數(shù)據(jù)庫原理與技術PrincipleandTechniqueofDatabase章緒論(續(xù))中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!學習目標掌握最常用的數(shù)據(jù)模型掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的二級映象功能理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成了解數(shù)據(jù)庫技術的研究領域中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!1.2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)狀模型關系模型中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!層次模型：典型代表是IBM公司于1968年推出的個大型商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)IMS。數(shù)據(jù)結構：滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型：有且只有一個結點沒有雙親結點，這個結點稱為根結點；根以外的其它結點有且只有一個雙親結點。多對多聯(lián)系在層次模型中的表示：利用冗余結點或虛擬結點將多對多聯(lián)系分解成一對多聯(lián)系。數(shù)據(jù)操縱與完整性約束：數(shù)據(jù)操縱包括查詢、插入、刪除、更新；完整性約束包括無相應的雙親結點值就不能插入子女結點值；如果刪除雙親結點值，則相應的子女結點值也被同時刪除；更新操作時，應更新所有相應記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性。中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!缺點：多對多聯(lián)系表示不自然。對插入和刪除操作的限制多。查詢子女結點必須通過雙親結點。層次命令趨于程序化。中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!存儲結構：使用單向鏈接、雙向鏈接、環(huán)狀鏈接、向首鏈接等鏈接法實現(xiàn)記錄之間的聯(lián)系。特點優(yōu)點能更為直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結點可以有多個雙親。具有良好的性能，存取效率較高。缺點結構比較復雜，而且隨著應用環(huán)境的擴大，數(shù)據(jù)庫的結構就變得越來越復雜，不利于最終用戶掌握。DDL、DML語言復雜，用戶不容易使用。因記錄之間聯(lián)系是通過存取路徑實現(xiàn)的，應用程序在訪問數(shù)據(jù)時必須選擇適當?shù)拇嫒÷窂剑视脩繇毩私庀到y(tǒng)結構的細節(jié)，加重了編程的負擔。中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!關系模型的一些術語：關系(Relation)：一個關系對應一張二維表。元組(Tuple)：表中的一行即為一個元組。屬性(Attribute)：表中的一列即為一個屬性，每一屬性都有一個屬性名。主碼(Key)：表中的某個屬性組，它可以唯一確定一個元組。域(Domain)：屬性的取值范圍。分量：元組中的一個屬性值。關系模式：對關系的描述，一般形式為關系名(屬性1,屬性2,…,屬性n)。如學生(學號,姓名,年齡,性別,系別,年級)。相當于概念模型中的實體型中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!數(shù)據(jù)操縱與完整性約束：數(shù)據(jù)操縱包括查詢、插入、刪除、更新，這些操作是集合操作，操作對象和操作結果都是關系，即若干元組的集合，同時關系模型中存取路徑對用戶隱蔽，用戶只要指出“干什么”，不必詳細說明“怎么干”，大大提高了數(shù)據(jù)的獨立性和用戶生產(chǎn)率。完整性約束有實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性三大類。存儲結構：表以文件形式存儲。特點優(yōu)點：建立在嚴格的數(shù)學概念的基礎上；概念單一，實體和聯(lián)系都用關系表示，數(shù)據(jù)操作結果為關系；存取路徑對用戶透明缺點：存取路徑對用戶透明導致查詢效率往往不如非關系數(shù)據(jù)模型。為提高性能，必須對用戶的查詢請求進行優(yōu)化，增加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的難度。典型產(chǎn)品：ORACLE、SYBASE、INFORMIX、DB2等。中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構應用A應用B應用C應用D應用E內模式外模式1外模式3模式外模式2數(shù)據(jù)庫外模式/模式映象內模式/模式映象中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性：三級模式是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別，二級映象是在DBMS內部實現(xiàn)這三個抽象層次的聯(lián)系和轉換。外模式／模式映象：定義了外模式與模式之間的對應關系，每一個外模式都對應一個外模式／模式映象，該映象定義通常包含在各自外模式的描述中。外模式／模式映象保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨立性：當模式改變時，數(shù)據(jù)庫管理員修改有關外模式／模式映象，使外模式保持不變；應用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的邏輯獨立性中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成硬件平臺及數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對硬件資源的要求：足夠大的內存存放操作系統(tǒng)、DBMS的核心模塊、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和應用程序，足夠大的外存存放數(shù)據(jù)庫及其備份。較高的通道能力，提高數(shù)據(jù)傳送率。

軟件：包括DBMS、操作系統(tǒng)、與數(shù)據(jù)庫接口的高級語言及其編譯系統(tǒng)、以DBMS為核心的應用開發(fā)工具、為特定應用環(huán)境開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)。人員數(shù)據(jù)庫管理員(DBA)：決定數(shù)據(jù)庫中的信息內容和結構、決定數(shù)據(jù)庫的存儲結構和存取策略、定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件、監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的使用和運行、數(shù)據(jù)庫的改進和重組、數(shù)據(jù)庫重構。中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!1.5數(shù)據(jù)庫技術的研究領域數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的研制：包括研制DBMS本身及以DBMS為核心的一組相互聯(lián)系的軟件系統(tǒng)(包括工具軟件和中間件)。數(shù)據(jù)庫設計：包括數(shù)據(jù)庫設計方法、設計工具、設計理論、數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)建模。數(shù)據(jù)庫理論：集中于關系的規(guī)范化理論、關系數(shù)據(jù)理論等。中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!作業(yè)書面：無。學會P41面第18、20、21、22、23預習2.1～2.4。中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!最常用數(shù)據(jù)模型層次模型(HierarchicalModel)網(wǎng)狀模型(NetworkModel)關系模型(RelationalModel)面向對象模型(ObjectOrientedModel)其中層次模型和網(wǎng)狀模型統(tǒng)稱為非關系模型，它們的數(shù)據(jù)結構是以基本層次聯(lián)系為基本單位，基本層次聯(lián)系是兩個記錄及其一對多的聯(lián)系；關系模型的數(shù)據(jù)結構是表；面向對象模型的數(shù)據(jù)結構是對象。中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!存儲結構鄰接法：按照層次樹前序遍歷的順序把所有記錄值依次鄰接存放，即通過物理空間的位置相鄰來實現(xiàn)層次順序。鏈接法：用指引元來反映數(shù)據(jù)之間的層次聯(lián)系。子女－兄弟鏈接法見P26，層次序列鏈接法見P26。特點優(yōu)點：層次數(shù)據(jù)模型簡單，對具有一對多的層次關系的部門描述自然、直觀，容易理解。性能優(yōu)于關系模型，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。中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!網(wǎng)狀模型：典型代表是20世紀70年代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)語言研究會CODASYL(ConferenceOnDataSystemLanguage)下屬數(shù)據(jù)庫任務組DBTG(DataBasetaskGroup)提出的DBTG系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構：滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系集合為網(wǎng)狀模型允許一個以上的結點無雙親。一個結點可以有多于一個的雙親。數(shù)據(jù)操縱與完整性約束：數(shù)據(jù)操縱包括查詢、插入、刪除、更新，但網(wǎng)狀模型對數(shù)據(jù)操縱加了一些限制，提供了一定的完整性約束。支持記錄碼的概念，碼是唯一標識記錄的數(shù)據(jù)項的集合。雙親結點與子女結點之間是一對多聯(lián)系。支持雙親記錄和子女記錄之間某些約束條件，如允許插入尚未確定雙親結點值的子女結點值，允許只刪除雙親結點值。中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!關系模型：典型代表是1970年美國IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd在美國計算機學會會刊《CommunicationoftheACM》上發(fā)表的題為“ARelationalModelofDataforSharedDataBank”的論文，是最重要的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)結構：邏輯結構是一張二維表，它由行和列組成。中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!關系模型中實體及實體間的聯(lián)系都是用關系來表示的，如學生、課程、學生與課程間的多對多聯(lián)系在關系模型中表示如下：

學生(學號,姓名,年齡,性別,系別,年級)課程(課程號,課程名,學分)選修(學號,課程號,成績)關系必須是規(guī)范化的，滿足一定的規(guī)范條件。最基本的規(guī)范條件是關系的每一個分量必須是一個不可分的數(shù)據(jù)項。一個反例中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內部的模式結構(三級模式）。從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)外部的體系結構（集中式，分布式，C/S）。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念型(Type)：對某一類數(shù)據(jù)的結構和屬性的說明。值(Value)：是型的一個具體賦值。模式(schema)：是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是型。例如：學生記錄記錄型：(學號,姓名,性別,系別,年齡,籍貫)該記錄型的一個記錄值：(900201,李明,男,計算機,22,江蘇)中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!模式(Schema)：也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，綜合了所有用戶的需求，一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式。模式是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式結構的中間層，與數(shù)據(jù)的物理存儲細節(jié)和硬件環(huán)境無關，與具體的應用程序、開發(fā)工具及高級程序設計語言無關。外模式(ExternalSchema)：也稱子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應用有關的數(shù)據(jù)的邏輯表示。外模式通常是模式的子集，一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式。同一外模式可以為某一用戶的多個應用系統(tǒng)所使用，但一個應用程序只能使用一個外模式。外模式是保證數(shù)據(jù)庫安全性的一個有力措施，每個用戶只能看見和訪問所對應的外模式中的數(shù)據(jù)。內模式(InternalSchema)：也稱存儲模式，是數(shù)據(jù)物理結構和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內部的表示方式，一個數(shù)據(jù)庫只有一個內模式。中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!模式／內模式映象：定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結構與存儲結構之間的對應關系，如說明邏輯記錄和字段在內部是如何表示的。數(shù)據(jù)庫中模式／內模式映象是唯一的，該映象定義通常包含在模式描述中。模式／內模式映象保證了數(shù)據(jù)的物理獨立性：當數(shù)據(jù)庫的存儲結構改變了(例如選用了另一種存儲結構)，數(shù)據(jù)庫管理員修改模式／內模式映象，使模式保持不變，應用程序不受影響，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨立性中南大學碩士數(shù)據(jù)庫第1章緒論共24頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!系統(tǒng)分析員：負責應用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范說明、與用戶及DBA協(xié)商，確定系統(tǒng)硬軟件配置、參與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概要設計。數(shù)據(jù)庫設計人員：參加用戶需求調查和系統(tǒng)分析、確定數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)、設計數(shù)據(jù)庫各級模式。應用程序員：設計和編寫應用系統(tǒng)程序模塊、進行調試和安裝。用戶偶然用戶：企業(yè)或組織機構的高中級管理人員。

簡單用戶：銀行的職員、機票預定人員、旅館總臺服務員