和屬性的有關基本知識?！?】實體 數(shù)據(jù)是用來描述現(xiàn)實世界中各種事物的。而要描述的對象是形形色色的，有具體的，也有抽象的；有物理上存在的，也有是概念性的；如張三、汽車、運動、興趣、神靈等。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。凡是可以相互區(qū)別開并可以被我們所識別的事、物、概念等對象均可認為是實體。它是具有共同某些特征的一類具體實體，即可認為是一實體集合，對這一集合中所有實體共同特征的描述，稱為實體型。實體集中的各具體實體，稱為該實體型的值或?qū)嶓w值。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。如學生實體集，其實體型可以通過學號、姓名、年齡等特征加以描述。學生實體集中的不同的學生實體，通過其不同的學號又可加以區(qū)分。例如學號為881001姓名為李平的學生是一個具體實體，顯然不同于學號為881002姓名為王明的學生這個具體實體。【2】聯(lián)系 在現(xiàn)實世界中，任何事物都不是孤立存在的。實體之間存在著各種相互聯(lián)系，例如教師與學生之間至少存在一種聯(lián)系，即“教學”聯(lián)系，商店與商品之間存在一種‘供應’聯(lián)系，這些都是不同類型的實體之間存在的聯(lián)系。還有一種聯(lián)系是存在于同一類型實體之間的，例如學生實體型里，某一學生是班長，顯然他和其他學生間也存在著一種“領導”聯(lián)系。在Ｅ－Ｒ數(shù)據(jù)模型中，通常將不同實體型之間存在的聯(lián)系歸納成三種不同類型，它們是：（１）一對一的聯(lián)系。其定義是：對于實體型Ａ中的一個實體，在實體型Ｂ中至多有一個實體與之對應，反之對于實體型Ｂ中的一個實體，在實體型Ａ中至多有一個實體與之對應。這樣的聯(lián)系被稱為是一對一的聯(lián)系。例如兩個實體型分別為國家和總統(tǒng)，顯然，一個國家只有一個總統(tǒng)，而一個總統(tǒng)只能對應于一個國家；又如系和系主任兩個實體型，一個系只能有一名系主任，而一個系主任只能領導一個系。這些顯然都是兩種實體型之間一對一聯(lián)系的情況。通常又將這種聯(lián)系記為１:１的聯(lián)系。（２）一對多的聯(lián)系。其定義是：對于實體型Ａ中的一個實體，實體型Ｂ中可以有若干個實體與之對應；反之，對于實體Ｂ中的一個實體，則實體型Ａ中只能有一個實體與之對應。這樣的聯(lián)系被稱為是一對多的聯(lián)系，例如兩個實體型分別為系和教師，一個系可以有若干教師，一個教師只能對應一個系，顯然這是兩種實體型之間一對多的聯(lián)系。通常將這種聯(lián)系記為１:Ｎ的聯(lián)系。１:１的聯(lián)系有時可看成是１:Ｎ的聯(lián)系的一種特殊情況。（３）多對多的聯(lián)系。其定義是：對于實體型Ａ中的一個實體，實體型Ｂ中可以有若干個實體于之對應；反之，對于實體型Ｂ中的一個實體，則實體型Ａ中也有若干個實體與之對應，這樣的聯(lián)系被稱為是多對多的聯(lián)系。例如兩個實體型分別為教師和課程，一個教師可以教若干門課，一門課又可以有若干個教師講。通常將這種聯(lián)系記為Ｍ:Ｎ的聯(lián)系。以上介紹的三種類型的聯(lián)系不僅可以用于描述二個不同類型的實體，還可以用于描述多個不同類型的實體。如在現(xiàn)實世界中，存在著許多多個實體型相互之間都有聯(lián)系的情況。如教師、課程、學生三個實體型之間就存在一種聯(lián)系，一個教師可以教若干門課，一門課又可以有若干個教師教授；一個教師可以教若干學生，一學生又可以有若干個教師教；一門課可以有若干學生選，一學生又可以選若干門課。有時為了方便我們也可以將這三個實體型之間聯(lián)系，分解成每兩個實體型之間均存在一個多對多的聯(lián)系。 最后我們再介紹一種較為特殊的聯(lián)系，這就是同一實體型中的不同的具體實體之間也可以存在有某聯(lián)系，如職工實體型，在這一實體型中的實體有普遍職工，也有經(jīng)理，經(jīng)理與職工之間有一種領導與被領導的關系。在Ｅ－Ｒ數(shù)據(jù)模型中，通常我們將這種特殊的聯(lián)系，稱為ＩＳＡ聯(lián)系。【3】屬性 實體型是對實體集合中所有實體共同描述特征的集合，這些實體所共有的描述特征就稱為實體的屬性。如學生實體型，其共有的描述特征通常有學號、姓名、年齡、性別等，它們都是學生實體型的屬性。這些屬性的一組值就表示了一個具體的實體。在一個具體的實體型中，其中的每一個屬性都有其取值范圍，這一范圍稱為屬性的值域。一個屬性的值域可以是整數(shù)、浮點數(shù)、字符串等。如學生實體型中的年齡屬性的值域就是一定區(qū)間中的整數(shù)，而姓名屬性的值域就是符合一定要求的字符串等。實體型中的某個（些）屬性的取值可以用來唯一區(qū)分實體型中具體實體，如學生實體型中的學號屬性的取值就可以用來區(qū)分每一個學生。這種屬性又可稱為該實體型的標識碼。 不僅實體型有屬性，聯(lián)系也可以有屬性，如學生和課程這兩個實體型，“選課”是它們之間的一種聯(lián)系，學生選修某門課程取得了某個成績，顯然成績描述是的一個屬性，但它既不是學生實體型中的一個屬性，也不是課程實體型中的一個屬性。而成績屬性的具體取值，既依賴于某個具體的學生，又依賴于某個具體的課程，所以我們將成績屬性定義為是學生和課程這兩個實體型之間選課聯(lián)系的屬性。又如機器和零件這兩個實體型，“構(gòu)造”是它們之間的一種聯(lián)系，數(shù)量這一屬性，即需要多少數(shù)量的零件構(gòu)造某一個機器，則是構(gòu)造這一聯(lián)系的屬性。 充分認識和理解聯(lián)系可以有屬性這一概念，對于正確地建立或理解Ｅ—Ｒ數(shù)據(jù)模型，以及建立或理解數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)邏輯組織結(jié)構(gòu)都具有十分重要的意義。 實體、屬性和聯(lián)系三個基本要素的概念是有明確區(qū)分的，但是對于某個具體數(shù)據(jù)對象，究竟它應該被認為是實體，還是屬性或聯(lián)系，常常需要根據(jù)具體應用背景和用戶的觀點，方可確定。 模型的表示 前面，我們介紹Ｅ－Ｒ數(shù)據(jù)模型中的三個基本的要素，這里我們將介紹使用并描述Ｅ－Ｒ數(shù)據(jù)模型。使用Ｅ－Ｒ數(shù)據(jù)模型來分析描述現(xiàn)實信息世界中的各種信息對象的主要分析步驟如下：（1）首先根據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用的整體要求，確定所涉及的現(xiàn)實信息世界中的所有信息對象的范圍。（2）根據(jù)第一步驟的結(jié)論，確定能夠描述所要求所有信息對象的各實體及屬性。（3）根據(jù)（1）、（2）二個步驟的結(jié)論，確定能夠描述所要求所有信息對象的各實體間的聯(lián)系。（4）根據(jù)（3）步驟的結(jié)論，確定能夠描述所要求所有信息對象的各實體間的聯(lián)系的屬性。在完成了上述的分析步驟，就可以獲得能夠描述現(xiàn)實信息世界的Ｅ－Ｒ數(shù)據(jù)模型。 為了能夠形象地描述出Ｅ－Ｒ數(shù)據(jù)模型，這里我們介紹一種Ｅ－Ｒ數(shù)據(jù)模型的表示方法，即用長方型來表示實體類型，聯(lián)系用菱型框及與實體型相連的線表示，將聯(lián)系的類型寫在線上或線的附近，在長