【文章內(nèi)容簡介】 畫數(shù)據(jù)庫的邏輯結(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 ， 再從全局邏輯記錄導(dǎo)出應(yīng)用程序所需的數(shù)據(jù)記錄 。 34 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 2． 數(shù)據(jù)庫操縱功能 DBMS提供數(shù)據(jù)操縱語言 （ DML） 實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫檢索 、插入 、 修改 、 刪除等基本操作 。 DML通常分為兩類：一類是嵌入主語言中的 ， 如嵌入 C、 COBOL等詞組語言中 ，這類 DML一般本身不能獨立使用 ， 稱之為宿主型語言；另一類是交互式命令語言 ， 它語法簡單 ， 可獨立使用 ，稱之為自含型語言 。 目前 DBMS廣泛采用的就是可獨立使用的自含型語言 ， 為用戶或應(yīng)用程序員提供操作使用數(shù)據(jù)庫的語言工具 。 Visual FoxPro 6提供的是自含型語言 。 35 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 3． 數(shù)據(jù)庫管理功能 DBMS提供了對數(shù)據(jù)庫的建立 、 更新 、 重編 、 結(jié)構(gòu)維護 、恢復(fù)及性能監(jiān)測等管理功能 。 它是 DBMS運行的核心部分 ，主要包括兩方面的功能：系統(tǒng)建立與維護功能和系統(tǒng)運行控制功能 ， 分別通過相應(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)庫完整性控制 、 數(shù)據(jù)訪問 、 數(shù)據(jù)裝入 、 性能監(jiān)測 、 系統(tǒng)恢復(fù)等 。 所有數(shù)據(jù)庫的操作都要在這些控制程序的統(tǒng)一管理下進行 ， 以保證運行的正確執(zhí)行 ， 保證數(shù)據(jù)庫的正確有效 。 36 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 4． 通信功能 DBMS提供數(shù)據(jù)庫與操作系統(tǒng) OS的聯(lián)機處理接口 ， 以及與遠程作業(yè)輸入的接口 。 另外 ， 作為用戶與數(shù)據(jù)庫的接口 ， 用戶可以通過交互式和應(yīng)用程序方式使用數(shù)據(jù)庫 。 交互式直觀明了 、 使用簡單 ，通常是借助于 DBMS的 DML對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進行操作；應(yīng)用程序方式則是用戶或應(yīng)用程序員依據(jù)外模式 （ 子模式 ） 編寫應(yīng)用程序模塊 ， 實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(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 、 較全 ， 而小型系統(tǒng)的功能則較弱 。 如目前運行于微機上的許多 DBMS就不具備存取控制功能 ， 對數(shù)據(jù)庫操作的權(quán)限管理很弱或者沒有 ， 而在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運行的 DBMS則具有存取控制以及并發(fā)控制功能 。 37 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的出現(xiàn)是計算機數(shù)據(jù)處理技術(shù)的重大進步，它具有以下特點。 1． 數(shù)據(jù)共享 數(shù)據(jù)共享是指多個用戶可以同時存取數(shù)據(jù)而不相互影響，數(shù)據(jù)共享包括以下三個方面：所有用戶可以同時存取數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫不僅可以為當前的用戶服務(wù)，也可以為將來的新用戶服務(wù)；可以使用多種語言完成與數(shù)據(jù)庫的接口。 38 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 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)冗余既浪費存儲空間 ，又容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)的不一致 。 在非數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中 ， 由于每個應(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)庫從全局觀念來組織和存儲數(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)庫中用戶的邏輯數(shù)據(jù)文件和具體的物理數(shù)據(jù)文件不必一一對應(yīng) ， 從而有效地節(jié)省了存儲資源 ， 減少了數(shù)據(jù)冗余 ， 增強了數(shù)據(jù)的一致性 。 39 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 3． 具有較高的數(shù)據(jù)獨立性 所謂數(shù)據(jù)獨立是指數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序之間的彼此獨立 ，它們之間不存在相互依賴的關(guān)系 。 應(yīng)用程序不必隨數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)的改變而變動 ， 這是數(shù)據(jù)庫一個最基本的優(yōu)點 。 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中 ， 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通過映像 ， 實現(xiàn)了應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與物理存儲結(jié)構(gòu)之間較高的獨立性 。 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)獨立包括兩個方面： （ 1） 物理數(shù)據(jù)獨立：數(shù)據(jù)的存儲格式和組織方法改變時 ， 不影響數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu) ， 從而不影響應(yīng)用程序 。 （ 2） 邏輯數(shù)據(jù)獨立：數(shù)據(jù)庫邏輯結(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 ） 不影響用戶的應(yīng)用程序 。 數(shù)據(jù)獨立提高了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ， 從而提高了程序維護的效益 。 40 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 4． 增強了數(shù)據(jù)安全性和完整性保護 數(shù)據(jù)庫加入了安全保密機制 ， 可以防止對數(shù)據(jù)的非法存取 。 由于實行集中控制 ， 有利于控制數(shù)據(jù)的完整性 。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采取了并發(fā)訪問控制 ， 保證了數(shù)據(jù)的正確性 。 另外 ， 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還采取了一系列措施 ， 實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)庫破壞的恢復(fù) 。 41 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)描述 現(xiàn)實世界是存在于人腦之外的客觀世界 ， 是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)操作處理的對象 。 如何用數(shù)據(jù)來描述 、 解釋現(xiàn)實世界 ， 運用數(shù)據(jù)庫技術(shù)表示 、 處理客觀事物及其相互關(guān)系 ， 則需要采取相應(yīng)的方法和手段進行描述 ， 進而實現(xiàn)最終的操作處理 。 計算機信息處理的對象是現(xiàn)實生活中的客觀事物 ， 在對客觀事物實施處理的過程中 ， 首先要經(jīng)歷了解 、 熟悉的過程 ， 從觀測中抽象出大量描述客觀事物的信息 ， 再對這些信息進行整理 、分類和規(guī)范 ， 進而將規(guī)范化的信息數(shù)據(jù)化 ， 最終由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲 、 處理 。 在這一過程中 ， 涉及到三個層次 ， 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 、 建立數(shù)據(jù)庫的出發(fā)點 ， 也是使用數(shù)據(jù)庫的最后歸宿 。 概念模型和數(shù)據(jù)模型是對客觀事物及其相互聯(lián)系的兩種抽象描述 ， 實現(xiàn)了信息處理三個層次問的對應(yīng)轉(zhuǎn)換 ， 而數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ) 。 42 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 1． 信息處理的三個層次 （ 1） 現(xiàn)實世界 現(xiàn)實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)實世界中 。 客觀事物可以用對象和性質(zhì)來描述； （ 2） 信息世界 信息世界就是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映 ， 又稱觀念世界 。 客觀事物在信息世界中稱為實體 ， 反映事物間聯(lián)系的是實體模型或概念模型 。 現(xiàn)實世界是物質(zhì)的 ， 相對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)化后對應(yīng)的產(chǎn)物。現(xiàn)實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。相對于信息世界，數(shù)據(jù)世界是量化的、物化的。 43 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 2． 實體 客觀事物在信息世界中稱為實體 （ Entity） ， 它是現(xiàn)實世界中任何可區(qū)分 、 識別的事物 。 實體可以是具體的人或物 ， 也可以是抽象概念； （ 1） 屬性 實體具有許多特性 ， 實體所具有的特性稱為屬性 （ Attribute） 。一個實體可用若干屬性來刻畫 。 每個屬性都有特定的取值范圍即值域 （ Domain） ， 值域的類型可以是整數(shù)型 、 實數(shù)型 、 字符型等 。； （ 2） 實體型和實體值 實體型就是實體的結(jié)構(gòu)描述 ， 通常是實體名和屬性名的集合 。具有相同屬性的實體 ， 有相同的實體型； （ 3） 屬性型和屬性值 與實體型和實體值相似 ， 實體的屬性也有型與值之分 。 屬性型就是屬性名及其取值類型 ， 屬性值就是屬性在其值域中所取的具體值； （ 4） 實體集 性質(zhì)相同的同類實體的集合稱實體集 。 如一個班的學生 。 44 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 3． 實體聯(lián)系 建立實體模型的一個主要任務(wù)就是要確定實體之間的聯(lián)系 。 常見的實體聯(lián)系有 3種：一對一聯(lián)系 、 一對多聯(lián)系和多對多聯(lián)系 。 如圖 16所示 。 班長 班長 班級 班級 1 1 班長 班長 學生 學生 1 n 教師 教師 學生 學生 m n （ a） （ b） （ c） 45 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 （ 1） 一對一聯(lián)系 （ 1:1） 若兩個不同型實體集中 ， 任一方的一個實體只與另一方的一個實體相對應(yīng) ， 稱這種聯(lián)系為一對一聯(lián)系 。如班長與班級的聯(lián)系 ， 一個班級只有一個班長 ， 一個班長對應(yīng)一個班級 。 （ 2） 一對多聯(lián)系 （ 1:n） 若兩個不同型實體集中 ， 一方的一個實體對應(yīng)另一方若干個實體 ， 而另一方的一個實只對應(yīng)本方一個實體 ， 稱這種聯(lián)系為一對多聯(lián)系 。 如班長與學生的聯(lián)系 ，一個班長對應(yīng)多個學生 ， 而本班每個學生只對應(yīng)一個班長 。 （ 3） 多對多聯(lián)系 （ m:n） 若兩個不同型實體集中，兩實體集中任一實體均與另一實體集中若干個實體對應(yīng)，稱這種聯(lián)系為多對多聯(lián)系。如教師與學生的聯(lián)系，一位教師為多個學生授課，每個學生也有多位任課教師。 46 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 4． 實體模型 實體模型又稱概念模型，它是反映實體之間聯(lián)系的模型。數(shù)據(jù)庫設(shè)計的重要任務(wù)就是建立實體模型，建立概念數(shù)據(jù)庫的具體描述。在建立實體模型時，實體要逐一命名以示區(qū)別，并描述它們之間的各種聯(lián)系。實體模型只是將現(xiàn)實世界的客觀對象抽象為某種信息結(jié)構(gòu)，這種信息結(jié)構(gòu)并不依賴于具體的計算機系統(tǒng)，而對應(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)庫中實體之間聯(lián)系的抽象描述即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)模型不同，描述和實現(xiàn)方法也不同，相應(yīng)的支持軟件即數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) DBMS也不同。 47 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型是指數(shù)據(jù)庫中數(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)庫系統(tǒng)中一個關(guān)鍵概念 ， 數(shù)據(jù)模型不同 ， 相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就完全不同 ， 任何一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都是基于某種數(shù)據(jù)模型的 。 數(shù)據(jù)庫管理系統(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 。 48 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 1． 層次數(shù)據(jù)模型 （ Hierarchical Model） 用樹形結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為層次模型 。 樹是由結(jié)點和連線組成 ， 結(jié)點表示數(shù)據(jù)集 ， 連線表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系 ， 樹形結(jié)構(gòu)只能表示一對多聯(lián)系 。 通常將表示 “ 一 ”的數(shù)據(jù)放在上方 ， 稱為父結(jié)點；而表示 “ 多 ” 的數(shù)據(jù)放在下方 ，稱為子結(jié)點 。 樹的最高位置只有一個結(jié)點 ， 稱為根結(jié)點 。 根結(jié)點以外的其他結(jié)點都有一個父結(jié)點與它相連 ， 同時可能有一個或多個子結(jié)點與它相連 。 沒有子結(jié)點的結(jié)點稱為葉結(jié)點 ， 它處于分枝的末端 。 層次模型的基本特點： （ 1） 有且僅有一個結(jié)點無父結(jié)點 ， 稱其為根結(jié)點； （ 2） 其他結(jié)點有且只一個父結(jié)點 。 支持層次數(shù)據(jù)模型的 DBMS稱為層次數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) ， 在這種系統(tǒng)中建立的數(shù)據(jù)庫是層次數(shù)據(jù)庫 。 層次模型可以直接方便地表示一對一聯(lián)系和一對多聯(lián)系 ， 但不能用它直接表示多對多聯(lián)系 。 49 目 錄 上一頁 下一頁 退 出 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： （ 1） 一個以上結(jié)點無父結(jié)點 （ 2）至少有一結(jié)點有多于一個的父結(jié)點 網(wǎng)狀模型和層次模型在本質(zhì)上是一樣的，