【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 DL定義數(shù)據(jù)庫(kù)的子模式 （ 外模式 ） 、模式和內(nèi)模式 ， 以定義和刻畫(huà)數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu) ， 正確描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系 ， DBMS根據(jù)這些數(shù)據(jù)定義 ， 從物理記錄導(dǎo)出全局邏輯記錄 ， 再?gòu)娜诌壿嬘涗泴?dǎo)出應(yīng)用程序所需的數(shù)據(jù)記錄 。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 35 2． 數(shù)據(jù)庫(kù)操縱功能 DBMS提供數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言 （ DML） 實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索 、插入 、 修改 、 刪除等基本操作 。 DML通常分為兩類(lèi)：一類(lèi)是嵌入主語(yǔ)言中的 ， 如嵌入 C、 COBOL等詞組語(yǔ)言中 ，這類(lèi) DML一般本身不能獨(dú)立使用 ， 稱(chēng)之為宿主型語(yǔ)言；另一類(lèi)是交互式命令語(yǔ)言 ， 它語(yǔ)法簡(jiǎn)單 ， 可獨(dú)立使用 ，稱(chēng)之為自含型語(yǔ)言 。 目前 DBMS廣泛采用的就是可獨(dú)立使用的自含型語(yǔ)言 ， 為用戶(hù)或應(yīng)用程序員提供操作使用數(shù)據(jù)庫(kù)的語(yǔ)言工具 。 Visual FoxPro 6提供的是自含型語(yǔ)言 。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 36 3． 數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能 DBMS提供了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 、 更新 、 重編 、 結(jié)構(gòu)維護(hù) 、恢復(fù)及性能監(jiān)測(cè)等管理功能 。 它是 DBMS運(yùn)行的核心部分 ，主要包括兩方面的功能：系統(tǒng)建立與維護(hù)功能和系統(tǒng)運(yùn)行控制功能 ， 分別通過(guò)相應(yīng)的控制程序完成有關(guān)功能 ， 包括系統(tǒng)總控 、 存取控制 （ 即存取權(quán)限檢查 ） 、 并發(fā)控制 、 數(shù)據(jù)庫(kù)完整性控制 、 數(shù)據(jù)訪問(wèn) 、 數(shù)據(jù)裝入 、 性能監(jiān)測(cè) 、 系統(tǒng)恢復(fù)等 。 所有數(shù)據(jù)庫(kù)的操作都要在這些控制程序的統(tǒng)一管理下進(jìn)行 ， 以保證運(yùn)行的正確執(zhí)行 ， 保證數(shù)據(jù)庫(kù)的正確有效 。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 37 4． 通信功能 DBMS提供數(shù)據(jù)庫(kù)與操作系統(tǒng) OS的聯(lián)機(jī)處理接口 ， 以及與遠(yuǎn)程作業(yè)輸入的接口 。 另外 ， 作為用戶(hù)與數(shù)據(jù)庫(kù)的接口 ， 用戶(hù)可以通過(guò)交互式和應(yīng)用程序方式使用數(shù)據(jù)庫(kù) 。 交互式直觀明了 、 使用簡(jiǎn)單 ，通常是借助于 DBMS的 DML對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)進(jìn)行操作；應(yīng)用程序方式則是用戶(hù)或應(yīng)用程序員依據(jù)外模式 （ 子模式 ） 編寫(xiě)應(yīng)用程序模塊 ， 實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的各種操作 。 DBMS的功能隨不同系統(tǒng)而有所不同 ， 大型系統(tǒng)的功能較強(qiáng) 、 較全 ， 而小型系統(tǒng)的功能則較弱 。 如目前運(yùn)行于微機(jī)上的許多 DBMS就不具備存取控制功能 ， 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的權(quán)限管理很弱或者沒(méi)有 ， 而在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行的 DBMS則具有存取控制以及并發(fā)控制功能 。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 38 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的重大進(jìn)步，它具有以下特點(diǎn)。 1． 數(shù)據(jù)共享 數(shù)據(jù)共享是指多個(gè)用戶(hù)可以同時(shí)存取數(shù)據(jù)而不相互影響，數(shù)據(jù)共享包括以下三個(gè)方面：所有用戶(hù)可以同時(shí)存取數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫(kù)不僅可以為當(dāng)前的用戶(hù)服務(wù)，也可以為將來(lái)的新用戶(hù)服務(wù)；可以使用多種語(yǔ)言完成與數(shù)據(jù)庫(kù)的接口。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 39 2． 減少數(shù)據(jù)冗余 數(shù)據(jù)冗余就是數(shù)據(jù)重復(fù) ， 數(shù)據(jù)冗余既浪費(fèi)存儲(chǔ)空間 ，又容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)的不一致 。 在非數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中 ， 由于每個(gè)應(yīng)用程序都有自己的數(shù)據(jù)文件 ， 所以數(shù)據(jù)存在著大量的重復(fù) 。 數(shù)據(jù)庫(kù)從全局觀念來(lái)組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù) ， 數(shù)據(jù)已經(jīng)根據(jù)特定的數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)化 ， 在數(shù)據(jù)庫(kù)中用戶(hù)的邏輯數(shù)據(jù)文件和具體的物理數(shù)據(jù)文件不必一一對(duì)應(yīng) ， 從而有效地節(jié)省了存儲(chǔ)資源 ， 減少了數(shù)據(jù)冗余 ， 增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的一致性 。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 40 3． 具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性 所謂數(shù)據(jù)獨(dú)立是指數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序之間的彼此獨(dú)立 ，它們之間不存在相互依賴(lài)的關(guān)系 。 應(yīng)用程序不必隨數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的改變而變動(dòng) ， 這是數(shù)據(jù)庫(kù)一個(gè)最基本的優(yōu)點(diǎn) 。 在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中 ， 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)通過(guò)映像 ， 實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間較高的獨(dú)立性 。 數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)獨(dú)立包括兩個(gè)方面： （ 1） 物理數(shù)據(jù)獨(dú)立：數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式和組織方法改變時(shí) ， 不影響數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu) ， 從而不影響應(yīng)用程序 。 （ 2） 邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立：數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)的變化 （ 如數(shù)據(jù)定義的修改 ， 數(shù)據(jù)間聯(lián)系的變更等 ） 不影響用戶(hù)的應(yīng)用程序 。 數(shù)據(jù)獨(dú)立提高了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ， 從而提高了程序維護(hù)的效益 。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 41 4． 增強(qiáng)了數(shù)據(jù)安全性和完整性保護(hù) 數(shù)據(jù)庫(kù)加入了安全保密機(jī)制 ， 可以防止對(duì)數(shù)據(jù)的非法存取 。 由于實(shí)行集中控制 ， 有利于控制數(shù)據(jù)的完整性 。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采取了并發(fā)訪問(wèn)控制 ， 保證了數(shù)據(jù)的正確性 。 另外 ， 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)還采取了一系列措施 ， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)破壞的恢復(fù) 。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 42 現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)描述 現(xiàn)實(shí)世界是存在于人腦之外的客觀世界 ， 是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)操作處理的對(duì)象 。 如何用數(shù)據(jù)來(lái)描述 、 解釋現(xiàn)實(shí)世界 ， 運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)表示 、 處理客觀事物及其相互關(guān)系 ， 則需要采取相應(yīng)的方法和手段進(jìn)行描述 ， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最終的操作處理 。 計(jì)算機(jī)信息處理的對(duì)象是現(xiàn)實(shí)生活中的客觀事物 ， 在對(duì)客觀事物實(shí)施處理的過(guò)程中 ， 首先要經(jīng)歷了解 、 熟悉的過(guò)程 ， 從觀測(cè)中抽象出大量描述客觀事物的信息 ， 再對(duì)這些信息進(jìn)行整理 、分類(lèi)和規(guī)范 ， 進(jìn)而將規(guī)范化的信息數(shù)據(jù)化 ， 最終由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)存儲(chǔ) 、 處理 。 在這一過(guò)程中 ， 涉及到三個(gè)層次 ， 經(jīng)歷了兩次抽象和轉(zhuǎn)換 。 客觀事物是信息之源 ， 是設(shè)計(jì) 、 建立數(shù)據(jù)庫(kù)的出發(fā)點(diǎn) ， 也是使用數(shù)據(jù)庫(kù)的最后歸宿 。 概念模型和數(shù)據(jù)模型是對(duì)客觀事物及其相互聯(lián)系的兩種抽象描述 ， 實(shí)現(xiàn)了信息處理三個(gè)層次問(wèn)的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換 ， 而數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ) 。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 43 1． 信息處理的三個(gè)層次 （ 1） 現(xiàn)實(shí)世界 現(xiàn)實(shí)世界就是存在于人腦之外的客觀世界 ， 客觀事物及其相互聯(lián)系就處于現(xiàn)實(shí)世界中 。 客觀事物可以用對(duì)象和性質(zhì)來(lái)描述； （ 2） 信息世界 信息世界就是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映 ， 又稱(chēng)觀念世界 。 客觀事物在信息世界中稱(chēng)為實(shí)體 ， 反映事物間聯(lián)系的是實(shí)體模型或概念模型 。 現(xiàn)實(shí)世界是物質(zhì)的 ， 相對(duì)而言信息世界是抽象的； （ 3） 數(shù)據(jù)世界 數(shù)據(jù)世界就是信息世界中的信息數(shù)據(jù)化后對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物?，F(xiàn)實(shí)世界中的客觀事物及其聯(lián)系，在數(shù)據(jù)世界中以數(shù)據(jù)模型描述。相對(duì)于信息世界，數(shù)據(jù)世界是量化的、物化的。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 44 2． 實(shí)體 客觀事物在信息世界中稱(chēng)為實(shí)體 （ Entity） ， 它是現(xiàn)實(shí)世界中任何可區(qū)分 、 識(shí)別的事物 。 實(shí)體可以是具體的人或物 ， 也可以是抽象概念； （ 1） 屬性 實(shí)體具有許多特性 ， 實(shí)體所具有的特性稱(chēng)為屬性 （ Attribute） 。一個(gè)實(shí)體可用若干屬性來(lái)刻畫(huà) 。 每個(gè)屬性都有特定的取值范圍即值域 （ Domain） ， 值域的類(lèi)型可以是整數(shù)型 、 實(shí)數(shù)型 、 字符型等 。； （ 2） 實(shí)體型和實(shí)體值 實(shí)體型就是實(shí)體的結(jié)構(gòu)描述 ， 通常是實(shí)體名和屬性名的集合 。具有相同屬性的實(shí)體 ， 有相同的實(shí)體型； （ 3） 屬性型和屬性值 與實(shí)體型和實(shí)體值相似 ， 實(shí)體的屬性也有型與值之分 。 屬性型就是屬性名及其取值類(lèi)型 ， 屬性值就是屬性在其值域中所取的具體值； （ 4） 實(shí)體集 性質(zhì)相同的同類(lèi)實(shí)體的集合稱(chēng)實(shí)體集 。 如一個(gè)班的學(xué)生 。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 45 3． 實(shí)體聯(lián)系 建立實(shí)體模型的一個(gè)主要任務(wù)就是要確定實(shí)體之間的聯(lián)系 。 常見(jiàn)的實(shí)體聯(lián)系有 3種：一對(duì)一聯(lián)系 、 一對(duì)多聯(lián)系和多對(duì)多聯(lián)系 。 如圖 16所示 。 班長(zhǎng) 班長(zhǎng) 班級(jí) 班級(jí) 1 1 班長(zhǎng) 班長(zhǎng) 學(xué)生 學(xué)生 1 n 教師 教師 學(xué)生 學(xué)生 m n （ a） （ b） （ c） 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 46 （ 1） 一對(duì)一聯(lián)系 （ 1:1） 若兩個(gè)不同型實(shí)體集中 ， 任一方的一個(gè)實(shí)體只與另一方的一個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng) ， 稱(chēng)這種聯(lián)系為一對(duì)一聯(lián)系 。如班長(zhǎng)與班級(jí)的聯(lián)系 ， 一個(gè)班級(jí)只有一個(gè)班長(zhǎng) ， 一個(gè)班長(zhǎng)對(duì)應(yīng)一個(gè)班級(jí) 。 （ 2） 一對(duì)多聯(lián)系 （ 1:n） 若兩個(gè)不同型實(shí)體集中 ， 一方的一個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)另一方若干個(gè)實(shí)體 ， 而另一方的一個(gè)實(shí)只對(duì)應(yīng)本方一個(gè)實(shí)體 ， 稱(chēng)這種聯(lián)系為一對(duì)多聯(lián)系 。 如班長(zhǎng)與學(xué)生的聯(lián)系 ，一個(gè)班長(zhǎng)對(duì)應(yīng)多個(gè)學(xué)生 ， 而本班每個(gè)學(xué)生只對(duì)應(yīng)一個(gè)班長(zhǎng) 。 （ 3） 多對(duì)多聯(lián)系 （ m:n） 若兩個(gè)不同型實(shí)體集中，兩實(shí)體集中任一實(shí)體均與另一實(shí)體集中若干個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)，稱(chēng)這種聯(lián)系為多對(duì)多聯(lián)系。如教師與學(xué)生的聯(lián)系，一位教師為多個(gè)學(xué)生授課，每個(gè)學(xué)生也有多位任課教師。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 47 4． 實(shí)體模型 實(shí)體模型又稱(chēng)概念模型，它是反映實(shí)體之間聯(lián)系的模型。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的重要任務(wù)就是建立實(shí)體模型，建立概念數(shù)據(jù)庫(kù)的具體描述。在建立實(shí)體模型時(shí)，實(shí)體要逐一命名以示區(qū)別，并描述它們之間的各種聯(lián)系。實(shí)體模型只是將現(xiàn)實(shí)世界的客觀對(duì)象抽象為某種信息結(jié)構(gòu)，這種信息結(jié)構(gòu)并不依賴(lài)于具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)世界的模型則由數(shù)據(jù)模型描述，數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)體之間聯(lián)系的抽象描述即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)模型不同，描述和實(shí)現(xiàn)方法也不同，相應(yīng)的支持軟件即數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) DBMS也不同。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 48 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型是指數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系 。 數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵概念 ， 數(shù)據(jù)模型不同 ， 相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)就完全不同 ， 任何一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)都是基于某種數(shù)據(jù)模型的 。 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)常用的數(shù)據(jù)模型有下列三種： 層次模型 網(wǎng)狀模型 關(guān)系模型 。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 49 1． 層次數(shù)據(jù)模型 （ Hierarchical Model） 用樹(shù)形結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱(chēng)為層次模型 。 樹(shù)是由結(jié)點(diǎn)和連線組成 ， 結(jié)點(diǎn)表示數(shù)據(jù)集 ， 連線表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系 ， 樹(shù)形結(jié)構(gòu)只能表示一對(duì)多聯(lián)系 。 通常將表示 “ 一 ”的數(shù)據(jù)放在上方 ， 稱(chēng)為父結(jié)點(diǎn)；而表示 “ 多 ” 的數(shù)據(jù)放在下方 ，稱(chēng)為子結(jié)點(diǎn) 。 樹(shù)的最高位置只有一個(gè)結(jié)點(diǎn) ， 稱(chēng)為根結(jié)點(diǎn) 。 根結(jié)點(diǎn)以外的其他結(jié)點(diǎn)都有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)與它相連 ， 同時(shí)可能有一個(gè)或多個(gè)子結(jié)點(diǎn)與它相連 。 沒(méi)有子結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)稱(chēng)為葉結(jié)點(diǎn) ， 它處于分枝的末端 。 層次模型的基本特點(diǎn)： （ 1） 有且僅有一個(gè)結(jié)點(diǎn)無(wú)父結(jié)點(diǎn) ， 稱(chēng)其為根結(jié)點(diǎn)； （ 2） 其他結(jié)點(diǎn)有且只一個(gè)父結(jié)點(diǎn) 。 支持層次數(shù)據(jù)模型的 DBMS稱(chēng)為層次數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) ， 在這種系統(tǒng)中建立的數(shù)據(jù)庫(kù)是層次數(shù)據(jù)庫(kù) 。 層次模型可以直接方便地表示一對(duì)一聯(lián)系和一對(duì)多聯(lián)系 ， 但不能用它直接表示多對(duì)多聯(lián)系 。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 50 2． 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型 （ Network Model） 用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱(chēng)為網(wǎng)狀模型 。 網(wǎng)狀模型是層次模型的拓展 ， 網(wǎng)狀模型的結(jié)點(diǎn)間可以任意發(fā)生聯(lián)系 ， 能夠表示各種復(fù)雜的聯(lián)系 。 網(wǎng)狀模型的基本特點(diǎn)： （ 1） 一個(gè)以上結(jié)點(diǎn)無(wú)父結(jié)點(diǎn) （ 2）至