1、1.1 引言1.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展1.3 數(shù)據(jù)模型1.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第1章 數(shù)據(jù)庫概論1.1 引 言1.1.1 數(shù)據(jù)與信息 1數(shù)據(jù):描述事物的符號記錄稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的種類有數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音、視頻等。 2信息:經(jīng)過加工以后，對客觀世界產(chǎn)生影響的數(shù)據(jù)。1.1.2 數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)庫 1數(shù)據(jù)處理：將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信息的過程。 2數(shù)據(jù)庫：長期存儲在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)處理1.1 引 言1.1.3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，用于科學地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護數(shù)據(jù)。DBMS的主要功能包括數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操縱功能、數(shù)據(jù)庫

2、的運行管理功能、數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能。1.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展1.2.1 人工管理階段1.2.2 文件系統(tǒng)階段程序1程序2數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2程序1程序2程序3文件1文件2文件3文件管理 系統(tǒng)1.2.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS數(shù)據(jù)庫1.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展1.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展1.2.4 高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和面向特殊應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括面向?qū)ο蠛蛯ο箨P(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、時間和時間序列數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、文本和多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、異種和遺產(chǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、基于WWW的全球信息系統(tǒng)。1.3 數(shù)據(jù)模型1.3.1 數(shù)據(jù)模型概述 數(shù)據(jù)模型通常由3部分

3、組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操縱和數(shù)據(jù)的完整性約束。1.3.2 概念模型（1）實體（entity）：現(xiàn)實世界中客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體。 （2）屬性（attribute）：就是實體所具有的特性，一個實體可以由若干個屬性描述。 （3）域（domain）：屬性的取值范圍。（4）實體集（entity set）：具有相同屬性的實體的集合稱為實體集。 （5）鍵（key）：能夠惟一地標識出一個實體集中每一個實體的屬性或?qū)傩越M合，鍵也被稱為關(guān)鍵字。 （6）聯(lián)系（relationship）：實體集之間的對應(yīng)關(guān)系稱為聯(lián)系，它反映了現(xiàn)實世界事物之間的相互關(guān)聯(lián)。 聯(lián)系分為兩種：一種是實體內(nèi)部各屬性之間的聯(lián)系，另一

4、種是實體之間的聯(lián)系。 實體之間的聯(lián)系 實體之間的聯(lián)系類型比較復雜，一般分為一對一、一對多、多對多三類。E-R模型有三個要素（1）實體：用矩形表示實體，矩形內(nèi)標注實體名稱。（2）屬性：用橢圓表示屬性，橢圓內(nèi)標注屬性名稱，并用連線與實體相連。（3）實體之間的聯(lián)系：用菱形表示，菱形內(nèi)注明聯(lián)系名稱，用連線將菱形框分別與相關(guān)實體相連，并在連線上注明聯(lián)系類型。1.3 數(shù)據(jù)模型1.3.3 層次模型 有以下兩個特點： 有且僅有一個結(jié)點無父結(jié)點，該結(jié)點稱為根。 其他結(jié)點有且僅有一個父結(jié)點。1.3.4 網(wǎng)狀模型 網(wǎng)狀模型有如下幾個特點： 一個子結(jié)點可以有兩個或多個父結(jié)點。 允許一個以上結(jié)點無父結(jié)點。 在兩個結(jié)點之

5、間可以有兩種或多種聯(lián)系。 可能有回路存在。1.3 數(shù)據(jù)模型1.3.5 關(guān)系模型 關(guān)系模型是用“表”來表示的，關(guān)系就是二維表。1關(guān)系模型的定義 實體和聯(lián)系均用二維表來表示的數(shù)據(jù)模型稱之為關(guān)系模型。2關(guān)系模型的基本概念 1）關(guān)系模式 二維表的表頭一行稱為關(guān)系模式（relation scheme），又稱表的框架或記錄類型。 2）關(guān)系 對應(yīng)于關(guān)系模式的一個具體的表稱為關(guān)系（relation），又稱為表（table）。1.3 數(shù)據(jù)模型3）記錄 關(guān)系中的每一行稱為關(guān)系的一個記錄（record），又稱行（row）或元組（tuple）。一個關(guān)系可由多個記錄構(gòu)成、一個關(guān)系中的記錄應(yīng)互不相同。 4）屬性 關(guān)系中的

6、每一列稱為關(guān)系的一個屬性（attribute），又稱列（column）。給每一個屬性起一個名稱即屬性名。5）變域 關(guān)系中的每一屬性所對應(yīng)的取值范圍叫屬性的變域，簡稱域。6）主鍵 如果關(guān)系模式中的某個或某幾個屬性組成的屬性組能唯一地標識對應(yīng)于該關(guān)系模式的關(guān)系中的任何一個記錄，稱這樣的屬性組為該關(guān)系模式及其對應(yīng)關(guān)系的主鍵（Primary Key）。1.3數(shù)據(jù)模型 7）外鍵 如果關(guān)系R的某一屬性組不是該關(guān)系本身的主鍵，而是另一關(guān)系的主鍵，則稱該屬性組是R的外鍵。3關(guān)系模型完整性約束 關(guān)系模型的操作主要是增加、刪除、查詢和修改數(shù)據(jù)，這些操作必須滿足關(guān)系的完整性約束條件，關(guān)系的完整性約束是關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型

7、的重要組成部分，它包括實體完整性、參照完整性和用戶自定義完整性。1.3數(shù)據(jù)模型1.4.1 三級模式結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫的三級模式分別為內(nèi)模式、模式和外模式 。 1.內(nèi)模式 內(nèi)模式也稱為存儲模式，它是數(shù)據(jù)庫在物理存儲器上具體實現(xiàn)的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方法，也是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述。 2.模式 模式也稱為邏輯模式或概念模式，是對數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層，它與具體的應(yīng)用程序、應(yīng)用開發(fā)工具（如PowerBuilder、Delphi）等無關(guān)，也不涉及數(shù)據(jù)的物理存儲細節(jié)和硬件環(huán)境。 1.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 3.外模式 外模式也稱為子模式或用戶模式，它是數(shù)據(jù)和用戶（包括專業(yè)用戶和最終用戶）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，是數(shù)據(jù)和用戶的數(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。1.4.2 二級映像在三級模式之間存在著兩種映像模式： （1）“外模式/模式” 映像。 （2）“模式/內(nèi)模式” 映像。 1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本 章 小 結(jié) 本章闡述了數(shù)據(jù)庫的基本概念，通過對數(shù)據(jù)管理進展情況的介紹，闡述了數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的背景。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，本章介紹了3種主要的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型的發(fā)展經(jīng)歷了層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型，正走向面向?qū)ο蟮确莻鹘y(tǒng)數(shù)據(jù)