1、軟件技術(shù)基礎(chǔ)軟件技術(shù)基礎(chǔ)課程信息課程信息課程名稱(chēng)課程名稱(chēng)： 軟件技術(shù)基礎(chǔ)理論學(xué)時(shí)：理論學(xué)時(shí)： 24實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 8上課周次：上課周次： 16教材及參考書(shū) 教材教材薩師煊，王珊：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論(第四版第四版) ， 高等教育出版社， 參考書(shū)參考書(shū)施伯樂(lè)等：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)教程（第三版）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)教程（第三版），高等教育出版社張俊蘭等編：軟件工程，軟件工程，西安交通大學(xué)出版社， 2009.04 課程信息課程信息考核方式：考核成績(jī)構(gòu)成：期末考試（60） 實(shí)驗(yàn)成績(jī)（20） 平時(shí)成績(jī)（20）課程內(nèi)容本課程介紹軟件技術(shù)中最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和軟件工程思想。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是現(xiàn)代信息科學(xué)與技術(shù)的重要組

2、成部分，是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理與信息管理系統(tǒng)的核心。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究和解決了計(jì)算機(jī)信息處理過(guò)程中大量數(shù)據(jù)有效地組織和存儲(chǔ)的問(wèn)題，在數(shù)據(jù)庫(kù)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、保障數(shù)據(jù)安全以及高效地檢索數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已成為信息社會(huì)中對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行組織與管理的重要技術(shù)手段及軟件技術(shù)，是網(wǎng)絡(luò)信息化管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。課程內(nèi)容軟件工程是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)及管理科學(xué)等原理，開(kāi)發(fā)軟件的工程。軟件工程是研究和應(yīng)用如何以系統(tǒng)性的、規(guī)范化的、可定量的過(guò)程化方法去開(kāi)發(fā)和維護(hù)軟件，以及如何把經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)而證明正確的管理技術(shù)和當(dāng)前能夠得到的最好的技術(shù)方法結(jié)合起來(lái)。軟件工程

3、借鑒傳統(tǒng)工程的原則、方法，以提高質(zhì)量、降低成本和改進(jìn)算法。其中，計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)用于構(gòu)建模型與算法，工程科學(xué)用于制定規(guī)范、設(shè)計(jì)范型(paradigm)、評(píng)估成本及確定權(quán)衡，管理科學(xué)用于計(jì)劃、資源、質(zhì)量、成本等管理。關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)話題關(guān)于軟件工程話題課程意義課程意義 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，軟件技術(shù)基礎(chǔ)中的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和軟件工程思想已經(jīng)成為各行各業(yè)人士、各學(xué)科、各專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)必修課程。 通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，掌握數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念、基本原理；掌握軟件工程的概念，以及進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)的基本方法，并學(xué)會(huì)采用軟件工程方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)分析；提高對(duì)復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的能力

4、；提高人們運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)解決專(zhuān)業(yè)技術(shù)問(wèn)題的能力。課程內(nèi)容（章節(jié)內(nèi)容） 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)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL 設(shè)計(jì)篇（軟件工程思想）第六章：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)軟件工程概述 系統(tǒng)篇第七章：數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)第九章：數(shù)據(jù)庫(kù)安全性第一章 緒論1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2 數(shù)據(jù)模型1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6 小結(jié)1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述 1.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的地位 1.1.2 四個(gè)基本概念 1.1.3 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)據(jù)庫(kù)的地位數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是信息系統(tǒng)的

5、核心和基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用向各行各業(yè)的滲透數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫(kù)信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個(gè)國(guó)家信息化程度的重要標(biāo)志1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述 1.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的地位 1.1.2 四個(gè)基本概念 1.1.3 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.2 四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)(Data)數(shù)據(jù)庫(kù)(Database)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DBS)一、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基本對(duì)象數(shù)據(jù)的定義描述事物的符號(hào)記錄數(shù)據(jù)的種類(lèi)文字、圖形、圖象、聲音數(shù)據(jù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的數(shù)據(jù)舉例學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄（李明，男，1972，江蘇，計(jì)算機(jī)系，1990）數(shù)據(jù)的形式不能完全

6、表達(dá)其內(nèi)容數(shù)據(jù)的解釋語(yǔ)義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學(xué)時(shí)間解釋?zhuān)豪蠲魇莻€(gè)大學(xué)生，1972年出生，江蘇人，1990年考入計(jì)算機(jī)系二、數(shù)據(jù)庫(kù)（舉例）學(xué)學(xué)生生登登記記表表學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)姓姓 名名年年 令令性性 別別系系 名名年年 級(jí)級(jí)95004王王小小明明19女女社社會(huì)會(huì)學(xué)學(xué)9595006黃黃大大鵬鵬20男男商商品品學(xué)學(xué)9595008張張文文斌斌18女女法法律律學(xué)學(xué)95二、數(shù)據(jù)庫(kù)(續(xù))人們收集并抽取出一個(gè)應(yīng)用所需要的大量數(shù)據(jù)之后，應(yīng)將其保存起來(lái)以供進(jìn)一步加工處理，進(jìn)一步抽取有用信息數(shù)據(jù)庫(kù)的定義數(shù)據(jù)庫(kù)(Database,簡(jiǎn)稱(chēng)DB)是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合二、數(shù)

7、據(jù)庫(kù)(續(xù))數(shù)據(jù)庫(kù)的特征數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存可為各種用戶(hù)共享可為各種用戶(hù)共享冗余度較小冗余度較小數(shù)據(jù)獨(dú)立性較高數(shù)據(jù)獨(dú)立性較高易擴(kuò)展易擴(kuò)展三、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)什么是DBMS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Database Management System，簡(jiǎn)稱(chēng)DBMS）是位于用戶(hù)與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。DBMS的用途科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)DBMS的主要功能數(shù)據(jù)定義功能 提供數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言提供數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言(DDL) 定義數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象定義數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)據(jù)操縱功能:提供數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言(DML) 操縱數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作操縱數(shù)

8、據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作 (查詢(xún)、插入、刪除和修改查詢(xún)、插入、刪除和修改)DBMS的主要功能數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理 保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、 多用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)使用多用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)使用 發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能(實(shí)用程序?qū)嵱贸绦? 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)批量裝載數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)批量裝載 數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 介質(zhì)故障恢復(fù)介質(zhì)故障恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織 性能監(jiān)視等性能監(jiān)視等四、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（Database System，簡(jiǎn)稱(chēng)，簡(jiǎn)稱(chēng)DBS）是）是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)構(gòu)成。指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入

9、數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)構(gòu)成。在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)。據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開(kāi)發(fā)工具）、應(yīng)由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開(kāi)發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員和用戶(hù)構(gòu)成。用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員和用戶(hù)構(gòu)成。1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述 1.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的地位 1.1.2 四個(gè)基本概念 1.1.3 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.3 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展什么是數(shù)據(jù)管理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)，是數(shù)據(jù)處理的中心問(wèn)題是數(shù)據(jù)處理的中心問(wèn)題數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展

10、過(guò)程人工管理階段人工管理階段(40年代中年代中-50年代中年代中)文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段(50年代末年代末-60年代中年代中)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代末年代末-現(xiàn)在現(xiàn)在)數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展(續(xù))數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展動(dòng)力應(yīng)用需求的推動(dòng)應(yīng)用需求的推動(dòng)計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展一、人工管理時(shí)期40年代中-50年代中產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求科學(xué)計(jì)算硬件水平無(wú)直接存取存儲(chǔ)設(shè)備軟件水平?jīng)]有操作系統(tǒng)處理方式批處理人工管理(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)不保存。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：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

11、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)用程序應(yīng)用程序數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集應(yīng)用程序應(yīng)用程序數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集應(yīng)用程序應(yīng)用程序數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集n.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)用程序自己控制應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(文件系統(tǒng)

12、)應(yīng)用程序應(yīng)用程序文件文件應(yīng)用程序應(yīng)用程序文件文件2應(yīng)用程序應(yīng)用程序文件文件n存取存取方法方法.三、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)時(shí)期60年代末以來(lái)產(chǎn)生的背景應(yīng)用背景大規(guī)模管理硬件背景大容量磁盤(pán)軟件背景有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)處理方式聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理,分布處理,批處理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：DBMS數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)的共享程度：共享性高數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：高度的物理獨(dú)立性和一定的 邏輯獨(dú)立性數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：整體結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)控制能力：由DBMS統(tǒng)一管理和控制以數(shù)據(jù)的共享為中心應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng))DBMS應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)庫(kù)四 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特征之一數(shù)據(jù)

13、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)的結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型描述，無(wú)需程序定義和解釋描述，無(wú)需程序定義和解釋數(shù)據(jù)可以數(shù)據(jù)可以變長(zhǎng)變長(zhǎng)數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)3、數(shù)據(jù)獨(dú)立性高物理獨(dú)立性指用戶(hù)的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變了，應(yīng)用程序不用改變邏輯獨(dú)立性指用戶(hù)的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶(hù)程序也可以不變2、數(shù)據(jù)共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充4、DBMS對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護(hù)使每個(gè)用戶(hù)只能按指定方式使用和處理指定數(shù)據(jù)，保護(hù)數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和

14、破壞數(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4、DBMS對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能（續(xù)）并發(fā)（Concurrency）控制對(duì)多用戶(hù)的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，防止相互干擾而得到錯(cuò)誤的結(jié)果數(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)第一章 緒論1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2 數(shù)據(jù)模型1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6 小結(jié)數(shù)據(jù)模型在數(shù)據(jù)庫(kù)中用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來(lái)抽象、表示抽象、表示和處理和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息。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能比較真

15、實(shí)真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界地模擬現(xiàn)實(shí)世界容容易易為人所為人所理解理解便于在計(jì)算機(jī)上便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型(續(xù))按照模型應(yīng)用的不同目的，數(shù)據(jù)模型分為：概念模型概念模型：也稱(chēng)信息模型，它是按用戶(hù)的觀點(diǎn)來(lái)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，用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模，用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型：主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型等，它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，模型等，它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，用于用于DBMS的實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型(續(xù))數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)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)象抽象為概念模型現(xiàn)

16、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)換為某一把概念模型轉(zhuǎn)換為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型支持的數(shù)據(jù)模型概念模型是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次 1.2 數(shù)據(jù)模型 1.2.1 數(shù)據(jù)模型的組成要素 1.2.2 概念模型 1.2.3 常用數(shù)據(jù)模型 1.2.4 層次模型 1.2.5 網(wǎng)狀模型 1.2.6 關(guān)系模型 1.2.1 數(shù)據(jù)模型的組成要素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)操作 數(shù)據(jù)的約束條件 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 2.數(shù)據(jù)操作 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

17、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） 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 3.數(shù)據(jù)的約束條件 數(shù)據(jù)的約束條件一組完整性規(guī)則的集合一組完整性規(guī)則的集合完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)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、相容保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容 數(shù)據(jù)的約束條件(續(xù))數(shù)據(jù)模型對(duì)約束條件的定義反映和規(guī)定本反映和規(guī)

18、定本數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型必須遵守的基本的通用的完必須遵守的基本的通用的完整性約束條件。例如在關(guān)系模型中，任何關(guān)系必須整性約束條件。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)條件滿(mǎn)足實(shí)體完整性和參照完整性?xún)蓚€(gè)條件提供定義完整性約束條件的機(jī)制，以反映提供定義完整性約束條件的機(jī)制，以反映具體應(yīng)用具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定的語(yǔ)義約束條件所涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定的語(yǔ)義約束條件 1.2.2 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)中間層次是現(xiàn)實(shí)世

19、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)中的各種語(yǔ)義知識(shí)簡(jiǎn)單、清晰、易于用戶(hù)理解簡(jiǎn)單、清晰、易于用戶(hù)理解2. 信息世界中的基本概念實(shí)體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱(chēng)為實(shí)體客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱(chēng)為實(shí)體可以是具體的人、事、物或抽象的概念可以是具體的人、事、物或抽象的概念屬性（Attribute）實(shí)體所具有的某一特性稱(chēng)為屬性實(shí)體所具有的某一特性稱(chēng)為屬性一

20、個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫(huà)一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫(huà)碼（Key）唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱(chēng)為碼唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱(chēng)為碼 信息世界中的基本概念(續(xù))域（Domain）屬性的取值范圍稱(chēng)為該屬性的域?qū)傩缘娜≈捣秶Q(chēng)為該屬性的域?qū)嶓w型（Entity Type） 同類(lèi)實(shí)體稱(chēng)為實(shí)體型同類(lèi)實(shí)體稱(chēng)為實(shí)體型用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻畫(huà)用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻畫(huà)實(shí)體集（Entity Set） 同型實(shí)體的集合稱(chēng)為實(shí)體集同型實(shí)體的集合稱(chēng)為實(shí)體集信息世界中的基本概念(續(xù))聯(lián)系（Relationship） 實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系：現(xiàn)實(shí)世界中事物內(nèi)部之間的聯(lián)系，實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系：現(xiàn)實(shí)世界中事物內(nèi)部之間的聯(lián)系，指實(shí)體

21、的各屬性之間的聯(lián)系指實(shí)體的各屬性之間的聯(lián)系實(shí)體之間的聯(lián)系：現(xiàn)實(shí)世界中事物之間的聯(lián)系，指實(shí)體之間的聯(lián)系：現(xiàn)實(shí)世界中事物之間的聯(lián)系，指不同實(shí)體集之間的聯(lián)系不同實(shí)體集之間的聯(lián)系實(shí)體型間聯(lián)系實(shí)體型間聯(lián)系 一對(duì)一聯(lián)系（一對(duì)一聯(lián)系（1:1）一對(duì)多聯(lián)系（一對(duì)多聯(lián)系（1:n）多對(duì)多聯(lián)系（多對(duì)多聯(lián)系（m:n）兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系 (續(xù))一對(duì)一聯(lián)系 如果對(duì)于實(shí)體集如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中至多中至多有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱(chēng)實(shí)體集則稱(chēng)實(shí)體集A與實(shí)與實(shí)體集體集B具有一對(duì)一聯(lián)系具有一對(duì)一聯(lián)系。記為。記為1:1。 實(shí)例班級(jí)與班長(zhǎng)之間的聯(lián)系：班級(jí)與

22、班長(zhǎng)之間的聯(lián)系：一個(gè)班級(jí)只有一個(gè)正班長(zhǎng)一個(gè)班級(jí)只有一個(gè)正班長(zhǎng)一個(gè)班長(zhǎng)只在一個(gè)班中任職一個(gè)班長(zhǎng)只在一個(gè)班中任職兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系 (續(xù))一對(duì)多聯(lián)系如果對(duì)于實(shí)體集如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有中有n個(gè)個(gè)實(shí)體（實(shí)體（n0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B中的每中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中至多只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，中至多只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，則稱(chēng)則稱(chēng)實(shí)體集實(shí)體集A與實(shí)體集與實(shí)體集B有一對(duì)多聯(lián)系，記為有一對(duì)多聯(lián)系，記為1:n實(shí)例班級(jí)與學(xué)生之間的聯(lián)系：班級(jí)與學(xué)生之間的聯(lián)系：一個(gè)班級(jí)中有若干名學(xué)生，一個(gè)班級(jí)中有若干名學(xué)生，每個(gè)學(xué)生只在

23、一個(gè)班級(jí)中學(xué)習(xí)每個(gè)學(xué)生只在一個(gè)班級(jí)中學(xué)習(xí)兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系 (續(xù))多對(duì)多聯(lián)系（m:n）如果對(duì)于實(shí)體集如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有中有n個(gè)實(shí)體（個(gè)實(shí)體（n0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B中的中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中也有中也有m個(gè)實(shí)體（個(gè)實(shí)體（m0）與）與之聯(lián)系，則稱(chēng)實(shí)體集之聯(lián)系，則稱(chēng)實(shí)體集A與實(shí)體與實(shí)體B具有多對(duì)多聯(lián)系，記具有多對(duì)多聯(lián)系，記為為m:n實(shí)例課程與學(xué)生之間的聯(lián)系：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)課程一個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門(mén)課程多個(gè)

24、實(shí)體型間的聯(lián)系多個(gè)實(shí)體型間也存在一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多聯(lián)系實(shí)例1 課程、教師與參考書(shū)三個(gè)實(shí)體型課程、教師與參考書(shū)三個(gè)實(shí)體型如果一門(mén)課程可以有若干個(gè)教師講授，使用若干如果一門(mén)課程可以有若干個(gè)教師講授，使用若干本參考書(shū)，每一個(gè)教師只講授一門(mén)課程，每一本本參考書(shū)，每一個(gè)教師只講授一門(mén)課程，每一本參考書(shū)只供一門(mén)課程使用參考書(shū)只供一門(mén)課程使用課程與教師、參考書(shū)之間的聯(lián)系是一對(duì)多的課程與教師、參考書(shū)之間的聯(lián)系是一對(duì)多的多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系(續(xù))實(shí)例2 供應(yīng)商、項(xiàng)目、零件三個(gè)實(shí)體 一個(gè)供應(yīng)商供應(yīng)多個(gè)項(xiàng)目多種零件，每個(gè)項(xiàng)目可以使用多個(gè)供應(yīng)商供應(yīng)的零件，每個(gè)零件可由不同供應(yīng)商供應(yīng)，則形成多對(duì)多聯(lián)系同一實(shí)體集內(nèi)各實(shí)

25、體間的聯(lián)系一對(duì)多聯(lián)系一對(duì)一聯(lián)系多對(duì)多聯(lián)系實(shí)例 職工實(shí)體集內(nèi)部具有領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)系職工實(shí)體集內(nèi)部具有領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)系某一職工（干部）某一職工（干部）“領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)”若干名職工若干名職工一個(gè)職工僅被另外一個(gè)職工直接領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)職工僅被另外一個(gè)職工直接領(lǐng)導(dǎo)這是一對(duì)多的聯(lián)系這是一對(duì)多的聯(lián)系3. 概念模型的表示方法概念模型的表示方法很多實(shí)體聯(lián)系方法(E-R方法)1976年由P.P.S.Chen提出用E-R圖來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型E-R方法也稱(chēng)為E-R模型E-R圖提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法E-R圖實(shí)體型用矩形表示，矩形框內(nèi)寫(xiě)明實(shí)體名。學(xué)生學(xué)生教師教師E-R圖(續(xù))屬性用橢圓形表示，并用無(wú)向邊將其與相

26、應(yīng)的實(shí)體連接起來(lái)學(xué)生學(xué)生學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)年齡年齡性別性別姓名姓名E-R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，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（邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類(lèi)型（1:1、1:n或或m:n） 聯(lián)系的屬性：聯(lián)系本身也是一種實(shí)體型，也可以聯(lián)系本身也是一種實(shí)體型，也可以有屬性。如果一個(gè)聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要有屬性。如果一個(gè)聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無(wú)向邊與該聯(lián)系連接起來(lái)用無(wú)向邊與該聯(lián)系連接起來(lái) 聯(lián)系的表示方法實(shí)體型實(shí)體型1聯(lián)系名聯(lián)系名實(shí)體型實(shí)體型2111:1聯(lián)系聯(lián)系實(shí)體型實(shí)體型1

27、聯(lián)系名聯(lián)系名實(shí)體型實(shí)體型2mnm:n聯(lián)系聯(lián)系實(shí)體型實(shí)體型1聯(lián)系名聯(lián)系名實(shí)體型實(shí)體型21n1:n聯(lián)系聯(lián)系聯(lián)系的表示方法(續(xù))實(shí)體型實(shí)體型1聯(lián)系名聯(lián)系名mn同一實(shí)體型內(nèi)同一實(shí)體型內(nèi)部的部的m:n聯(lián)系聯(lián)系實(shí)體型實(shí)體型1聯(lián)系名聯(lián)系名實(shí)體型實(shí)體型21m多個(gè)實(shí)體型間的多個(gè)實(shí)體型間的1:n聯(lián)系聯(lián)系實(shí)體型實(shí)體型3n聯(lián)系的表示方法示例班級(jí)班級(jí)班級(jí)班級(jí)-班長(zhǎng)班長(zhǎng)班長(zhǎng)班長(zhǎng)111:1聯(lián)系聯(lián)系課程課程選修選修學(xué)生學(xué)生mnm:n聯(lián)系聯(lián)系班級(jí)班級(jí)組成組成學(xué)生學(xué)生1n1:n聯(lián)系聯(lián)系聯(lián)系的表示方法示例(續(xù))職工職工領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)1n同一實(shí)體型內(nèi)同一實(shí)體型內(nèi)部的部的1:n聯(lián)系聯(lián)系課程課程講授講授教師教師1m多個(gè)實(shí)體型間的多個(gè)實(shí)體型間的

28、1:n聯(lián)系聯(lián)系參考書(shū)參考書(shū)n聯(lián)系屬性的表示方法課程課程選修選修學(xué)生學(xué)生mn成績(jī)成績(jī)E-R圖(續(xù))E-R圖實(shí)例：某工廠物資管理某工廠物資管理E-R圖圖（1）實(shí)體及屬性圖）實(shí)體及屬性圖（2）實(shí)體及其聯(lián)系圖）實(shí)體及其聯(lián)系圖（3）完整的實(shí)體聯(lián)系圖）完整的實(shí)體聯(lián)系圖 1.2.3 常用數(shù)據(jù)模型非關(guān)系模型層次模型（層次模型（Hierarchical Model）網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型(Network Model )數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：以基本層次聯(lián)系為基本單位 基本層次聯(lián)系：兩個(gè)記錄以及它們之間的一對(duì)多基本層次聯(lián)系：兩個(gè)記錄以及它們之間的一對(duì)多（包括一對(duì)一（包括一對(duì)一)的聯(lián)系的聯(lián)系常用數(shù)據(jù)模型(續(xù))關(guān)系模型(Relation

29、al Model) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：表面向?qū)ο竽Ｐ?Object Oriented Model）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對(duì)象 1.2 數(shù)據(jù)模型 1.2.1 數(shù)據(jù)模型的組成要素 1.2.2 概念模型 1.2.3 常用數(shù)據(jù)模型 1.2.4 層次模型 1.2.5 網(wǎng)狀模型 1.2.6 關(guān)系模型 1.2.4 層次模型1. 層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2. 層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操縱3. 層次數(shù)據(jù)模型的完整性約束 4. 層次數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 5. 層次數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn) 6. 典型的層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)1. 層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層次模型 滿(mǎn)足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。滿(mǎn)足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。1

30、. 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)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)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)根結(jié)點(diǎn)，雙親結(jié)點(diǎn)，兄弟結(jié)點(diǎn)，葉結(jié)點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)） 1 根結(jié)點(diǎn)根結(jié)點(diǎn) 2 兄弟結(jié)點(diǎn)兄弟結(jié)點(diǎn) 3 葉結(jié)點(diǎn)葉結(jié)點(diǎn) 4 兄弟結(jié)點(diǎn)兄弟結(jié)點(diǎn) 5 葉結(jié)點(diǎn)葉結(jié)點(diǎn) 葉結(jié)點(diǎn)葉結(jié)點(diǎn)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)

31、狀模型性能優(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)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層次命令趨于程序化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)大型商用第一個(gè)大型商用DBMS1968年推出年推出IBM公司研制公司研制1.2.5 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)

32、庫(kù)系統(tǒng)1.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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)狀模型網(wǎng)狀模型1. 允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親2. 一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1 2 R3 L1 L2 R1 R1 R2R2 L3L3 L1 L2 L1 L2 R3R3 L4L4 R4 R4 R5R5 5.網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)能夠更為直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，如一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有能夠更為直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，如一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)雙親多個(gè)雙親具有良好的性能，存取效率較高具有良好的性能，存取效率較高缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而

33、且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)就變得越來(lái)越復(fù)雜，不利于最終用戶(hù)掌握的結(jié)構(gòu)就變得越來(lái)越復(fù)雜，不利于最終用戶(hù)掌握DDL、DML語(yǔ)言復(fù)雜，用戶(hù)不容易使用語(yǔ)言復(fù)雜，用戶(hù)不容易使用6. 典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)DBTG系統(tǒng)，亦稱(chēng)CODASYL系統(tǒng)由由DBTG提出的一個(gè)系統(tǒng)方案提出的一個(gè)系統(tǒng)方案奠定了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念、方法和技術(shù)奠定了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念、方法和技術(shù)70年代推出年代推出實(shí)際系統(tǒng)Cullinet Software Inc.公司的公司的 IDMSUnivac公司的公司的 DMS1100Honeywell公司的公司的IDS/2HP公司的公司的IMA

34、GE 1.2 數(shù)據(jù)模型 1.2.1 概念模型 1.2.2 數(shù)據(jù)模型的組成要素 1.2.3 最常用的數(shù)據(jù)模型 1.2.4 層次模型 1.2.5 網(wǎng)狀模型 1.2.6 關(guān)系模型 1.2.6 關(guān)系模型1. 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2. 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的操縱3. 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的完整性約束 4. 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 5. 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)6. 典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 關(guān)系模型最重要的一種數(shù)據(jù)模型，建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念基礎(chǔ)上。也是目前主要采用的數(shù)據(jù)模型1970年由美國(guó)IBM公司San Jose研究室的研究員E.F.Codd提出本課程的重點(diǎn)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 在用戶(hù)觀點(diǎn)下，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是

35、一張二維表，它由行和列組成。學(xué)學(xué)生生登登記記表表學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)姓姓 名名年年 令令性性 別別系系 名名年年 級(jí)級(jí)95004王王小小明明19女女社社會(huì)會(huì)學(xué)學(xué)9595006黃黃大大鵬鵬20男男商商品品學(xué)學(xué)9595008張張文文斌斌18女女法法律律學(xué)學(xué)95關(guān)系模型的基本概念關(guān)系（Relation）一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)通常說(shuō)的一張表。元組（Tuple）表中的一行即為一個(gè)元組。屬性（Attribute）表中的一列即為一個(gè)屬性，給每一個(gè)屬性起一個(gè)名稱(chēng)即屬性名。關(guān)系模型的基本概念主碼（Key）表中的某個(gè)屬性組，它可以唯一確定一個(gè)元組。域（Domain）屬性的取值范圍。分量元組中的一個(gè)屬性值。關(guān)系模式對(duì)關(guān)系的描述，其形式

36、表示為：關(guān)系名（屬性1，屬性2，屬性n）實(shí)例實(shí)例： 學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系，年級(jí)）關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系的表示方法實(shí)體型實(shí)體型：直接用關(guān)系（表）表示。：直接用關(guān)系（表）表示。屬性屬性：用屬性名表示。：用屬性名表示。一對(duì)一聯(lián)系一對(duì)一聯(lián)系：隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系中。：隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系中。一對(duì)多聯(lián)系一對(duì)多聯(lián)系：隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系中。：隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系中。多對(duì)多聯(lián)系多對(duì)多聯(lián)系：直接用關(guān)系表示：直接用關(guān)系表示。關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）例1學(xué)生、系、系與學(xué)生之間的一對(duì)多聯(lián)系：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系號(hào)，年級(jí)）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系號(hào)，年級(jí)）系

37、系 (系號(hào)，系名，系主任，辦公地點(diǎn)系號(hào)，系名，系主任，辦公地點(diǎn))例2系、系主任、系與系主任間的一對(duì)一聯(lián)系關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）例3學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對(duì)多聯(lián)系： 學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系號(hào)，年級(jí)）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系號(hào)，年級(jí)）課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分）課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分）選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）關(guān)系必須是規(guī)范化的，滿(mǎn)足一定的規(guī)范條件最基本的規(guī)范條件：關(guān)系的每一個(gè)分量必須是一個(gè)不最基本的規(guī)范條件：關(guān)系的每一個(gè)分量必須是一個(gè)不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。工工 資資扣扣 除除職職 工工號(hào)號(hào)姓姓名名職

38、職稱(chēng)稱(chēng)基基 本本工工 齡齡職職 務(wù)務(wù)房房 租租水水 電電實(shí)實(shí)發(fā)發(fā)8 8 6 6 0 0 5 5 1 1陳陳 平平講講 師師1 1 0 0 5 59 9 5 51 1 5 56 61 1 2 21 1 1 1 5 5 5 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱查詢(xún)、插入、刪除、更新數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對(duì)象和操作結(jié)果都是關(guān)系，即若干元組的集合存取路徑對(duì)用戶(hù)隱蔽，用戶(hù)只要指出“干什么”，不必詳細(xì)說(shuō)明“怎么干”3.關(guān)系模型的完整性約束實(shí)體完整性參照完整性用戶(hù)定義的完整性4.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)表以文件

39、形式存儲(chǔ)有的DBMS一個(gè)表對(duì)應(yīng)一個(gè)操作系統(tǒng)文件有的DBMS自己設(shè)計(jì)文件結(jié)構(gòu)5.關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上概念單一。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，用戶(hù)易懂易用概念單一。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，用戶(hù)易懂易用 實(shí)體和各類(lèi)聯(lián)系都用關(guān)系來(lái)表示 對(duì)數(shù)據(jù)的檢索結(jié)果也是關(guān)系關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶(hù)透明關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶(hù)透明 具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，更好的安全保密性 簡(jiǎn)化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)建立的工作關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)（續(xù)）缺點(diǎn)存取路徑對(duì)用戶(hù)透明導(dǎo)致查詢(xún)效率往往不如非存取路徑對(duì)用戶(hù)透明導(dǎo)致查詢(xún)效率往往不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)模型為提高性能，必須對(duì)用戶(hù)的為提高性能，必

40、須對(duì)用戶(hù)的查詢(xún)請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化查詢(xún)請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化增加了開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的難度增加了開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的難度6. 典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)ORACLESYBASEINFORMIXDB/2COBASEPBASEEasyBaseDM/2OpenBase第一章 緒論1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2 數(shù)據(jù)模型1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6 小結(jié)1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu) 從數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)角度看，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用三級(jí)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫(kù)最終用戶(hù)角度看，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為集中式、分布式、客戶(hù)/服務(wù)器、并行結(jié)構(gòu)1.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模

41、式的概念“型” 和“值” 的概念型（Type）對(duì)某一類(lèi)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說(shuō)明值（Value）是型的一個(gè)具體賦值例如：學(xué)生記錄例如：學(xué)生記錄記錄型：記錄型： （學(xué)號(hào)，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）（學(xué)號(hào)，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）該記錄型的一個(gè)記錄值：該記錄型的一個(gè)記錄值： （900201，李明，男，計(jì)算機(jī)，李明，男，計(jì)算機(jī)，22，江蘇），江蘇）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念（續(xù)）模式（模式（Schema）數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述是型的描述反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系模式是相對(duì)穩(wěn)定的模式的一個(gè)實(shí)例（模式的一個(gè)實(shí)例（Instance）模式的一個(gè)具體值反映數(shù)據(jù)庫(kù)某一時(shí)刻的狀態(tài)同一個(gè)模式可以有很多實(shí)例動(dòng)態(tài)的

42、，實(shí)例隨數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)的更新而變動(dòng)1.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu) 應(yīng)應(yīng)用用 A A 應(yīng)應(yīng)用用 B B 應(yīng)應(yīng)用用 C C 應(yīng)應(yīng)用用 D D 應(yīng)應(yīng)用用 E E 外外模模式式 1 1 外外模模式式 2 2 外外模模式式 3 3 外外模模式式/ /模模式式映映象象 模模式式 模模式式/ /內(nèi)內(nèi)模模式式映映象象 內(nèi)內(nèi)模模式式 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)庫(kù)1模式（Schema）模式（也稱(chēng)邏輯模式）數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述所有用戶(hù)的公共數(shù)據(jù)視圖，綜合了所有用戶(hù)的需求所有用戶(hù)的公共數(shù)據(jù)視圖，綜合了所有用戶(hù)的需求一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式模式的地位：是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中

43、間層與數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境無(wú)關(guān)與數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境無(wú)關(guān)與具體的應(yīng)用程序、開(kāi)發(fā)工具及高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言無(wú)關(guān)與具體的應(yīng)用程序、開(kāi)發(fā)工具及高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言無(wú)關(guān)定義模式需要定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)項(xiàng)的名字、類(lèi)型、取值范圍等）數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)項(xiàng)的名字、類(lèi)型、取值范圍等）數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性要求數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性要求2. 外模式（External Schema）外模式（也稱(chēng)子模式或用戶(hù)模式）數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)（包括應(yīng)用程序員和最終用戶(hù)）使用的數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)（包括應(yīng)用程序員和最終用戶(hù)）使用的局部局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)的

44、數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示的邏輯表示外模式（續(xù)）外模式的地位：介于模式與應(yīng)用之間模式與外模式的關(guān)系：一對(duì)多模式與外模式的關(guān)系：一對(duì)多 外模式通常是模式的子集外模式通常是模式的子集 一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以有多個(gè)外模式。反映了不同的用戶(hù)的應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以有多個(gè)外模式。反映了不同的用戶(hù)的應(yīng)用需求、看待數(shù)據(jù)的方式、對(duì)數(shù)據(jù)保密的要求用需求、看待數(shù)據(jù)的方式、對(duì)數(shù)據(jù)保密的要求 對(duì)模式中同一數(shù)據(jù)，在外模式中的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型、長(zhǎng)度、對(duì)模式中同一數(shù)據(jù)，在外模式中的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型、長(zhǎng)度、保密級(jí)別等都可以不同保密級(jí)別等都可以不同外模式與應(yīng)用的關(guān)系：一對(duì)多 同一外模式也可以為

45、某一用戶(hù)的多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)所使用同一外模式也可以為某一用戶(hù)的多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)所使用 但一個(gè)應(yīng)用程序只能使用一個(gè)外模式但一個(gè)應(yīng)用程序只能使用一個(gè)外模式外模式（續(xù)）外模式的用途保證數(shù)據(jù)庫(kù)安全性的一個(gè)有力措施。保證數(shù)據(jù)庫(kù)安全性的一個(gè)有力措施。每個(gè)用戶(hù)只能看見(jiàn)和訪問(wèn)所對(duì)應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)每個(gè)用戶(hù)只能看見(jiàn)和訪問(wèn)所對(duì)應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)3內(nèi)模式（Internal Schema）內(nèi)模式（也稱(chēng)存儲(chǔ)模式）是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述是數(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(kù)內(nèi)部的表示方式是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的表示方式 記錄的存儲(chǔ)方式（順序存儲(chǔ)，按照記錄的存儲(chǔ)方式（順序存儲(chǔ)，按照B樹(shù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，樹(shù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，按按hash方法存儲(chǔ)）方法存儲(chǔ)） 索引的組織方式索引的組織方式 數(shù)據(jù)是否壓縮存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是否壓縮存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)是否加密數(shù)據(jù)是否加密 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)的規(guī)定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)的規(guī)定一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式1.3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性三級(jí)模式是對(duì)數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別二級(jí)映象在DBMS內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換外模式/模式映像模式/內(nèi)模式映像數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu) 應(yīng)應(yīng)用用 A A 應(yīng)應(yīng)用用 B B 應(yīng)應(yīng)用用 C C 應(yīng)應(yīng)用用 D D 應(yīng)應(yīng)用