數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用教程-MySQL8.0第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫——通俗地講就是存放數(shù)據(jù)的倉庫。數(shù)據(jù)庫技術(shù)所研究的問題是如何科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)冗余、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，以及如何保障數(shù)據(jù)安全、有效地獲取和處理。1.1數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展史數(shù)據(jù)庫技術(shù)是20世紀(jì)60年代后期興起的一門信息管理自動(dòng)化學(xué)科，是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)重要分支（數(shù)據(jù)處理）。了解計(jì)算機(jī)的三個(gè)主要的應(yīng)用領(lǐng)域：科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、智能控制1.1.1數(shù)據(jù)處理技術(shù)1.數(shù)據(jù)(Data)數(shù)據(jù)是描述現(xiàn)實(shí)世界中各種具體事物或抽象概念的符號(hào)記錄。除了常用的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)外，文字(如名稱)、圖形、圖像、聲音等信息，也都是數(shù)據(jù)。在計(jì)算機(jī)中，為了存儲(chǔ)和處理這些事物，就要抽出對(duì)這些事物感興趣的特征組成一個(gè)記錄來描述。例如，對(duì)學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名、性別和年齡等情況這樣描述：202201001，張三，男，19。1.1.1數(shù)據(jù)處理技術(shù)2.數(shù)據(jù)處理(DataProcess)數(shù)據(jù)處理(DataProcess)是指對(duì)數(shù)據(jù)的收集、分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、加工、計(jì)算、檢索、維護(hù)、傳播以及打印等一系列的活動(dòng)。其目的就是從大量的數(shù)據(jù)中提取出有效的信息資源。在數(shù)據(jù)處理中，通常數(shù)據(jù)的計(jì)算比較簡單，而數(shù)據(jù)的管理比較復(fù)雜。數(shù)據(jù)管理是指數(shù)據(jù)的收集、分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索、維護(hù)等操作。1.1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)處理方面應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)據(jù)庫技術(shù)也不斷地發(fā)展。從數(shù)據(jù)管理的角度數(shù)據(jù)庫技術(shù)經(jīng)歷了三個(gè)階段。

1.人工管理階段

2.文件系統(tǒng)階段

3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段1.1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段1.人工管理階段

20世紀(jì)50年代中期以前屬于人工管理階段，它是數(shù)據(jù)管理的初級(jí)階段。這一階段的計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算。特點(diǎn)：(1)數(shù)據(jù)不能被長期保存，沒有文件的概念。(2)沒有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的軟件系統(tǒng)。(3)數(shù)據(jù)無獨(dú)立性。(4)數(shù)據(jù)不能共享。1.1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段程序與數(shù)據(jù)是一個(gè)整體，一個(gè)程序中的數(shù)據(jù)無法被其他程序使用，因此程序與程序之間存在大量的重復(fù)數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系：應(yīng)用程序n應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)組n應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)組1數(shù)據(jù)組2…1.1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段2.文件系統(tǒng)階段

20世紀(jì)50年代后期至60年代中后期，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，不僅用于科學(xué)計(jì)算，還大量用于管理。硬件方面，磁盤成為計(jì)算機(jī)的主要外存儲(chǔ)器；軟件方面，出現(xiàn)了高級(jí)語言和操作系統(tǒng)。程序通過數(shù)據(jù)文件訪問數(shù)據(jù)。外存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)輸入程序數(shù)據(jù)輸入程序數(shù)據(jù)文件特點(diǎn)：(1)數(shù)據(jù)可以長期保存(2)由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)(3)數(shù)據(jù)具有一定的獨(dú)立性(4)文件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)仍然是基于特定的用途應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)文件的關(guān)系：應(yīng)用程序n應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)文件n數(shù)據(jù)文件1文件系統(tǒng)應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)文件21.1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（DBMS）

20世紀(jì)60年代后期以來，計(jì)算機(jī)應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)據(jù)量急劇增加，數(shù)據(jù)的共享要求越來越高。硬件方面，有了大容量的磁盤；軟件方面，出現(xiàn)了能夠統(tǒng)一管理和共享數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DataBaseManagementSystem)。所以，此階段將數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)在各數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)行統(tǒng)一組織和管理。外存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)庫1.1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段1.1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)如下（優(yōu)點(diǎn)）：（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化（2）較高的數(shù)據(jù)共享性（3）較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性（4）數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制

應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系如圖所示：應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n…數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)和人員構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫發(fā)開工具應(yīng)用系統(tǒng)人員硬件DBMSOS數(shù)據(jù)庫1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成1.數(shù)據(jù)庫(DataBase,DB)

數(shù)據(jù)庫是指長期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合，即在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中按一定的數(shù)據(jù)模型組織、存儲(chǔ)和使用的相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合。它不僅包括描述事物的數(shù)據(jù)本身，還包括相關(guān)事物之間的聯(lián)系。

1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成

2.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，是為數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護(hù)而配置的軟件。它建立在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，它為用戶或應(yīng)用程序提供訪問數(shù)據(jù)庫的方法，包括數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制等。

1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心軟件，一般說來，其功能主要包括以下4個(gè)方面。(1)數(shù)據(jù)定義和操縱功能

DBMS提供數(shù)據(jù)定義語言DDL對(duì)數(shù)據(jù)庫中的對(duì)象進(jìn)行定義和數(shù)據(jù)操縱語言DML檢索、插入、修改、刪除數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。(2)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行控制功能對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行并發(fā)控制、安全性檢查、完整性約束條件的檢查和執(zhí)行、數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部維護(hù)等。1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成(3)數(shù)據(jù)庫的組織、存儲(chǔ)和管理

DBMS確定以何種文件結(jié)構(gòu)和存取方式物理地組織數(shù)據(jù)，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，以便提高存儲(chǔ)空間利用率和各種操作的時(shí)間效率。(4)建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的輸入與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲(chǔ)與恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫的重組織與重構(gòu)造、性能的監(jiān)視與分析等。1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成3.數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)

凡使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理其數(shù)據(jù)的系統(tǒng)都稱為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛，它可以用于事務(wù)管理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)圖形分析和處理以及人工智能等系統(tǒng)中。1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成4.人員（1）終端用戶終端用戶是數(shù)據(jù)庫的使用者，通過應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互。（2）應(yīng)用程序員應(yīng)用程序員負(fù)責(zé)分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)、維護(hù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中各類應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般需要一個(gè)以上的應(yīng)用程序員在開發(fā)周期內(nèi)完成數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、應(yīng)用程序開發(fā)等任務(wù)。1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成（3）數(shù)據(jù)庫管理員(DatabaseAdministrator,DBA)

數(shù)據(jù)庫管理員是高級(jí)用戶，其職能是管理、監(jiān)督、維護(hù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常運(yùn)行，負(fù)責(zé)全面管理和控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。職責(zé)：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，定義數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性，監(jiān)督數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行等等。1.3數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

為了保障數(shù)據(jù)與程序之間的獨(dú)立性，使用戶能以簡單的邏輯結(jié)構(gòu)操作數(shù)據(jù)而無需考慮數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，簡化應(yīng)用程序的編制和程序員的負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。DBMS將數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)分為三級(jí)模式：外模式、模式和內(nèi)模式。1.3.1數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)學(xué)生表：學(xué)號(hào)姓名性別學(xué)院2016002張三男數(shù)學(xué)2016025李四女?dāng)?shù)學(xué)2016023劉明男數(shù)學(xué)2016033王曉女信息2016055李洪男信息2016123鄭曉風(fēng)女信息模式外模式學(xué)號(hào)姓名性別2016033王曉女2016055李洪男2016123鄭曉風(fēng)女男劉明2016023女男性別李四2016025張三2016002姓名學(xué)號(hào)數(shù)學(xué)學(xué)院學(xué)生：信息學(xué)院學(xué)生：1.3.1數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)（1）模式

模式也稱概念模式或邏輯模式，是對(duì)數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)模式，綜合地考慮了所有用戶的需求，并將這些需求結(jié)合成一個(gè)邏輯整體。（2）內(nèi)模式

內(nèi)模式也稱存儲(chǔ)模式或物理模式，是對(duì)數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)內(nèi)模式。三級(jí)模式結(jié)構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)例圖書信息出版社名稱字符型20書名字符型30作者姓名字符型20出版日期日期型

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外模式模式內(nèi)模式1.3.1數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)（3）外模式

外模式也稱子模式或用戶模式，它是對(duì)數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。外模式通常是模式的子集，一個(gè)數(shù)據(jù)庫可以有多個(gè)外模式。

1.3.2數(shù)據(jù)庫的兩級(jí)映像

數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)把數(shù)據(jù)的具體組織（內(nèi)模式）留給DBMS去做，用戶只要抽象地處理數(shù)據(jù)（模式——DBA、外模式——程序員），減輕了用戶使用系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。但，三級(jí)模式結(jié)構(gòu)之間差別往往很大，為了實(shí)現(xiàn)這3個(gè)抽象級(jí)別的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，DBMS在三級(jí)模式結(jié)構(gòu)之間提供了兩級(jí)映像：外模式/模式映像，模式/內(nèi)模式映像。1.3.2數(shù)據(jù)庫的兩級(jí)映像（1）外模式/模式映像

對(duì)于每個(gè)外模式，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都有一個(gè)外模式/模式映像，它定義了該外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)模式改變時(shí)(如增加新的關(guān)系、新的屬性、改變屬性的數(shù)據(jù)類型等)，由數(shù)據(jù)庫管理員對(duì)各個(gè)外模式/模式映像作相應(yīng)改變，可以使外模式保持不變。因?yàn)閼?yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，所以應(yīng)用程序不必修改。此映像的功能就是：保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性，簡稱邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性。1.3.2數(shù)據(jù)庫的兩級(jí)映像（2）模式/內(nèi)模式映像

數(shù)據(jù)庫中只有一個(gè)模式，也只有一個(gè)內(nèi)模式，所以模式/內(nèi)模式映像是唯一的，它定義了數(shù)據(jù)庫全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變了(如選用了另一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu))，由數(shù)據(jù)庫管理員對(duì)模式/內(nèi)模式映像作相應(yīng)改變，可以保證模式保持不變，因而應(yīng)用程序也不必改變。此映像的功能是：保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性，簡稱物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性。1.4數(shù)據(jù)模型客觀事物是信息之源，是設(shè)計(jì)、建立數(shù)據(jù)庫的出發(fā)點(diǎn)，也是使用數(shù)據(jù)庫的最后歸宿。但計(jì)算機(jī)不能直接處理現(xiàn)實(shí)世界中的具體事物，所以人們必須事先將具體事物轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)，這就是數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型。1.4.1信息的三種世界計(jì)算機(jī)信息處理的對(duì)象是現(xiàn)實(shí)生活中的客觀事物，在對(duì)客觀事物實(shí)施處理的過程中，涉及到三個(gè)層次，即現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和機(jī)器世界，經(jīng)歷了兩次抽象和轉(zhuǎn)換。1.現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界就是人們所能看到的、接觸到的世界。現(xiàn)實(shí)世界就是存在于人腦之外的客觀世界，客觀事物及其相互聯(lián)系就處于現(xiàn)實(shí)世界中。1.4.1信息的三種世界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，又稱概念世界。客觀事物在信息世界中稱為實(shí)體，反映事物間聯(lián)系的是實(shí)體模型或概念模型。3.數(shù)據(jù)世界數(shù)據(jù)世界又叫機(jī)器世界，是信息世界中的信息數(shù)據(jù)化后對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物。現(xiàn)實(shí)世界中的客觀事物及其聯(lián)系，在數(shù)據(jù)世界中用數(shù)據(jù)模型來描述。1.4.2概念模型概念模型是現(xiàn)實(shí)世界的抽象反映，是獨(dú)立于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模型，是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層。1.基本概念（1）實(shí)體(Entity)：客觀存在并可以相互區(qū)分的事物。如一個(gè)學(xué)生、一個(gè)班級(jí)等。（2）屬性(Attribute)：實(shí)體所具有的某些特性。通過屬性對(duì)實(shí)體進(jìn)行描述，實(shí)體是由屬性組成的。例如，學(xué)生實(shí)體可由學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡、系、專業(yè)等組成，（202202001、張強(qiáng)、男、19、計(jì)算機(jī)、軟件工程）這些屬性組合起來就可以表示“張強(qiáng)”這個(gè)學(xué)生。

1.4.2概念模型（3）

碼(Key)：一個(gè)實(shí)體往往有多個(gè)屬性，如果其中有一個(gè)屬性或?qū)傩约軌蛭ㄒ粯?biāo)識(shí)整個(gè)屬性集合，則稱該屬性或?qū)傩约癁樵搶?shí)體的碼。例如，學(xué)號(hào)是學(xué)生實(shí)體的碼。在同一學(xué)校里，不可能有兩個(gè)學(xué)生具有相同的學(xué)號(hào)。（4）實(shí)體型(EntityType)：具有相同屬性的實(shí)體必然具有共同的特征和性質(zhì)。用實(shí)體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實(shí)體，稱為實(shí)體型。例如，學(xué)生(學(xué)號(hào),姓名,性別,年齡,系,專業(yè))就是一個(gè)實(shí)體型。（5）實(shí)體集(EntitySet)：同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。例如，全體學(xué)生就是一個(gè)實(shí)體集。1.4.2概念模型（6）聯(lián)系(Relationship)：現(xiàn)實(shí)世界的事物之間是有聯(lián)系的，即各實(shí)體型之間是有聯(lián)系的。a1

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A

B

一對(duì)一聯(lián)系(1:1)對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中至多有一個(gè)實(shí)體與之對(duì)應(yīng)，反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有一對(duì)一聯(lián)系，記為1:1。例如，部門與經(jīng)理之間聯(lián)系，學(xué)校與校長之間的聯(lián)系等等就是一對(duì)一的聯(lián)系。1.4.2概念模型一對(duì)多聯(lián)系(1:M)對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有多個(gè)實(shí)體與之對(duì)應(yīng)；反過來，對(duì)于實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中至多有一個(gè)實(shí)體與之對(duì)應(yīng)，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有一對(duì)多聯(lián)系，記為1:M。例如，一個(gè)班可以有多個(gè)學(xué)生，但一個(gè)學(xué)生只能屬于一個(gè)班。班級(jí)與學(xué)生之間的聯(lián)系就是一對(duì)多的聯(lián)系。a1

a2

a3

b1

b2

b3

b4

b5A

B

1.4.2概念模型多對(duì)多聯(lián)系(M:N)對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有多個(gè)實(shí)體與之對(duì)應(yīng)；反過來，對(duì)于實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中也有多個(gè)實(shí)體與之對(duì)應(yīng)，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有多對(duì)多聯(lián)系，記為M:N。例如，學(xué)生在選課時(shí)，一個(gè)學(xué)生可以選多門課程，一門課程也可以被多個(gè)學(xué)生選，則學(xué)生和課程之間具有多對(duì)多聯(lián)系。a1

a2

a3

a4

b1

b2

b3

b4

A

B

1.4.2概念模型2.E-R模型概念模型的表示方法很多，其中最為著名和使用最為廣泛的是P.P.S.Chen于1976年提出的E-R(Entity-Relationship)模型。E-R模型又叫實(shí)體-聯(lián)系模型，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象，它的主要成分是實(shí)體、聯(lián)系和屬性。E-R模型的圖形表示稱為E-R圖。1.4.2概念模型E-R圖通用的表示方式：（1）用矩形表示實(shí)體，在框內(nèi)寫上實(shí)體名。（2）用橢圓形表示實(shí)體的屬性，并用無向邊把實(shí)體和屬性連接起來。（3）用菱形表示實(shí)體間的聯(lián)系，在菱形框內(nèi)寫上聯(lián)系名，用無向邊分別把菱形框與有關(guān)實(shí)體連接起來，在無向邊旁注明聯(lián)系的類型。注：有的聯(lián)系也有屬性。

1.4.2概念模型例1：學(xué)生實(shí)體和班級(jí)實(shí)體的聯(lián)系的E-R圖。

學(xué)生班級(jí)屬于班級(jí)名班主任n1學(xué)生實(shí)體有屬性：學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡、班級(jí)名。班級(jí)實(shí)體有屬性：班級(jí)名、班主任。姓名性別班級(jí)名年齡學(xué)號(hào)例2：學(xué)生選課系統(tǒng)的E-R圖。學(xué)生實(shí)體有屬性：學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡、班級(jí)名。課程實(shí)體有屬性：課程名、課程編號(hào)、學(xué)時(shí)、學(xué)分。選修mn成績注：學(xué)生選課后有成績1.4.2概念模型學(xué)生課程學(xué)號(hào)姓名性別年齡班級(jí)課程號(hào)課程名學(xué)分學(xué)時(shí)例1、例2組合成一個(gè)簡單的學(xué)生信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。1.4.2概念模型1NMN課程學(xué)生選修姓名性別年齡課程號(hào)課程名學(xué)分成績學(xué)號(hào)班級(jí)屬于班主任班級(jí)名學(xué)時(shí)系實(shí)體的屬性有：系名，系號(hào)，系主任。教師實(shí)體的屬性有：教師號(hào)，教師名，年齡，職稱。練習(xí)：畫出某學(xué)校系和教師之間關(guān)系的E-R圖。1.4.2概念模型1.4.2概念模型例如：有一個(gè)高等學(xué)校信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包含學(xué)生、教師、專業(yè)、教科書和課程五個(gè)實(shí)體，實(shí)體聯(lián)系的E-R圖。

MN1N1NNMNM1N屬于所屬教科書專業(yè)訂購課程開課教師學(xué)生教學(xué)選修專業(yè)名專業(yè)號(hào)學(xué)號(hào)姓名性別年齡職工號(hào)姓名性別民族課程號(hào)課程名學(xué)分成績書號(hào)書名出版社數(shù)量開課學(xué)期1.4.3數(shù)據(jù)模型1.數(shù)據(jù)模型三要素?cái)?shù)據(jù)模型是對(duì)客觀事物及聯(lián)系的數(shù)據(jù)描述，是概念模型的數(shù)據(jù)化，即數(shù)據(jù)模型提供表示和組織數(shù)據(jù)的方法。數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)的完整性約束三部分（三要素）組成。1.4.3數(shù)據(jù)模型（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)組織方式和數(shù)據(jù)之間聯(lián)系進(jìn)行框架性描述的集合，是對(duì)數(shù)據(jù)庫靜態(tài)特征的描述。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型來組織數(shù)據(jù)的，因此數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型來命名數(shù)據(jù)模型。如層次結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和關(guān)系結(jié)構(gòu)的模型分別命名為層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。1.4.3數(shù)據(jù)模型（2）數(shù)據(jù)操作指數(shù)據(jù)庫中各記錄允許執(zhí)行的操作的集合，例如插入、刪除、修改、檢索、更新等操作，是對(duì)數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)特征的描述。（3）數(shù)據(jù)的完整性約束是關(guān)于數(shù)據(jù)狀態(tài)和狀態(tài)變化的一組完整性約束規(guī)則的集合，以保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和一致性。例如，數(shù)據(jù)庫的主碼不能允許取空值，性別的取值范圍為“男或女”等。1.4.3數(shù)據(jù)模型2.常見的三種數(shù)據(jù)模型（1）層次模型

層次模型用樹形結(jié)構(gòu)來表示各類實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系。每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型，結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄類型間的聯(lián)系，這種聯(lián)系只能是父子聯(lián)系。學(xué)校學(xué)院1學(xué)院3學(xué)院2系1系2教研室1教研室2層次模型的特點(diǎn)：只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，稱為根結(jié)點(diǎn)。根結(jié)點(diǎn)以外的其他結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。所以只能表示一對(duì)多和一對(duì)一聯(lián)系。1.4.3數(shù)據(jù)模型層次數(shù)據(jù)模型的操作主要有查詢、插入、刪除和更新。進(jìn)行插入、刪除、更新操作時(shí)要滿足層次模型的完整性約束條件：進(jìn)行插入操作時(shí)，如果沒有相應(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就不能插入子女結(jié)點(diǎn)值。進(jìn)行刪除操作時(shí)，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。進(jìn)行更新操作時(shí)，應(yīng)更新所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性。1.4.3數(shù)據(jù)模型層次模型的優(yōu)點(diǎn)：模型本身比較簡單，只需很少幾條命令就能操縱數(shù)據(jù)庫；對(duì)于實(shí)體間聯(lián)系是固定的，且預(yù)先定義好的應(yīng)用系統(tǒng)，采用層次模型最易實(shí)現(xiàn)。但其缺點(diǎn)也很多：如插入和刪除操作的限制比較多；查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過雙親結(jié)點(diǎn)；無法直接表示多對(duì)多聯(lián)系等等。1.4.3數(shù)據(jù)模型（2）網(wǎng)狀模型

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型是一種比層次模型更具普遍性的結(jié)構(gòu)，它允許多個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，也允許一個(gè)結(jié)點(diǎn)有多個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。因此，網(wǎng)狀模型可以方便地表示各種類型的聯(lián)系。課程1課程2課程3學(xué)生2學(xué)生3學(xué)生4學(xué)生5學(xué)生1網(wǎng)狀模型是一個(gè)不加任何條件的無向圖。一般來說，層次模型是網(wǎng)狀模型的特殊形式，網(wǎng)狀模型是層次模型的一般形式。1.4.3數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的操作主要包括查詢、插入、刪除和更新數(shù)據(jù)。進(jìn)行插入、刪除、更新操作時(shí)要滿足網(wǎng)狀模型的完整性約束條件：（1）插入操作允許插入尚未確定雙親結(jié)點(diǎn)值的子女結(jié)點(diǎn)值。（2）刪除操作允許只刪除雙親結(jié)點(diǎn)值。（3）更新操作只需要更新指定記錄即可。（4）查詢操作可以有多種方法，可根據(jù)具體情況選用。1.4.3數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型與層次模型相比，提供了更大的靈活性，能更直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，性能和效率也比較好。網(wǎng)狀模型的缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，用戶不易掌握；DDL和DML語言復(fù)雜，用戶不易使用；記錄之間聯(lián)系變動(dòng)后涉及鏈接指針的調(diào)整，擴(kuò)充和維護(hù)都比較復(fù)雜。1.4.3數(shù)據(jù)模型（3）關(guān)系模型用二維表格結(jié)構(gòu)表示實(shí)體以及實(shí)體之間的聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為關(guān)系模型。關(guān)系模型是數(shù)據(jù)模型中最重要的模型。它以關(guān)系數(shù)學(xué)為理論基礎(chǔ)，在關(guān)系模型中，操作的對(duì)象和操作結(jié)果都是二維表。1.4.3數(shù)據(jù)模型重要概念*：關(guān)系一個(gè)關(guān)系就是一張二維表，每個(gè)關(guān)系都有一個(gè)關(guān)系名，在計(jì)算機(jī)里，一個(gè)關(guān)系可以存儲(chǔ)為一個(gè)文件。元組二維表中的行稱為元組，每一行是一個(gè)元組。元組對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)文件中的一個(gè)記錄。屬性二維表的列稱為屬性，每一列有一個(gè)屬性名，屬性值是屬性的具體值。屬性對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)文件中的一個(gè)字段，屬性的具體取值就形成表中的一個(gè)個(gè)元組。1.4.3數(shù)據(jù)模型域域是屬性的取值范圍。關(guān)系模式對(duì)關(guān)系的信息結(jié)構(gòu)及語義限制的描述稱為關(guān)系模式，用關(guān)系名和包含的屬性名的集合表示。例如，職工信息表的關(guān)系模式是：職工（職工號(hào)，姓名，性別，年齡，工資）。關(guān)鍵字或碼在關(guān)系的屬性中，能夠用來唯一標(biāo)識(shí)元組的屬性（或?qū)傩越M合）稱為關(guān)鍵字或碼(Key)。1.4.3數(shù)據(jù)模型候選關(guān)鍵字或候選碼

如果在一個(gè)關(guān)系中，存在多個(gè)屬性(或?qū)傩越M合)都能用來唯一標(biāo)識(shí)該關(guān)系中的元組，這些屬性(或?qū)傩越M合)都稱為該關(guān)系的候選關(guān)鍵字或候選碼，候選碼可以有多個(gè)。

主鍵或主碼

在一個(gè)關(guān)系的若干候選關(guān)鍵字中，被指定作為關(guān)鍵字的候選關(guān)鍵字稱為該關(guān)系的主鍵或主碼(PrimaryKey)，一般，我們