【正文】 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 。 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)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。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。 46 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 4． 實(shí)體模型 實(shí)體模型又稱概念模型，它是反映實(shí)體之間聯(lián)系的模型。 （ 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)，稱這種聯(lián)系為多對(duì)多聯(lián)系。 （ 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 ， 稱這種聯(lián)系為一對(duì)多聯(lián)系 。 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） 45 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 （ 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) ， 稱這種聯(lián)系為一對(duì)一聯(lián)系 。 常見的實(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 。 如一個(gè)班的學(xué)生 。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 。 每個(gè)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(shí)數(shù)型 、 字符型等 。 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)體所具有的特性稱為屬性 （ Attribute） 。相對(duì)于信息世界，數(shù)據(jù)世界是量化的、物化的。 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。 客觀事物可以用對(duì)象和性質(zhì)來描述； （ 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 ， 又稱觀念世界 。 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) 。 在這一過程中 ， 涉及到三個(gè)層次 ， 經(jīng)歷了兩次抽象和轉(zhuǎn)換 。 如何用數(shù)據(jù)來描述 、 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 。 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) 。 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)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 。 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 。 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) 。 數(shù)據(jù)庫(kù)從全局觀念來組織和存儲(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 。 38 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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(fèi)存儲(chǔ)空間 ，又容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)的不一致 。 37 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 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)。 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 。 另外 ， 作為用戶與數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù) 。 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 。 35 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 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 。 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 。 34 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 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 。 它主要包括如下功能： 1． 數(shù)據(jù)庫(kù)定義 （ 描述 ） 功能 2．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)操縱功能 3．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)管理 功能 4．通信功能 33 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 1． 數(shù)據(jù)庫(kù)定義 （ 描述 ） 功能 DBMS為數(shù)據(jù)庫(kù)的建立提供了數(shù)據(jù)定義 （ 描述 ） 語(yǔ)言（ DDL） 。 用戶應(yīng)用程序根據(jù)外模式進(jìn)行數(shù)據(jù)操作 ， 通過外模式－模式映射 ， 定義和建立某個(gè)外模式與模式間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 ， 將外模式與模式聯(lián)系起來 ， 當(dāng)模式發(fā)生改變時(shí) ， 只要改變其映射 ，就可以使外模式保持不變 ， 對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序也可保持不變；另一方面 ， 通過模式－內(nèi)模式映射 ， 定義建立數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu) （ 模式 ） 與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) （ 內(nèi)模式 ） 間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 ， 當(dāng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí) ， 只需改變模式－內(nèi)模式映射 ， 就能保持模式不變 ， 因此應(yīng)用程序也可以保持不變 。 31 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 4． 三級(jí)模式間的映射 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式是數(shù)據(jù)在三個(gè)級(jí)別 （ 層次 ） 上的抽象 ， 使用戶能夠邏輯地 、 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)中的物理表示和存儲(chǔ) 。 內(nèi)模式由內(nèi)模式描述語(yǔ)言 （ 內(nèi)模式 DLL） 來描述 、 定義 ， 它是數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)觀 。 30 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 3． 內(nèi)模式 內(nèi)模式又稱存儲(chǔ)模式 ， 對(duì)應(yīng)于物理級(jí) 。 用戶可以通過外模式描述語(yǔ)言 （ 外模式 DLL） 來描述 、 定義對(duì)應(yīng)于用戶的數(shù)據(jù)記錄 （ 外模式 ） ， 也可以利用數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言（ Data Manipulation Language， DML） 對(duì)這些數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行 。 它是某個(gè)或某幾個(gè)用戶所看到的數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)視圖 ， 是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示 。 它是由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)模式描述語(yǔ)言（ Data Description language， 模式 DDL） 來描述 、 定義的 ，體現(xiàn) 、 反映了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的整體觀 。 27 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 數(shù)據(jù)庫(kù) 內(nèi)模式 概念模式 內(nèi)模式映射 外模式 1 外模式 1 物理級(jí) 存儲(chǔ)視圖 概念模式 概念級(jí) 全局視圖 用戶視圖 外模式 概念模式映射 用戶級(jí) 應(yīng)用程序 1 應(yīng)用程序 2 應(yīng)用程序 3 應(yīng)用程序 4 OS D BMS 28 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 1． 模式 模式又稱概念模式或邏輯模式 ， 對(duì)應(yīng)于概念級(jí) 。所謂視圖，就是指觀察、認(rèn)識(shí)和理解數(shù)據(jù)的范圍、角度和方法，簡(jiǎn)而言之，視圖就是數(shù)據(jù)庫(kù)在用戶“眼中”的反映，很顯然，不同層次（級(jí)別）用戶所“看到”的數(shù)據(jù)庫(kù)是不相同的。美國(guó)ANSI/X3/SPARC的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)研究小組于 1975年、1978年提出了標(biāo)準(zhǔn)化的建議，將數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)分為 3級(jí)：面向用戶或應(yīng)用程序員的用戶級(jí)；面向建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)人員的概念級(jí)；面向系統(tǒng)程序員的物理級(jí)。不同規(guī)模的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，用戶的人員配置可以根據(jù)實(shí)際情況有所不同，大多數(shù)用戶都屬于終端用戶，在小型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，特別是在微機(jī)上運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，通常 DBA就由終端用戶擔(dān)任。 5． 數(shù)據(jù)庫(kù)用戶 用戶（ User）是指管理、開發(fā)、使用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的所有人員，通常包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理員、應(yīng)用程序員和終端用戶。 25 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 4． 應(yīng)用程序 應(yīng)用程序 （ Application） 是在 DBMS的基礎(chǔ)上 ， 由用戶根據(jù)應(yīng)用的實(shí)際需要所開發(fā)的 、 處理特定業(yè)務(wù)的應(yīng)用程序 。 所謂共享性是指多個(gè)不同用戶使用不同語(yǔ)言 ，為了不同應(yīng)用目的可同時(shí)存取數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù) 。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)具有集中性和共享性 。 24 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 3． 數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù) (DataBase， DB )是指數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中以一定組織方式將相關(guān)數(shù)據(jù)組織在一起 ， 存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)設(shè)備上所形成的 、 能為多個(gè)用戶共享的 、 與應(yīng)用程序相互獨(dú)立的相關(guān)數(shù)據(jù)集合 。 它是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心 ， 其功能的強(qiáng)弱是衡量數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)性能優(yōu)劣的主要指標(biāo) 。 2． 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) （ DataBase Management System， DBMS）是指負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)存取 、 維護(hù) 、 管理的系統(tǒng)軟件 。 大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)一般都建立在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下 。 它由計(jì)算機(jī)硬件 、 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 、 數(shù)據(jù)庫(kù) 、 應(yīng)用程序和用戶等部分組成 。 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)作為決策支持系統(tǒng) （ Decision Support System， DSS） 的有效解決方案 ， 涉及三方面的技術(shù)內(nèi)容：數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù) 、 聯(lián)機(jī)分析處理 （ OnLine Analysis Processing， OLAP） 技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘 （ Data Mining， DM）技術(shù) 。 （ 4） 應(yīng)具有開放功能 ， 提供多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用程序接口等 。 （ 2） 應(yīng)能夠處理各種媒體數(shù)據(jù) ， 正確識(shí)別和表現(xiàn)各種媒體數(shù)據(jù)的特征 ， 各種媒體間的空間或時(shí)間關(guān)聯(lián) 。多媒體數(shù)據(jù)如聲音或視頻數(shù)據(jù)的傳輸必須是連續(xù)、穩(wěn)定的，不能間斷，否則出現(xiàn)失真而影響效果。 文字 、 聲音或圖像組成的復(fù)雜對(duì)象需要有一定的同步機(jī)制 ， 如一幅畫面的配音或文字需要同步 ， 既不能超前也不能滯后 ， 而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)無此要求 。 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)以記錄為單位 ， 一個(gè)記錄由多個(gè)字段組成 ， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 而多媒體數(shù)據(jù)種類繁多 、 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ，大多是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù) ， 來源于不同的媒體且具有不同的形式和格式 。 格式化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量小 ， 而多媒體數(shù)據(jù)量一般都很大 ， 1分鐘視頻和音頻數(shù)據(jù)就需要幾十兆數(shù)據(jù)空間 。 在許多數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用領(lǐng)域中 ， 都涉及到大量的多媒體數(shù)據(jù) ， 這些與傳統(tǒng)的數(shù)字 、字符等格式化數(shù)據(jù)有很大的不同 ， 都是一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的對(duì)象 。因此，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)首先是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，具備數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本功能，其次是一個(gè)面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)，針對(duì)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言的永久性對(duì)象存儲(chǔ)管理而設(shè)計(jì)的，充分支持完整的面向?qū)ο蟾拍詈蜋C(jī)制。 18 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 2． 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù) 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（ ObjectOriented DataBase System， OODBS）是將面向?qū)ο蟮哪Ｐ?、方法和機(jī)制，與先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合而形成的新型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。 （ 3） 結(jié)點(diǎn)的自治性 。 （ 2） 數(shù)據(jù)是邏輯相關(guān)的 。 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是： （ 1） 數(shù)據(jù)是分布的 。 17 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 退 出 1． 分布式數(shù)據(jù)庫(kù) 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) （ Distributed DataBase S