1、數據庫原理與應用數據庫原理與應用1 1數據庫原理及應用數據庫原理及應用姚麗莎姚麗莎數據庫原理與應用數據庫原理與應用第1章 數據庫系統概述數據庫原理與應用數據庫原理與應用3 3數據庫的特點及概念數據庫技術的產生、發展數據庫系統的結構數據庫系統的模式結構數據模型與概念模型數據庫原理與應用數據庫原理與應用4 4通訊錄：通訊錄：圖書館：圖書館：數據庫數據庫數據的倉庫，即數據存放的地方數據的倉庫，即數據存放的地方 小數據庫小數據庫可用可用手工手工管理管理大型數據庫大型數據庫必須由必須由計算機計算機進行管理進行管理計算機三大主計算機三大主要應用領域？要應用領域？科學計算科學計算過程控制過程控制數據處理數據

2、處理70%數據庫原理與應用數據庫原理與應用5 5信息的特征信息的特征數據庫的特點及概念數據庫的特點及概念1.數據與信息數據與信息 信息信息能源能源材料材料客觀世界的三大要素客觀世界的三大要素 采集并加工、傳遞采集并加工、傳遞 消息消息情報情報指令指令數據數據 信號信號 學號：學號：S1姓名：趙亦姓名：趙亦性別：女性別：女年齡：年齡：17歲歲所在系別：計算機所在系別：計算機 源于物質和能量源于物質和能量 可以感知可以感知 可存儲、加工、可存儲、加工、傳遞和再生傳遞和再生 數據庫原理與應用數據庫原理與應用6 6數據數據 數據是信息的具體表現形式數據是信息的具體表現形式數據的表現形式數據的表現形式數

3、據與信息的聯系數據與信息的聯系數據是信息的符號表示或載體數據是信息的符號表示或載體信息是數據的內涵，是對數據的語義解釋信息是數據的內涵，是對數據的語義解釋 S1趙亦趙亦女女17歲歲計算機計算機 數字數字文字文字圖形圖形圖象圖象聲音等聲音等數據庫原理與應用數據庫原理與應用7 72.數據處理與數據管理數據處理與數據管理 信息數據數據處理信息數據數據處理將數據轉換成信息將數據轉換成信息包括數據的收集、包括數據的收集、管理、加工利用管理、加工利用乃至信息輸出乃至信息輸出 數據的收集、數據的收集、 整理、組織、整理、組織、 編碼、存儲、編碼、存儲、 維護、檢索、維護、檢索、傳輸等操作傳輸等操作 數據處理

4、數據處理 數據管理數據管理 產出產出輸出結果輸出結果 原料原料輸入輸入“數據處理數據處理”的真正含義應該是為了產生信息而處理數據的真正含義應該是為了產生信息而處理數據 數據庫原理與應用數據庫原理與應用8 8數據庫技術的產生、發展數據庫技術的產生、發展 數據庫原理與應用數據庫原理與應用9 9數據庫技術的產生、發展數據庫技術的產生、發展 人工管理階段人工管理階段 文件系統階段文件系統階段 數據庫系統階段數據庫系統階段 數據不保存，不共享，無獨立性，數據不保存，不共享，無獨立性，無專用軟件管理數據無專用軟件管理數據數據以文件形式長期保存，由文件系統管理數據以文件形式長期保存，由文件系統管理數據數據

5、，程序與數據間有一定獨立性，程序與數據間有一定獨立性 數據結構化數據結構化 ，共享性高、冗余度低，共享性高、冗余度低 ，獨立性高獨立性高 ，有統一的數據控制功能，有統一的數據控制功能 DBMS 數據的安全性控制數據的安全性控制 數據的完整性控制數據的完整性控制 并發控制并發控制 數據恢復數據恢復數據庫原理與應用數據庫原理與應用1010人工管理階段人工管理階段應用程序與數據之間的對應關系應用程序與數據之間的對應關系應用程序應用程序1應用程序應用程序2應用程序應用程序n數據集數據集 1數據集數據集 2數據集數據集 n數據庫原理與應用數據庫原理與應用1111文件系統階段文件系統階段應用程序與數據間的

6、對應關系應用程序與數據間的對應關系文件文件系統系統文件文件1文件文件2文件文件3應用程序應用程序1應用程序應用程序2應用程序應用程序n數據庫原理與應用數據庫原理與應用1212數據庫系統階段數據庫系統階段應用程序與數據間的對應關系應用程序與數據間的對應關系應用程序應用程序1應用程序應用程序2應用程序應用程序n數數據據庫庫 數據庫數據庫管理系統管理系統 DBMS數據庫原理與應用數據庫原理與應用1313數據庫系統結構數據庫系統結構 數據庫系統（數據庫系統（DBS） 數據庫數據庫 計算機軟件系統計算機軟件系統 數據庫用戶數據庫用戶 計算機硬件系統計算機硬件系統 用戶用戶1 1用戶用戶2 2用戶用戶n

7、n用戶用戶應用系統應用系統應用開發工具應用開發工具DBMSDBMS操作系統操作系統OSOS數據庫數據庫數據庫管理員數據庫管理員軟件系統軟件系統數據庫原理與應用數據庫原理與應用1414數據庫數據庫 數據庫（數據庫（DB）是存儲在計算機內、有組織的、可共）是存儲在計算機內、有組織的、可共享的數據集合享的數據集合 用戶用戶 集成性集成性 ，共享性，共享性 終端用戶終端用戶 應用程序員應用程序員 數據庫管理員數據庫管理員 對數據庫進行存儲、維護和檢索對數據庫進行存儲、維護和檢索 非計算機專業人員非計算機專業人員使用數據庫使用數據庫設計和編制應用程序設計和編制應用程序負責設計、建立、管理和維護數據負責設

8、計、建立、管理和維護數據庫以及協調用戶對數據庫要求的庫以及協調用戶對數據庫要求的個人或工作團隊個人或工作團隊 數據庫原理與應用數據庫原理與應用1515軟件（軟件（Software）系統）系統 硬件（硬件（Hardware）系統）系統 硬件系統指存儲和運行數據庫系統的硬件設備。硬件系統指存儲和運行數據庫系統的硬件設備。數據庫系統在整個計算數據庫系統在整個計算機系統中的地位如圖所示機系統中的地位如圖所示DBMS OS 應用系統應用系統 軟件系統：軟件系統：核心核心 DBMS在操作系統支持下在操作系統支持下工作，應用程序在工作，應用程序在DBMS支持支持下才能使用數據庫。下才能使用數據庫。數據庫原理

9、與應用數據庫原理與應用1616數據庫系統的模式結構數據庫系統的模式結構 1.數據庫系統的三級模式結構數據庫系統的三級模式結構 數據庫系統內部的體系結構從邏輯上分為三級數據庫系統內部的體系結構從邏輯上分為三級 學號學號 姓名姓名 性別性別年齡年齡系別系別 001101 張立張立 男男 20計算機計算機型型值值模式模式實例實例外模式外模式 模式模式內模式內模式 數據庫原理與應用數據庫原理與應用1717數據庫系統的三級模式結構數據庫系統的三級模式結構應用應用1應用應用2應用應用n外模式外模式1外模式外模式m外模式外模式/模式映象模式映象模式模式模式模式/內模式映象內模式映象內模式內模式數據庫數據庫用

10、戶級用戶級概念級概念級物理級物理級數據庫原理與應用數據庫原理與應用1818內模式是整個數據庫實際存儲的表示內模式是整個數據庫實際存儲的表示模式是整個數據庫實際存儲的抽象表示模式是整個數據庫實際存儲的抽象表示外模式是概念模式的某一部分的抽象表示外模式是概念模式的某一部分的抽象表示 外模式外模式 模式模式內模式內模式 數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述 數據庫用戶能看到并允許使用的那數據庫用戶能看到并允許使用的那部分局部數據的邏輯結構和特征的描述部分局部數據的邏輯結構和特征的描述 它是對數據庫存儲結構的描述，它是對數據庫存儲結構的描述，是數據在數據庫內部的

11、表示方式是數據在數據庫內部的表示方式 可有多個可有多個只有一個只有一個數據庫原理與應用數據庫原理與應用19192 數據庫系統的二級映象與數據獨立性數據庫系統的二級映象與數據獨立性 DBMS在三級模式之間提供了二級映象功能，保證在三級模式之間提供了二級映象功能，保證了數據庫系統中的數據能夠具有較高的了數據庫系統中的數據能夠具有較高的邏輯獨立邏輯獨立性性與與物理獨立性物理獨立性。外模式外模式/模式映象模式映象模式模式/內模式映象內模式映象保證了數據與程序間的邏輯獨立性保證了數據與程序間的邏輯獨立性 確保了數據的物理獨立性確保了數據的物理獨立性 數據庫原理與應用數據庫原理與應用2020DBS3數據庫

12、管理系統（數據庫管理系統（DBMS） 1 DBMS的主要功能的主要功能數據定義功能數據定義功能 定義數據的模式、外模式和內模式三級模式結構定義數據的模式、外模式和內模式三級模式結構 定義模式定義模式/內模式和外模式內模式和外模式/模式二級映象模式二級映象 定義有關的約束條件定義有關的約束條件 DBMS核心核心數據定義數據定義查詢查詢更新更新各種控制各種控制 數據庫原理與應用數據庫原理與應用2121數據操縱功能數據操縱功能 數據庫的基本操作：檢索、更新（包括插入、修改、數據庫的基本操作：檢索、更新（包括插入、修改、刪除）等。刪除）等。 DML有兩類有兩類 :自主型自主型宿主型宿主型數據庫運行管理

13、功能數據庫運行管理功能 對數據庫運行的管理是對數據庫運行的管理是DBMS運行的核心部分。運行的核心部分。 DBMS對數據庫的控制主要通過四個方面實現：數據對數據庫的控制主要通過四個方面實現：數據的安全性控制、數據的完整性控制、多用戶環境下的的安全性控制、數據的完整性控制、多用戶環境下的并發控制和數據庫的恢復。并發控制和數據庫的恢復。 獨立使用獨立使用嵌入在如嵌入在如Fortran、Pascal、C等高級語言中等高級語言中數據庫原理與應用數據庫原理與應用2222數據庫的建立和維護功能數據庫的建立和維護功能 數據庫的建立包括數據庫的初始數據的裝入與數據數據庫的建立包括數據庫的初始數據的裝入與數據轉

14、換等。轉換等。數據庫的維護包括數據庫的轉儲、恢復、重組織與數據庫的維護包括數據庫的轉儲、恢復、重組織與重構造、系統性能監視與分析等。重構造、系統性能監視與分析等。 數據通信接口數據通信接口 數據組織、存儲和管理數據組織、存儲和管理 數據庫原理與應用數據庫原理與應用23232 DBMS的組成的組成 語言編譯處理程序語言編譯處理程序 系統運行控制程序系統運行控制程序 系統建立、維護程序系統建立、維護程序 數據字典數據字典 數據定義語言數據定義語言DDL編譯程序編譯程序 數據操縱語言數據操縱語言DML編譯程序編譯程序 系統總控程序系統總控程序 安全性控制程序安全性控制程序 完整性控制程序完整性控制程

15、序 并發控制程序并發控制程序 數據存取和更新程序數據存取和更新程序 通信控制程序通信控制程序 u裝配程序裝配程序 u重組程序重組程序 u系統恢復程序系統恢復程序 描述數據庫中有關信息的數據目錄描述數據庫中有關信息的數據目錄 數據庫原理與應用數據庫原理與應用24243 DBMS的數據存取的過程的數據存取的過程 DBMS對數據的存取通常需要以下幾個步驟：對數據的存取通常需要以下幾個步驟： （1）用戶使用某種特定的數據操作語言向）用戶使用某種特定的數據操作語言向DBMS發出存發出存取請求；取請求；（2）DBMS接受請求并將該請求解釋轉換成機器代碼指接受請求并將該請求解釋轉換成機器代碼指指令；指令；（

16、3）DBMS依次檢查外模式、外模式依次檢查外模式、外模式/模式映象、模式、模式映象、模式、模式模式/內模式映象及存儲結構定義；內模式映象及存儲結構定義；（4）DBMS對存儲數據庫執行必要的存取操作。對存儲數據庫執行必要的存取操作。（5）從對數據庫的存取操作中接受結果。）從對數據庫的存取操作中接受結果。（6）對得到的結果進行必要的處理，如格式轉換等。）對得到的結果進行必要的處理，如格式轉換等。（7）將處理的結果返回給用戶。）將處理的結果返回給用戶。數據庫原理與應用數據庫原理與應用2525應用程序應用程序數據庫數據庫DBMS數據請求數據請求處理結果處理結果低層指令低層指令結果結果 圖圖1-11 D

17、BMS的工作方式的工作方式應用程序應用程序應用程序應用程序DBMS操作系統操作系統外模式外模式模式模式內模式內模式數據庫數據庫圖圖1-12 DBMS存取數據的過程示意圖存取數據的過程示意圖數據庫原理與應用數據庫原理與應用2626數據模型與概念模型數據模型與概念模型數據模型是數據庫的框架數據模型是數據庫的框架數據模型是數據庫系統的核心和基礎數據模型是數據庫系統的核心和基礎1.7.2 三個世界的劃分及其有關概念三個世界的劃分及其有關概念三個世界的劃分三個世界的劃分 首先將現實世界的事物及聯系抽象成信息世界的信首先將現實世界的事物及聯系抽象成信息世界的信息模型息模型 然后再抽象成計算機世界的數據模型

18、然后再抽象成計算機世界的數據模型 數據加工經歷了數據加工經歷了現實世界、信息世界和計算機世界現實世界、信息世界和計算機世界三三個不同的世界，經歷了兩級抽象和轉換個不同的世界，經歷了兩級抽象和轉換 組織方式組織方式表達方式表達方式存取路徑存取路徑 數據及其數據及其聯系聯系 數據庫原理與應用數據庫原理與應用2727現實世界現實世界概念模型概念模型認識抽象認識抽象DBMS支持的支持的數據模型數據模型信息世界信息世界計算機世界計算機世界現實世界現實世界數據處理的抽象和轉換過程數據處理的抽象和轉換過程數據庫原理與應用數據庫原理與應用2828現實世界現實世界 現實世界即客觀存在的世界現實世界即客觀存在的世

19、界 人們總是選用感興趣的最能表征該事物的若干特征人們總是選用感興趣的最能表征該事物的若干特征來描述該事物來描述該事物 信息世界及其有關基本概念信息世界及其有關基本概念 實例實例 客觀存在并且可以相互區別的客觀存在并且可以相互區別的“事物事物”稱為實例稱為實例 屬性屬性 實例所具有的某一特性稱為屬性實例所具有的某一特性稱為屬性 型型值值屬性名屬性名具體值具體值數據庫原理與應用數據庫原理與應用2929實體型實體型 具有相同屬性的實體必然具有共同的特征具有相同屬性的實體必然具有共同的特征 實體集實體集 同型實體的集合稱為實體集同型實體的集合稱為實體集 鍵鍵 能惟一標識一個實體的屬性或屬性集稱為實體的

20、鍵能惟一標識一個實體的屬性或屬性集稱為實體的鍵 域域 屬性的取值范圍稱為該屬性的域屬性的取值范圍稱為該屬性的域 學生（學號，姓名，年齡，性別，系）學生（學號，姓名，年齡，性別，系） 數據庫原理與應用數據庫原理與應用3030聯系聯系 實體型內部的聯系通常是指組成實體的各屬性之間的聯系實體型內部的聯系通常是指組成實體的各屬性之間的聯系 實體型之間的聯系通常是指不同實體集之間的聯系實體型之間的聯系通常是指不同實體集之間的聯系 兩個實體型之間的聯系有如下三種類型兩個實體型之間的聯系有如下三種類型 ：不同實體集實體之間的聯系不同實體集實體之間的聯系ABABAB(a)一對一聯系一對一聯系 (b)一對多聯系

21、一對多聯系 (c)多對多聯系多對多聯系 數據庫原理與應用數據庫原理與應用3131計算機世界及其有關基本概念計算機世界及其有關基本概念 字段（字段（Field）標記實體屬性的命名單位稱為字段。標記實體屬性的命名單位稱為字段。記錄（記錄（Record）字段的有序集合稱為記錄。如，一個學生（字段的有序集合稱為記錄。如，一個學生（990001，張立，張立，20，男，計算機）為一個記錄。，男，計算機）為一個記錄。文件（文件（File）同一類記錄的集合稱為文件。所有學生的記錄組成了一個同一類記錄的集合稱為文件。所有學生的記錄組成了一個學生文件。學生文件。關鍵字（關鍵字（Key） 能惟一標識文件中每個記錄的

22、字段或字段集，稱為記錄的能惟一標識文件中每個記錄的字段或字段集，稱為記錄的關鍵字關鍵字 。數據庫原理與應用數據庫原理與應用3232 三個世界各術語的對應關系三個世界各術語的對應關系現實世界現實世界信息世界信息世界 計算機世界計算機世界實體集實體集對象對象 文件文件實體實體 實例實例 記錄記錄特征特征屬性屬性 數據項或字段數據項或字段事物間聯系事物間聯系概念模型概念模型 數據模型數據模型數據庫原理與應用數據庫原理與應用3333數據模型的分類數據模型的分類 概念模型概念模型 它是按用戶的觀點對數據和信息建模它是按用戶的觀點對數據和信息建模 用來描述某個特定組織所關心的信息結構用來描述某個特定組織所

23、關心的信息結構 概念模型屬于信息世界中的模型概念模型屬于信息世界中的模型 邏輯模型（或稱數據模型）和物理模型邏輯模型（或稱數據模型）和物理模型 邏輯模型是屬于計算機世界中的模型邏輯模型是屬于計算機世界中的模型邏輯模型主要包括層次模型、網狀模型、關系模型、邏輯模型主要包括層次模型、網狀模型、關系模型、面向對象模型等面向對象模型等物理模型描述數據在磁盤或磁帶上的存儲方式和存物理模型描述數據在磁盤或磁帶上的存儲方式和存取方法取方法 E-R模型模型 數據庫原理與應用數據庫原理與應用3434實體聯系模型及實體聯系模型及E-R圖圖 E-R圖的基本成分圖的基本成分 ：學生學生學號學號選修選修（a）實體）實體

24、（b）屬性）屬性（c）聯系）聯系1:11:nm:n 數據庫原理與應用數據庫原理與應用3535E-R圖的幾種基本形式：圖的幾種基本形式： 兩個實體之間的聯系兩個實體之間的聯系系主任系主任成績成績領導領導系系學生學生屬于屬于系系學生學生選修選修課程課程111nnm數據庫原理與應用數據庫原理與應用3636兩個以上實體間的聯系兩個以上實體間的聯系 數量數量供應商供應商供應供應零件零件nm項目項目n領導領導職工職工1n 同一實體集內部各實體同一實體集內部各實體之間的聯系之間的聯系 數據庫原理與應用數據庫原理與應用3737數據模型的組成要素數據模型的組成要素 數據結構數據結構 數據操作數據操作 數據的完整

25、性約束數據的完整性約束 層次結構層次結構網狀結構網狀結構關系結構關系結構 查詢查詢插入插入刪除刪除 修改修改更新更新 正確正確有效有效相容相容 數據庫原理與應用數據庫原理與應用3838四種數據模型四種數據模型 1 層次模型層次模型 層次模型的數據結構層次模型的數據結構 A B C D E F 無雙親，根節無雙親，根節點點 根以外的其他結點有且僅根以外的其他結點有且僅有一個雙親結點；有一個雙親結點；父子結點之間的聯系是一父子結點之間的聯系是一對多（對多（1:n）的聯系）的聯系 。數據庫原理與應用數據庫原理與應用3939具有四個記錄型：具有四個記錄型：D，R，S，TS與與T是葉結點，它們沒有子女結

26、點是葉結點，它們沒有子女結點 由由D到到R，R到到T，由，由D到到S均是一對多的關系均是一對多的關系 系D D# DN DL R# RN S# SN SS T# TN TD TS 教研室R 學生S 教師T 數據庫原理與應用數據庫原理與應用4040層次模型的數據操縱與數據完整性約束層次模型的數據操縱與數據完整性約束進行插入操作時，如果沒有相應的雙親結點值就不進行插入操作時，如果沒有相應的雙親結點值就不能插入子女結點值能插入子女結點值 。進行刪除操作時，如果刪除雙親結點值，則相應的進行刪除操作時，如果刪除雙親結點值，則相應的子女結點值也被同時刪除。子女結點值也被同時刪除。修改操作時，應修改所有相應

27、的記錄，以保證數據修改操作時，應修改所有相應的記錄，以保證數據的一致性。的一致性。層次模型的優缺點層次模型的優缺點結構簡單，層次分明結構簡單，層次分明 查詢效率高查詢效率高 提供良好的數據完整性支持提供良好的數據完整性支持 不能直接表示多對多聯系不能直接表示多對多聯系 插入和刪除數據限制太多插入和刪除數據限制太多 查詢子女結點必須通過雙親結點查詢子女結點必須通過雙親結點 優點優點缺點缺點數據庫原理與應用數據庫原理與應用41412 網狀模型 網狀模型的數據結構網狀模型的數據結構 網狀模型是采用有向圖結構表示記錄型與記錄型之網狀模型是采用有向圖結構表示記錄型與記錄型之間聯系的數據模型間聯系的數據模

28、型 。每個結點表示一個記錄型，每個記錄型可包含若干個字段，每個結點表示一個記錄型，每個記錄型可包含若干個字段，記錄型描述的是實體。記錄型描述的是實體。 結點間的帶箭頭的連線（或有向邊）表示記錄型間的結點間的帶箭頭的連線（或有向邊）表示記錄型間的1：n的父子聯系。的父子聯系。網狀模型的特點：網狀模型的特點：有一個以上的結點沒有雙親結點。有一個以上的結點沒有雙親結點。允許結點有多個雙親結點。允許結點有多個雙親結點。允許兩個結點之間有多種聯系（復合聯系）允許兩個結點之間有多種聯系（復合聯系） 。數據庫原理與應用數據庫原理與應用4242網狀模型的數據操縱與完整性約束網狀模型的數據操縱與完整性約束 插入

29、數據時，允許插入尚未確定雙親結點值的子女插入數據時，允許插入尚未確定雙親結點值的子女結點值。結點值。 刪除數據時，允許只刪除雙親結點值。刪除數據時，允許只刪除雙親結點值。 修改數據時，只需更新指定記錄即可。修改數據時，只需更新指定記錄即可。 網狀模型的優缺點網狀模型的優缺點 可表示實體間的多種復雜聯系可表示實體間的多種復雜聯系 具有良好的性能和存儲效率具有良好的性能和存儲效率 數據結構復雜數據結構復雜 數據定義語言、數據操縱語言復雜數據定義語言、數據操縱語言復雜 用戶需要了解系統結構的細節用戶需要了解系統結構的細節 優點優點缺點缺點數據庫原理與應用數據庫原理與應用43433 關系模型關系模型

30、關系模型的數據結構及有關概念關系模型的數據結構及有關概念 小型數據庫系統：小型數據庫系統：Foxpro、Access 大型數據庫系統：大型數據庫系統：Oracle、SQL Server、Informix、Sybase 關系關系二維表二維表SNO學號學號SN姓名姓名SEX性別性別AGE年齡年齡DEPT系別系別S1趙亦趙亦女女17計算機計算機S2錢爾錢爾男男18信息信息S3孫珊孫珊女女20信息信息S4李思李思男男21自動化自動化S5周武周武男男19計算機計算機S6吳麗吳麗女女20自動化自動化元組元組屬性屬性域：域：屬性的取值范圍，屬性的取值范圍，（男，女）（男，女）數據庫原理與應用數據庫原理與應用

31、4444分量分量每一行對應的列的屬性值，即為元組中的一個屬性值。每一行對應的列的屬性值，即為元組中的一個屬性值。關鍵字（關鍵字（Key）可惟一標識一個元組的屬性或屬性集，也稱為關系鍵或主可惟一標識一個元組的屬性或屬性集，也稱為關系鍵或主碼，如碼，如S表中學號可以惟一確定一個學生，為學生關系的主表中學號可以惟一確定一個學生，為學生關系的主碼。碼。 關系模式關系模式關系模式是對關系的描述，是關系模型的關系模式是對關系的描述，是關系模型的“型型” 。一般表示為：關系名（屬性一般表示為：關系名（屬性1，屬性，屬性2，屬性屬性n）如：學生（學號，姓名，性別，年齡，系別）如：學生（學號，姓名，性別，年齡，

32、系別）關系實例關系實例關系實例是關系模式的關系實例是關系模式的“值值”，是關系的數據，相當于二，是關系的數據，相當于二維表中的數據維表中的數據 。 數據庫原理與應用數據庫原理與應用4545關系模型的數據操縱與完整性約束關系模型的數據操縱與完整性約束 關系模型中的數據操作是集合操作，操作對象和操關系模型中的數據操作是集合操作，操作對象和操作結果都是關系，即若干元組的集合。作結果都是關系，即若干元組的集合。 關系模型把對數據的存取路徑隱蔽起來，用戶只要關系模型把對數據的存取路徑隱蔽起來，用戶只要指出指出“干什么干什么”，而不必詳細說明，而不必詳細說明“怎么干怎么干”，從而，從而大大地提高了數據的獨

33、立性，提高了用戶操作效率。大大地提高了數據的獨立性，提高了用戶操作效率。關系模型的優缺點關系模型的優缺點 有嚴格的數學理論根據有嚴格的數學理論根據 用關系描述實體間的聯系用關系描述實體間的聯系 具有更高的數據獨立性、具有更高的數據獨立性、更好的安全保密性更好的安全保密性 優點優點數據聯系依靠數據冗余實現數據聯系依靠數據冗余實現查詢效率不如非關系模型查詢效率不如非關系模型 缺點缺點數據庫原理與應用數據庫原理與應用46464 面向對象模型面向對象模型 對象和對象標識對象和對象標識對象對象是現實世界中實體的模型化。是現實世界中實體的模型化。 對象標識對象標識獨立于對象的內容和存儲位置，是一種邏獨立于

34、對象的內容和存儲位置，是一種邏輯標識符，通常由系統產生，它在整個系統范圍內是輯標識符，通常由系統產生，它在整個系統范圍內是惟一的。惟一的。 兩個對象即使內部狀態值和方法都相同，如標識符兩個對象即使內部狀態值和方法都相同，如標識符不同，仍認為是兩個相等而不同的對象。不同，仍認為是兩個相等而不同的對象。 每個對象都包含一組屬性和一組方法。每個對象都包含一組屬性和一組方法。 一個學生一個學生一門課程一門課程一次考試記錄一次考試記錄對象對象屬性屬性方法方法對象對象屬性屬性方法方法數據庫原理與應用數據庫原理與應用4747類（類（Class）和繼承（）和繼承（Inheritance） 具有同樣屬性和方法集

35、的所有對象構成了一個對象具有同樣屬性和方法集的所有對象構成了一個對象類類 ，一個對象是某一類的實例，一個對象是某一類的實例 。類的屬性域可以是基本數據類型（如整型、實型、類的屬性域可以是基本數據類型（如整型、實型、字符型等），也可以是類字符型等），也可以是類 。類的表示具有層次性和繼承性。類的表示具有層次性和繼承性。 對象對象類類型型值值數據庫原理與應用數據庫原理與應用4848面向對象模型的優缺點面向對象模型的優缺點能完整地描述現實世界的數據結構能完整地描述現實世界的數據結構具有豐富的表達能力具有豐富的表達能力優點優點模型相對比較復雜模型相對比較復雜缺點缺點涉及的知識比較多涉及的知識比較多因此

36、，面向對象數據庫尚未達到關系數據庫的普及程度！因此，面向對象數據庫尚未達到關系數據庫的普及程度！數據庫原理與應用數據庫原理與應用4949數據庫系統的發展 關系數據模型關系數據模型 格式化數據模型格式化數據模型（層次數據模型和（層次數據模型和網狀數據模型）網狀數據模型） 面向對象的數據模型面向對象的數據模型 1. 支持三級模式的體系結構；支持三級模式的體系結構； 2. 用存取路徑來表示數據之間的聯系；用存取路徑來表示數據之間的聯系； 3. 獨立的數據定義語言；獨立的數據定義語言； 4. 導航的數據操縱語言。導航的數據操縱語言。1. 概念單一，實體以及實體之間的聯系都概念單一，實體以及實體之間的聯

37、系都用關系來表示；用關系來表示；2. 以關系代數為基礎，形式化基礎好；以關系代數為基礎，形式化基礎好；3. 數據獨立性強，數據的物理存取路徑對數據獨立性強，數據的物理存取路徑對用戶隱蔽；用戶隱蔽；4. 關系數據庫語言是非過程化的，大大降關系數據庫語言是非過程化的，大大降低了用戶編程的難度。低了用戶編程的難度。 1. 支持面向對象的數據模型；支持面向對象的數據模型； 2. 保持或繼承第二代數據庫系統的優點；保持或繼承第二代數據庫系統的優點； 3. 具有開放性。具有開放性。 第一代第一代第二代第二代第三代第三代傳統數據庫傳統數據庫缺點：缺點：1. 面向機器的語法數據模型；面向機器的語法數據模型；2

38、. 數據類型簡單、固定數據類型簡單、固定 ；3. 結構與行為完全分離結構與行為完全分離 ；4. 被動響應被動響應 ；5. 事務處理能力較差。事務處理能力較差。 數據庫原理與應用數據庫原理與應用5050數據庫技術與其他相關技術的結合 數據庫技術與分布處理技術相結合，出現了數據庫技術與分布處理技術相結合，出現了分布式數據庫分布式數據庫；數據庫技術與人工智能技術相結合，出現了數據庫技術與人工智能技術相結合，出現了演繹數據庫演繹數據庫、主動數據庫主動數據庫和和知識庫知識庫等；等；數據庫技術與多媒體技術相結合，出現了數據庫技術與多媒體技術相結合，出現了多媒體數據庫多媒體數據庫。1.10.1 分布式數據庫

39、分布式數據庫集中式系統和分布式系統集中式系統和分布式系統 集中式數據庫集中式數據庫就是集中在一個中心場地的電子計算機上，以統就是集中在一個中心場地的電子計算機上，以統一處理方式所支持的數據庫。一處理方式所支持的數據庫。 集中控制處理效率高，可靠性好；集中控制處理效率高，可靠性好；數據冗余少，數據獨立性高；數據冗余少，數據獨立性高；易于支持復雜的物理結構去獲得對數據的有效訪問。易于支持復雜的物理結構去獲得對數據的有效訪問。數據庫原理與應用數據庫原理與應用5151分散式數據庫系統分散式數據庫系統 數據庫原理與應用數據庫原理與應用5252分布式數據庫的定義分布式數據庫的定義 分布式數據庫是一組結構化的數據集合，它們在分布式數據庫是一組結構化的數據集合，它們在邏邏輯上輯上屬于同一系統而在屬于同一系統而在物理上物理上分布在計算