【正文】 其路徑查看時(shí) ， 才能顯出它的全部意義 ? 沒(méi)有一個(gè)子女記錄值能夠脫離雙親記錄值而獨(dú)立存在 An Introduction to Database Systems 層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (續(xù)） ? 多對(duì)多聯(lián)系在層次模型中的表示 ? 用層次模型 間接 表示多對(duì)多聯(lián)系 ? 方法 將多對(duì)多聯(lián)系 分解 成一對(duì)多聯(lián)系 ? 分解方法 ? 冗余結(jié)點(diǎn)法 ? 虛擬結(jié)點(diǎn)法 An Introduction to Database Systems 2. 層次模型的數(shù)據(jù)操縱 ? 查詢(xún) ? 插入 ? 刪除 ? 更新 An Introduction to Database Systems 3. 層次模型的完整性約束 ? 無(wú)相應(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就不能插入子女結(jié)點(diǎn)值 ? 如果刪除雙親結(jié)點(diǎn)值，則相應(yīng)的子女結(jié)點(diǎn)值也被同時(shí)刪除 ? 更新操作時(shí)，應(yīng)更新所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性 An Introduction to Database Systems ? 鄰接法 按照層次樹(shù)前序遍歷的順序把所有記錄值依次鄰接存 放，即通過(guò)物理空間的位置相鄰來(lái)實(shí)現(xiàn)層次順序 ? 鏈接法 用指引元來(lái)反映數(shù)據(jù)之間的層次聯(lián)系 ? 子女－兄弟鏈接法 P26 ? 層次序列鏈接法 P26 An Introduction to Database Systems 5. 層次模型的優(yōu)缺點(diǎn) ? 優(yōu)點(diǎn) ? 層次數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)單 ， 對(duì)具有一對(duì)多的層次關(guān)系的部門(mén)描述自然 、 直觀 ， 容易理解 ? 性能優(yōu)于關(guān)系模型 ， 不低于網(wǎng)狀模型 ? 層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持 ? 缺點(diǎn) ? 多對(duì)多聯(lián)系表示不自然 ? 對(duì)插入和刪除操作的限制多 ? 查詢(xún)子女結(jié)點(diǎn)必須通過(guò)雙親結(jié)點(diǎn) ? 層次命令趨于程序化 An Introduction to Database Systems 6. 典型的層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) IMS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) ? 第一個(gè)大型商用 DBMS ? 1968年推出 ? IBM公司研制 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)模型 概念模型 數(shù)據(jù)模型的組成要素 最常用的數(shù)據(jù)模型 層次模型 網(wǎng)狀模型 關(guān)系模型 An Introduction to Database Systems 網(wǎng)狀模型 1. 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2. 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操縱 3. 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束 4. 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 5. 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn) 6. 典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) An Introduction to Database Systems ? 網(wǎng)狀模型 滿(mǎn)足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為網(wǎng)狀模型 。 屬性 ：用字段描述 。 1. 有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn) ， 這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱(chēng)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(yǔ) ? 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(lèi)型描述 。 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(wú)向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來(lái) 學(xué)生 學(xué)號(hào) 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(xiě)明聯(lián)系名，并用無(wú)向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來(lái)，同時(shí)在無(wú)向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類(lèi)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。記為 m:n ? 實(shí)例 課程與學(xué)生之間的聯(lián)系： 一門(mén)課程同時(shí)有若干個(gè)學(xué)生選修 一個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門(mén)課程 An Introduction to Database Systems 多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系 (續(xù) ) ? 多個(gè)實(shí)體型間的一對(duì)多聯(lián)系 ? 若實(shí)體集 E1， E2， ...， En存在聯(lián)系，對(duì)于實(shí)體集 Ej（ j=1， 2， ...， i1， i+1， ...， n）中的給定實(shí)體，最多只和 Ei中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則我們說(shuō) Ei與 E1， E2， ...， Ei1，Ei+1， ...， En之間的聯(lián)系是一對(duì)多的。 記為 1:1。 An Introduction to Database Systems 信息世界中的基本概念 (續(xù) ) (4) 域 （ Domain） 屬性的取值范圍稱(chēng)為該屬性的域 。 一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫(huà) 。 可以是具體的人 、 事 、 物或抽象的概念 。 An Introduction to Database Systems 概念模型 1. 概念模型 2. 信息世界中的基本概念 3. 概念模型的表示方法 An Introduction to Database Systems 1. 概念模型 ? 概念模型的用途 ? 概念模型用于信息世界的建模 ? 是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次 ? 是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的有力工具 ? 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員和用戶(hù)之間進(jìn)行交流的語(yǔ)言 ? 對(duì)概念模型的基本要求 ? 較強(qiáng)的語(yǔ)義表達(dá)能力 ， 能夠方便 、 直接地表達(dá)應(yīng)用中的各種語(yǔ)義知識(shí) ? 簡(jiǎn)單 、 清晰 、 易于用戶(hù)理解 。例如在關(guān)系模型中，任何關(guān)系必須滿(mǎn)足實(shí)體完整性和參照完整性?xún)蓚€(gè)條件。 ? 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(kù)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 。 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型的組成要素 概念模型 常用數(shù)據(jù)模型 層次模型 網(wǎng)狀模型 關(guān)系模型 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)模型的組成要素 ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 數(shù)據(jù)操作 ? 數(shù)據(jù)的約束條件 An Introduction to Database Systems 1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 對(duì)象類(lèi)型的集合 ? 兩類(lèi)對(duì)象 ? 與數(shù)據(jù)類(lèi)型 、 內(nèi)容 、 性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象 ? 與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對(duì)象 ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述 An Introduction to Database Systems ? 數(shù)據(jù)操作 ? 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象 （ 型 ） 的實(shí)例 （ 值 ） 允許執(zhí)行的 操作 及有關(guān)的 操作規(guī)則 ? 數(shù)據(jù)操作的類(lèi)型 ? 檢索 ? 更新 （ 包括插入 、 刪除 、 修改 ） An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)操作 (續(xù) ) ? 數(shù)據(jù)模型對(duì)操作的定義 ? 操作的確切含義 ? 操作符號(hào) ? 操作規(guī)則 （ 如優(yōu)先級(jí) ） ? 實(shí)現(xiàn)操作的語(yǔ)言 ? 數(shù)據(jù)操作是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述 。 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)模型 (續(xù) ) ? 客觀對(duì)象的抽象過(guò)程 兩步抽象 ? 現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對(duì)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 。 ? 通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實(shí)世界的模擬 ? 數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿(mǎn)足三方面要求 ? 能比較 真實(shí) 地模擬現(xiàn)實(shí)世界 ? 容 易 為人所 理解 ? 便于在計(jì)算機(jī)上 實(shí)現(xiàn) An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)模型 (續(xù) ) ? 數(shù)據(jù)模型分成兩個(gè)不同的層次 (1) 概念模型 也稱(chēng)信息模型，它是按用戶(hù)的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模。 ? 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù) （ Recovery） ? 將數(shù)據(jù)庫(kù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài) 。 ? 數(shù)據(jù)的完整性 （ Integrity） 檢查 ? 將數(shù)據(jù)控制在有效的范圍內(nèi) ， 或保證數(shù)據(jù)之間滿(mǎn)足一定的關(guān)系 。 ? 數(shù)據(jù)的最小存取單位是 數(shù)據(jù)項(xiàng) 。 ? 數(shù)據(jù)庫(kù)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(wú)需程序定義和解釋。 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了 ， 用戶(hù)程序也可以不變 。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變了，應(yīng)用程序不用改變 。 ? 數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。 ? 文件間是獨(dú)立的，因此數(shù)據(jù)整體無(wú)結(jié)構(gòu)。 ? 數(shù)據(jù)只能是定長(zhǎng)的。 ? 數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序 ? 數(shù)據(jù)的共享程度：無(wú)共享、冗余度極大 ? 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：不獨(dú)立，完全依賴(lài)于程序 ? 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無(wú)結(jié)構(gòu) ? 數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制 An Introduction to Database Systems 應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 (人工管理 ) 應(yīng)用程序１ 數(shù)據(jù)集１ 應(yīng)用程序２ 數(shù)據(jù)集２ 應(yīng)用程序ｎ 數(shù)據(jù)集 n ...… ...… An Introduction to Database Systems 二、文件系統(tǒng) ? 時(shí)期 ? 50年代末 60年代中 ? 產(chǎn)生的背景 ? 應(yīng)用需求 科學(xué)計(jì)算、管理 ? 硬件水平 磁盤(pán)、磁鼓 ? 軟件水平 有文件系統(tǒng) ? 處理方式 聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、批處理 An Introduction to Database Systems 文件系統(tǒng) (續(xù) ) 特點(diǎn) 數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng) ， 數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存 數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、冗余度大 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu) ,整體無(wú)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：獨(dú)立性差，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變必須修改應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制 An Introduction to Database Systems 應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 (文件系統(tǒng) ) 應(yīng)用程序１ 文件１ 應(yīng)用程序２ 文件 2 應(yīng)用程序ｎ 文件 n 存取方法 ...… ...… An Introduction to Database Systems 文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu) ? 記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)。An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論 An Introduction to Database Systems An Introduction to Database Systems 教材及參考書(shū) (1) ? 教材 ? 薩師煊，王珊 ： 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論 (第三版 ) ， 高等教育出版社， 2021 中國(guó)人民大學(xué) ? A First Course in Database Systems , Jennifer Widom Dept. Of Computer Science Stanford University An Introduction to Database Systems 教材及參考書(shū) (2) ? 參考書(shū) ? Date C J, An Introduction to Database System (), AddisonWesley,2021 ? 王珊，陳紅： 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理教程 ， 清華大學(xué)出版社， 2021 ? 上機(jī)軟件 ? KingBase ES 教學(xué)版，人大金倉(cāng) An Introduction to Database Systems 學(xué)習(xí)方式 ? 聽(tīng)課 （啟發(fā)式、討論式） ? 讀書(shū) （預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)） ? 報(bào)告 （綜合練習(xí)） An Introduction to Database Systems 考試成績(jī) ? 平時(shí)成績(jī) （書(shū)面作業(yè)、上機(jī)練習(xí)、綜合練習(xí)） ? 期中考試 ? 期末考試 An Introduction to Database Systems 內(nèi)容安排 (1) ? 基礎(chǔ)篇 ? 第一章：緒論 ? 第二章：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) ? 第三章：關(guān)系