【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 兩種類型。 一種是獨(dú)立于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模型，完全不涉及信息在系統(tǒng)中的表示，只是用來描述某個(gè)特定組織所關(guān)心的信息結(jié)構(gòu)，這類模型稱為“ 概念數(shù)據(jù)模型” 。要領(lǐng)模型用于建立信息世界的數(shù)據(jù)模型，強(qiáng)調(diào)其語義表達(dá)功能，應(yīng)該概念簡(jiǎn)單、清晰，易于用戶理解，它是現(xiàn)實(shí)世界的第一層抽象，是用戶和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員之間進(jìn)行交流的工具。這一其中著名的模型是“實(shí)體聯(lián)系模型” 。 另一種數(shù)據(jù)模型是直接面向數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，它是現(xiàn)實(shí)世界的第二層抽象。 這類模型涉及到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，又稱為“結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型” 。例如，層次、網(wǎng)狀、關(guān)系、面向?qū)ο蟮饶Ｐ汀＿@類模型有嚴(yán)格的形式化定義，以便于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。 （ 1）層次模型。用樹型結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型 。樹的結(jié)點(diǎn)是記錄類型，每個(gè)非根結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)。上一層記錄類型和下一層記錄類型間聯(lián)系是 1∶ N 聯(lián)系。 層次模型的特點(diǎn)是記錄之間的聯(lián)系通過指針實(shí)現(xiàn)，查詢效率較高。但層次模型有兩個(gè)缺點(diǎn)：一是只能表示 1∶ N 聯(lián)系，雖然有多種輔助手段實(shí)現(xiàn)了 M∶ N 聯(lián)系，但都較復(fù)雜，用戶不易掌握，二是由于樹型結(jié)構(gòu)層次順序的嚴(yán)格和復(fù)雜，引起數(shù)據(jù)的查詢和更新操作也很復(fù)雜，因此，編寫應(yīng)用程序也很復(fù)雜。 （ 2）網(wǎng)狀模型。用有向圖結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。 1969年 DBTG 報(bào)告提出的數(shù)據(jù)模型是網(wǎng)狀模型的主要代表。有向圖中的結(jié)點(diǎn) 是記錄類型，有向邊表示從箭尾一端的記錄類型到箭頭一端的記錄類型間聯(lián)系是 1∶N 聯(lián)系。 網(wǎng)狀模型的特點(diǎn)：記錄之間聯(lián)系通過指針實(shí)現(xiàn)， M∶ N 聯(lián)系也容易實(shí)現(xiàn)（每個(gè) M∶N 聯(lián)系可拆成兩個(gè) 1∶ N 聯(lián)系），查詢效率較高。網(wǎng)狀模型的缺點(diǎn)是編寫應(yīng)用程序比較復(fù)雜，程序員必須熟悉數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)。由于層次系統(tǒng)和網(wǎng)狀系統(tǒng)的應(yīng)用程序編制比較復(fù)雜，因此，從 20 世紀(jì) 80 年代中期起，其市場(chǎng)已被關(guān)系系統(tǒng)所取代。但是使用這兩種模型建立起的許多數(shù)據(jù)庫仍然在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，只是在外層加了個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言的接口。網(wǎng)狀模型有許多成功的產(chǎn)品 ,20 世紀(jì) 70 年代的產(chǎn)品 大部分網(wǎng)狀系統(tǒng) ,例如 ,Honeywell 公司的 IDS/Ⅱ、 HP 公司的 IMAGE/3000、 Burroughs 公司的 DMSⅡ、 Umivac 公司的 DMS1100、 Culli 公司的 IDMS、 Cim 公司的 TOTAL 等 （ 3）關(guān)系模型。關(guān)系模型的主要是用二維表格結(jié)構(gòu)表達(dá)實(shí)體集，用外鍵表示實(shí)體間聯(lián)系。關(guān)系模型是由若干個(gè)關(guān)系模式組成的集合。關(guān)系模式相當(dāng)于前面提到的記錄類型，它的實(shí)例稱為關(guān)系，每個(gè)關(guān)系實(shí)際上是一張二維表格。 關(guān)系模型和層次、網(wǎng)狀模型的最大判別是用關(guān)鍵碼而不是用指針導(dǎo)航數(shù)據(jù)，表格簡(jiǎn)單用戶易懂，編程 時(shí)并不涉及存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，訪問技術(shù)等細(xì)節(jié)。關(guān)系模型是數(shù)學(xué)化模型。 SQL 語言是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)化語言，已得到了廣泛的應(yīng)用。 20 世紀(jì) 70年代對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的研究主要集中在理論和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)方面。 80 年代初才形成產(chǎn)品，但很快得到廣泛的應(yīng)用和普及，并最終取代了層次、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品?，F(xiàn)在市場(chǎng)上典型的關(guān)系 DBMS 產(chǎn)品有 DB ORACLE、 SYBASE、 INFORMIX 和微機(jī)型產(chǎn)品 Foxpro、 Access 等。 關(guān)系模型和網(wǎng)狀、層次模型的最大區(qū)別是：關(guān)系模型用表格數(shù)據(jù)而不是通過指針鏈來表示和實(shí)現(xiàn)實(shí)體間聯(lián)系。關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、易懂。只需用簡(jiǎn)單的查詢語句就可對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作。 關(guān)系模型是數(shù)學(xué)化的模型，可把表格看成一個(gè)集合，因此集合論、數(shù)理邏輯等知識(shí)可引入到關(guān)系模型中來。關(guān)系模型已是一個(gè)成熟的有前途的模型，已得到廣泛應(yīng)用。 （ 4）面向?qū)ο竽Ｐ?。目前，關(guān)系數(shù)據(jù)庫的使用已相當(dāng)普遍，但是，現(xiàn)實(shí)世界中仍然存在著許多含有復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域，例如， CAD 數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)等，而關(guān)系模型在這方面的處理能力就顯得力不從心。因此，人們需要更高級(jí)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)來表達(dá)這類信息。面向?qū)ο蟮母拍钭钤绯霈F(xiàn)在程序設(shè)計(jì)語言中，隨后迅速滲透到計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的每一個(gè)分 支。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫是面向?qū)ο蟾拍钆c數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 面向?qū)ο竽Ｐ湍芡暾孛枋霈F(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有豐富的表達(dá)能力，但模型相對(duì)較復(fù)雜，涉及的知識(shí)面也廣，因此面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫尚未達(dá)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫那樣的普及程度。 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)分三級(jí)：內(nèi)部級(jí)（ internal） ,概念級(jí)（ conceptual）和外部級(jí)（ external）。這個(gè)三級(jí)結(jié)構(gòu)有時(shí)也稱為“三級(jí)模式結(jié)構(gòu)”，或“數(shù)據(jù)抽象的三個(gè)級(jí)別”，最早是在 1971 年通過的 DBTG 報(bào)告中提出，后來收入在 1975年的美國(guó) ANSI/SPARC 報(bào)告中。雖然現(xiàn)在 DBMS 的產(chǎn)品多種多樣，在不同的操作系統(tǒng)支持下工作，但是大多數(shù)系統(tǒng)在總的體系結(jié)構(gòu)上都具有三級(jí)模式的結(jié)構(gòu)特征。 從某個(gè)角度看到的數(shù)據(jù)特性稱為“數(shù)據(jù)視圖”（ data view）。 外部級(jí)最接近用戶，是單個(gè)用戶所能看到的數(shù)據(jù)特性。單個(gè)用戶使用的數(shù)據(jù)視圖的描述稱為“外模式”。 概念級(jí)涉及到所有用戶的數(shù)據(jù)定義，是全局的數(shù)據(jù)視圖。全局?jǐn)?shù)據(jù)視圖的描述稱為“概念模式”。 內(nèi)部級(jí)最接近于物理存儲(chǔ)設(shè)備，涉及到實(shí)際數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)。物理存儲(chǔ)數(shù)據(jù)視圖的描述稱為“內(nèi)模式”。 數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別。它 把數(shù)據(jù)的具體組織留給 DBMS 去做，用戶只要抽象地處理數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示和存儲(chǔ)，這樣就減輕了用戶使用系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。 三級(jí)結(jié)構(gòu)之間往往差別很大，為了實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象級(jí)別的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換， DBMS在三級(jí)結(jié)構(gòu)之間提供兩個(gè)層次的映像（ mappings） :外模式 /模式映像，模式 /內(nèi)模式映像。此處模式是概念模式的簡(jiǎn)稱。 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性 由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，因此系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)獨(dú)立性的特點(diǎn)。在數(shù)據(jù)庫技術(shù)中，數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)之間相互獨(dú)立，不受影響。數(shù)據(jù)獨(dú)立性分成物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性和邏輯數(shù) 據(jù)獨(dú)立性兩級(jí)。 （ 1）物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性 如果數(shù)據(jù)庫的內(nèi)模式要進(jìn)行修改，即數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)方法有所變化，那么模式 /內(nèi)模式映像也要進(jìn)行相當(dāng)?shù)男薷?，使概念模式盡可能保持不變。也就是對(duì)內(nèi)模式的修改盡量不影響概念模式，當(dāng)然，對(duì)于外模式和應(yīng)用程序的影響更小，這樣，我們稱數(shù)據(jù)庫達(dá)到了物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性。 （ 2）邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性 如果數(shù)據(jù)庫的概念模式要進(jìn)行修改，譬如增加記錄類型或增加數(shù)據(jù)項(xiàng)，那么外模式 /模式映像也要進(jìn)行相應(yīng)的修改，使外模式盡可能保持不變。也就是對(duì)概念模式的修改盡量不影響外模式和應(yīng)用程序，這樣，我們稱數(shù)據(jù)庫達(dá)到 了邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性。 現(xiàn)有關(guān)系系統(tǒng)產(chǎn)品均提供了較高的物理獨(dú)立性，而對(duì)邏輯獨(dú)立性的支持尚有欠缺，例如，對(duì)外模式的數(shù)據(jù)更新受到限制等。 范式 建立起一個(gè)良好的數(shù)據(jù)指標(biāo)體系，是建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫的最重要的一環(huán)。一個(gè)良好的數(shù)據(jù)指標(biāo)體系是建立 DB 的必要條件，但不是充分條件。我們完全可以認(rèn)為所建指標(biāo)體系中的一個(gè)指標(biāo)類就是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)基本表，而這個(gè)指標(biāo)類下面的一個(gè)個(gè)具體指標(biāo)就是這個(gè)基本表中的一個(gè)字段。但如果直接按照這種方式建庫顯然還不能算最佳。對(duì)于指標(biāo)體系中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)在建庫前還必須進(jìn)行規(guī)范化的重新組織 。 在數(shù)據(jù)的規(guī)范化表達(dá)中，一般將一組相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)稱為一個(gè)關(guān)系 (relation)，而在這個(gè)關(guān)系下的每個(gè)數(shù)據(jù)指標(biāo)項(xiàng)則被稱為數(shù)據(jù)元素 (data element)，這種關(guān)系落實(shí)到具體數(shù)據(jù)庫上就是基本表，而數(shù)據(jù)元素就是基本表中的一個(gè)字段 (field)。規(guī)范化表達(dá)還規(guī)定在每一個(gè)基本表中必須定義一個(gè)數(shù)據(jù)元素為關(guān)鍵字 (key)，它可以唯一地標(biāo)識(shí)出該表中其它相關(guān)的數(shù)據(jù)元素。在規(guī)范化理論中表是二維的，它有如下四個(gè)性質(zhì)： 在表中的任意一列上，數(shù)據(jù)項(xiàng)應(yīng)屬于同一個(gè)屬性 (如圖中每一列都存放著不同合同記錄的同一屬性數(shù)據(jù) )。 表中所 有行都是不相同的，不允許有重復(fù)組項(xiàng)出現(xiàn) (如圖中每一行都是一個(gè)不同的合同記錄 )。 在表中，行的順序無關(guān)緊要 (如圖中每行存的都是合同記錄，至于先放哪一個(gè)合同都沒關(guān)系 )。 在表中，列的順序無關(guān)緊要，但不能重復(fù) (如圖中合同號(hào)和合同名誰先誰后都沒關(guān)系，但二者不可重復(fù)或同名 )。 在對(duì)表的形式進(jìn)行了規(guī)范化定義后，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還有五種規(guī)范化定義，定名為規(guī)范化模式，稱為范式。在這五種范式中，一般只用前三種，對(duì)于常用系統(tǒng)就足夠了。而且這五種范式是“向上兼容”的，即滿足第五范式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)自動(dòng)滿足一、二、三、四范式，滿足第四范式的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)自動(dòng)滿足第一、二、三范式，……，依此類推。 第一范式 (first normal form，簡(jiǎn)稱 1st NF)就是指在同一表中沒有重復(fù)項(xiàng)出現(xiàn)，如果有則應(yīng)將重復(fù)項(xiàng)去掉。這個(gè)去掉重復(fù)項(xiàng)的過程就稱之為規(guī)范化處理。在本文所討論的開發(fā)方法里， 1st NF 實(shí)際上是沒有什么意義的。因?yàn)槲覀儼匆?guī)范化建立的指標(biāo)體系和表的過程都自動(dòng)保證了所有表都滿足 1st NF。 第二范式 (second normal form，簡(jiǎn)稱 2nd NF)是指每個(gè)表必須有一個(gè) (而且僅一個(gè) )數(shù)據(jù)元素為主關(guān)鍵字 (primary key)，其它數(shù)據(jù) 元素與主關(guān)鍵字一一對(duì)應(yīng)。例如，在圖 中如果我們將合同號(hào)定義為主關(guān)鍵字 (其它數(shù)據(jù)元素中的記錄數(shù)據(jù)都有可能重名，故不能作為主關(guān)鍵字 )，故只要知道了一個(gè)合同記錄的合同號(hào)，就可以唯一地在同一行中找到該合同的任何一項(xiàng)具體信息。通常我們稱這種關(guān)系為函數(shù)依賴 (functional dependence)關(guān)系。即表中其它數(shù)據(jù)元素都依賴于主關(guān)鍵字，或稱該數(shù)據(jù)元素唯一地被主關(guān)鍵字所標(biāo)識(shí)。 第三范式 (third normal form，簡(jiǎn)稱 3rd NF)就是指表中的所有數(shù)據(jù)元素不但要能夠唯一地被主關(guān)鍵字所標(biāo)識(shí)，而且它們之 間還必須相互獨(dú)立，不存在其它的函數(shù)關(guān)系。也就是說對(duì)于一個(gè)滿足了 2nd NF 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來說，表中有可能存在某些數(shù)據(jù)元素依賴于其它非關(guān)鍵宇數(shù)據(jù)元素的現(xiàn)象，必須加以消除。 為防止數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)更新異常、插入異常、刪除異常、數(shù)據(jù)冗余太大等現(xiàn)象，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫要盡量按關(guān)系規(guī)范化要求進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。 167。 SQL 語言基礎(chǔ) SQL 簡(jiǎn)介 用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫的使用，是通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的語言來實(shí)現(xiàn)的。不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供不同的數(shù)據(jù)庫語言。關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)幾乎都提供關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言 —— SQL。 SQL 的 全稱是 Structured Query Language，即結(jié)構(gòu)化查詢語言。 SQL 語句可以從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中獲得數(shù)據(jù)，也可以建立數(shù)據(jù)庫、增加數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)。 1986年 ANSI 采用 SQL 語言作為關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)語言，后被國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織（ ISO）采納為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 SQL 語言使用方便、功能豐富、簡(jiǎn)潔易學(xué)，是操作數(shù)據(jù)庫的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)語言，得到廣泛地應(yīng)用。例如關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品 DB ORACLE等都實(shí)現(xiàn)了 SQL 語言。同時(shí)，其它數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品廠家也紛紛推出各自的支持 SQL的軟件或者與 SQL 的接口軟件。這樣 SQL 語言很快被整個(gè)計(jì)算機(jī) 界認(rèn)可。 SQL 語言是一種非過程化語言，它一次處理一個(gè)記錄集合，對(duì)數(shù)據(jù)提供自動(dòng)導(dǎo)航。 SQL 語言允許用戶在高層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上工作，而不對(duì)單個(gè)記錄進(jìn)行操作。SQL 語言不要求用戶指定數(shù)據(jù)的存取方法，而是使用查詢優(yōu)化器，由系統(tǒng)決定對(duì)指定數(shù)據(jù)存取的最快速手段。當(dāng)設(shè)計(jì)者在關(guān)系表上定義了索引時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)利用索引進(jìn)行快速檢索，用戶不需知道表上是否有索引或者有什么類型的索引等細(xì)節(jié)。 SQL 語言可以完成許多功能，例如： ● 查詢數(shù)據(jù) ● 在數(shù)據(jù)庫表格中插入、修改和刪除記錄 ● 建立、修改和刪除數(shù)據(jù)對(duì)象 ● 控制對(duì)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)對(duì)象 的存取 ● 確保數(shù)據(jù)庫的一致性和完整性等 SQL 查詢 數(shù)據(jù)查詢是關(guān)系運(yùn)算理論在 SQL 語言中的主要體現(xiàn)， SELECT 語句是 SQL 查詢的基本語句，當(dāng)我們?cè)趯?duì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)各種各樣的操作時(shí)，使用的最多的就是數(shù)據(jù)查詢，在以 SQL 為基礎(chǔ)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，使用的最多的就是 SELECT 查詢語句。 SELECT 語句的完整句法如下： SELECT 目標(biāo)表的列名或列表達(dá)式序列 FROM 基本表和（或）視圖序列 [WHERE 行條件表達(dá)式 ] [GROUP BY 列名序列 ] [HAVING 組條件表達(dá)式 ] [ORDER BY 列名 [ASC│ DEAC]… ] 我在 SELECT 語句中還使用了大量的保留字和通配符以進(jìn)行各種各樣的條件查詢。在系統(tǒng)中有大量的查詢按鈕，其使用了大量的查詢語句，而且這些查詢語句大部分使用的是模糊查詢，所以大量的使用了模式匹配符 LIKE(判斷值是否與指定的字符通配格式相符 )。在包含 LIKE 的查詢語句中可以使用兩個(gè)通配符： %（百分號(hào)）：與零個(gè)或多個(gè)字符組成的字符串匹配； _（下劃線）：與單個(gè)字符匹配。系統(tǒng)中的條件判斷往往包含多個(gè)條件，這時(shí)就需要使用邏輯運(yùn)算符 NOT、AND、 OR(用于多條件的邏輯連接 )，謂 詞 ALL 以及保留字 DISTINCT 等等。做為 SELECT 語句還有很多的使用方法，這里就不再敘述。 SQL 數(shù)據(jù)更新 使用數(shù)據(jù)庫的目的是為了有效地管理數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)的插入、刪除和修改則是必不可少的一個(gè)功能。在本系統(tǒng)中就大量地使用了數(shù)據(jù)插入、刪除和修改這三種操作，現(xiàn)做一個(gè)簡(jiǎn)單地介紹。 ●數(shù)據(jù)插入 往數(shù)據(jù)庫的基本表中插入數(shù)據(jù)使用的是 INSERT 語句，其方式有兩種：一種是元組值的插入，另一種是查詢結(jié)果的插入。在