數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用

課程定位和目的定位

“數(shù)據(jù)庫(kù)”技術(shù)的三個(gè)層面

1、簡(jiǎn)單操作數(shù)據(jù)庫(kù)（售票員等）

2、面向應(yīng)用（了解現(xiàn)有的主流理論，使用已有的商用數(shù)據(jù)庫(kù)，本課程）

3、應(yīng)用與基礎(chǔ)研究（發(fā)展新理論，研制新的數(shù)據(jù)庫(kù)或開發(fā)復(fù)雜、大型數(shù)據(jù)庫(kù)，計(jì)算機(jī)專業(yè)）目的掌握與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的基本原理和方法掌握SQL語(yǔ)言了解數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法能應(yīng)用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件（如SQLServer）課程考試本課程采用32h（理論學(xué)習(xí)）＋16h（上機(jī)實(shí)習(xí)）模式考試為閉卷（百分制，占總成績(jī)50％）平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)50％（考勤，作業(yè)）第一章緒論學(xué)習(xí)要點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有關(guān)的基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展歷史數(shù)據(jù)模型(DataModels)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式及二級(jí)映象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論數(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)的核心和基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)極大促進(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)志數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用實(shí)例

超市購(gòu)物食堂就餐圖書館借書網(wǎng)上選課四個(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概念1：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)的種類數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音等，均可數(shù)字化數(shù)據(jù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)不同與自然語(yǔ)言，需要約定（解釋）其語(yǔ)義數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的數(shù)據(jù)及對(duì)數(shù)據(jù)的解釋才能完全表達(dá)其內(nèi)容（信息）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)的解釋自然語(yǔ)言描述：李明是個(gè)男大學(xué)生，1972年出生，江蘇人，1990年考入計(jì)算機(jī)系語(yǔ)義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學(xué)時(shí)間請(qǐng)給出另一個(gè)解釋和語(yǔ)義數(shù)據(jù)的形式不能完全表達(dá)其內(nèi)容概念2：數(shù)據(jù)庫(kù)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)雛形）數(shù)據(jù)庫(kù)定義和特征數(shù)據(jù)庫(kù)的定義數(shù)據(jù)庫(kù)(Database,簡(jiǎn)稱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)集合數(shù)據(jù)庫(kù)的特征數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型來(lái)組織、描述和儲(chǔ)存可為各種用戶共享冗余度較小數(shù)據(jù)獨(dú)立性較高易擴(kuò)展概念3：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS定義（DatabaseManagementSystem）位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件早期無(wú)DBMS，甚至于無(wú)OSDBMS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)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)定義：提供DDL定義數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)據(jù)操縱：用DML實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的查詢，插入，修改及刪除等數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理：統(tǒng)一管理及控制，以保證數(shù)據(jù)的安全性，完整性，共享性及可恢復(fù)性數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)：數(shù)據(jù)的輸入，轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)儲(chǔ)，恢復(fù)，監(jiān)控，分析等用戶是用DML還是DDL完成下列任務(wù)？a.改變客戶地址b.定義目錄表c.輸入一個(gè)新員工的信息概念4：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)定義指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)，應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(DBA)和用戶層次：

應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具ＤＢＭＳ操作系統(tǒng)

硬件P6圖1.1,1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

（回顧過(guò)去能更好的認(rèn)識(shí)現(xiàn)在、展望未來(lái)）什么是數(shù)據(jù)管理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)是數(shù)據(jù)處理的中心問題數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過(guò)程(有計(jì)算機(jī)參與其中)人工管理階段(40年代中--50年代中)文件系統(tǒng)階段(50年代末--60年代中)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代末--現(xiàn)在)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)計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展理論發(fā)展P6表1.1三個(gè)階段比較階段1：人工(程序開發(fā)者)管理階段時(shí)間：20世紀(jì)50年代中期以前背景應(yīng)用需求：科學(xué)計(jì)算硬件水平：外存只有卡片．紙帶．磁帶，無(wú)直接存取存儲(chǔ)設(shè)備軟件水平：匯編語(yǔ)言，沒有操作系統(tǒng) 處理方式：批處理（一組命令序列）人工管理階段特點(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，量身定做數(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，完全依賴于程序數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：不基于數(shù)據(jù)模型、無(wú)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制程序員負(fù)擔(dān)繁重、專家級(jí)。費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、易出錯(cuò)應(yīng)用程序１數(shù)據(jù)集１應(yīng)用程序２數(shù)據(jù)集２應(yīng)用程序ｎ數(shù)據(jù)集n...…...…階段2：文件系統(tǒng)階段時(shí)間：20世紀(jì)50年代末到60年代中期背景應(yīng)用需求：科學(xué)計(jì)算、信息管理 硬件水平：磁盤、磁鼓等直接存取的外存設(shè)備 軟件水平：操作系統(tǒng)．高級(jí)語(yǔ)言．操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)是專門用于數(shù)據(jù)管理的軟件 處理方式：聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)（交互）處理、批處理文件系統(tǒng)的特點(diǎn)

（按文件名訪問、按記錄存取）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，量身定做

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)應(yīng)用程序１文件１應(yīng)用程序２文件2應(yīng)用程序ｎ文件n存取方法...…...…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

進(jìn)步之處：程序員集中精力于算法，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)物理細(xì)節(jié)的實(shí)現(xiàn)由文件系統(tǒng)負(fù)責(zé)文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是靠程序定義和解釋的數(shù)據(jù)只能是定長(zhǎng)的，不能高效利用存儲(chǔ)空間。數(shù)據(jù)整體無(wú)結(jié)構(gòu)沒有數(shù)據(jù)模型的支持，文件之間是孤立的，是不具有彈性的數(shù)據(jù)集合，不能反映現(xiàn)實(shí)世界事物之間的內(nèi)在聯(lián)系。數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄，而非數(shù)據(jù)項(xiàng)。

文件系統(tǒng)舉例（圖書館管理系統(tǒng)）缺點(diǎn)：1、文件系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的文件操作僅有打開、關(guān)閉、讀寫等基本功能，不能提供查詢、排序功能。必須在應(yīng)用程序中編程實(shí)現(xiàn)這些常用功能，要求開發(fā)者必須非常清楚相應(yīng)文件的邏輯及物理結(jié)構(gòu)，代碼工作量大。數(shù)據(jù)冗余度大，文件是面向某具體的應(yīng)用。

如：A3希望F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3合而為一，但對(duì)A1，A2而言不合理、不可取，從而導(dǎo)致F1,F2,F3中存在許多無(wú)益的多處存儲(chǔ)。文件結(jié)構(gòu)的修改導(dǎo)致應(yīng)用程序的修改，數(shù)據(jù)和程序之間獨(dú)立性不好（文件結(jié)構(gòu)決定執(zhí)行函數(shù)的細(xì)節(jié)）如：要設(shè)置書籍的使用頻度，則書目文件結(jié)構(gòu)將改變，導(dǎo)致A1，A3的重新編寫。文件不支持并發(fā)訪問

如不支持A1，A3同時(shí)訪問F1，處理方法：產(chǎn)生文件副本，易導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致安全性依賴于OS，粒度太大不能完全滿足應(yīng)用。缺少統(tǒng)一管理，在格式、編碼、命名、安全保密等方面難以規(guī)范化。

階段3：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段時(shí)間:20世紀(jì)60年代末背景應(yīng)用背景：數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用大量出現(xiàn)涉及的數(shù)據(jù)量大（算法時(shí)間<數(shù)據(jù)時(shí)間）；數(shù)據(jù)不隨程序結(jié)束而消失；數(shù)據(jù)為多個(gè)應(yīng)用程序或終端所共享； 硬件背景：大容量磁盤（陣列）、網(wǎng)絡(luò) 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)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)存取粒度小

數(shù)據(jù)控制能力：由DBMS統(tǒng)一管理和控制DBMS應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)庫(kù)…數(shù)據(jù)庫(kù)特征實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的“整體”結(jié)構(gòu)化“整體”結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特征之一，與文件系統(tǒng)有本質(zhì)區(qū)別數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型描述，無(wú)需程序定義和解釋

數(shù)據(jù)模型不但描述數(shù)據(jù)本身特征，還能描述數(shù)據(jù)之間存在的內(nèi)在聯(lián)系P9選課數(shù)據(jù)庫(kù)舉例數(shù)據(jù)可以變長(zhǎng)，提高存儲(chǔ)效率數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高度共享性數(shù)據(jù)面向多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用。同一數(shù)據(jù)不需在物理空間上多處存儲(chǔ)，降低數(shù)據(jù)的冗余度，節(jié)省存儲(chǔ)空間。并發(fā)訪問無(wú)需使用副本，避免產(chǎn)生數(shù)據(jù)的不一致性數(shù)據(jù)庫(kù)特征（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)特征（續(xù)）實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高度獨(dú)立性

數(shù)據(jù)庫(kù)彈性大，易于擴(kuò)充

物理獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤上的數(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，用戶程序不用改變

邏輯獨(dú)立性指用戶的應(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，用戶程序也可以不變用戶程序不變的前提——應(yīng)用需求本身不發(fā)生改變數(shù)據(jù)庫(kù)特征（續(xù)）數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理與控制

數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護(hù)使每個(gè)用戶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)之間滿足一定的關(guān)系

并發(fā)（Concurrency）控制對(duì)多用戶的并發(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)1.2數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型（DataModels）是什么？數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實(shí)世界的模擬，是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。在數(shù)據(jù)庫(kù)中用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來(lái)抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息。數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面要求能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界（語(yǔ)義表達(dá)能力好）容易為人所理解便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型的分類概念模型也稱信息模型，按用戶的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模用于數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)狹義數(shù)據(jù)模型（邏輯模型、物理模型）按計(jì)算機(jī)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn)及DBMS的底層配置邏輯模型：

層次，網(wǎng)狀，關(guān)系，面向?qū)ο蟮任锢砟Ｐ停?/p>

數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)和存取方法（概述見7.5節(jié)）

模型與抽象客觀對(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；

由數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員完成，概念模型不依賴具體的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)、不針對(duì)具體的DBMS。把概念模型轉(zhuǎn)換為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型概念-----邏輯

（由數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員獨(dú)立或在設(shè)計(jì)工具輔助下完成）邏輯-----物理模型

（由DBMS自動(dòng)完成，執(zhí)行的是DBMS開發(fā)人員編寫的算法代碼）現(xiàn)實(shí)世界機(jī)器世界概念模型數(shù)據(jù)模型客觀對(duì)象信息世界概念模型概念模型的用途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)用中的各種語(yǔ)義知識(shí)簡(jiǎn)單、清晰、易于用戶理解概念模型涉及的基本概念實(shí)體（Entities)客觀存在并可相互區(qū)別的事物，可具體，可抽象例：職工、學(xué)生、系屬性（Attribute）實(shí)體具有的某一特性例：學(xué)生實(shí)體有學(xué)號(hào)、姓名、性別、出生年份等屬性碼（Key）唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集例如學(xué)號(hào)是學(xué)生實(shí)體的碼域（Domain）某屬性的取值范圍實(shí)體集（EntitySet）同型實(shí)體的集合如全體學(xué)生實(shí)體間的聯(lián)系（Relationship）現(xiàn)實(shí)世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界中反映為實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體之間的聯(lián)系例張山選修數(shù)據(jù)庫(kù)課程。學(xué)生實(shí)體和課程之間通過(guò)選修聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體之間的聯(lián)系：一對(duì)一聯(lián)系(1:1)與數(shù)學(xué)“映射”類比一對(duì)多聯(lián)系(1:n)多對(duì)一聯(lián)系(n:1)多對(duì)多聯(lián)系(m:n)函數(shù)“映射”圖例一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系一對(duì)一聯(lián)系如果對(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)體與之聯(lián)系，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實(shí)例班級(jí)與班長(zhǎng)之間的聯(lián)系班級(jí)班級(jí)-班長(zhǎng)班長(zhǎng)111:1聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系一對(duì)多聯(lián)系如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中至多只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B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)組成學(xué)生1n1:n聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系多對(duì)多聯(lián)系（m:n）如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，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m個(gè)實(shí)體（m≥0）與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體B具有多對(duì)多聯(lián)系。記為m:n實(shí)例課程與學(xué)生之間的聯(lián)系課程選修學(xué)生mnm:n聯(lián)系多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系多個(gè)實(shí)體型間的一對(duì)多聯(lián)系若實(shí)體集E1，E2，...，En存在聯(lián)系，對(duì)于實(shí)體集Ej（j=1，2，...，i-1，i+1，...，n）中的給定實(shí)體，最多只和Ei中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則Ei與E1，E2，...，Ei-1，Ei+1，...，En之間是一對(duì)多聯(lián)系實(shí)例：課程、教師與參考書三個(gè)實(shí)體型課程教員參考書講授1mn多個(gè)實(shí)體間的多對(duì)多聯(lián)系及語(yǔ)義？供應(yīng)商項(xiàng)目零件供應(yīng)mnp同一實(shí)體集內(nèi)各實(shí)體間的聯(lián)系一對(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)系某一職工（干部）“領(lǐng)導(dǎo)”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)這是一對(duì)多的聯(lián)系職工領(lǐng)導(dǎo)1N概念模型的表示方法實(shí)體－聯(lián)系模型（E-R圖）矩形：表示實(shí)體集菱形：表示聯(lián)系集線：連接實(shí)體集與聯(lián)系集或?qū)傩耘c實(shí)體集橢圓：表示屬性下劃線：主碼屬性學(xué)生實(shí)體例學(xué)生實(shí)體及屬性學(xué)生學(xué)號(hào)姓名性別出生年月入學(xué)時(shí)間系聯(lián)系及其屬性例聯(lián)系也可以有屬性供應(yīng)商供應(yīng)項(xiàng)目零件供應(yīng)量課程選修學(xué)生mn成績(jī)工廠物資管理

（較完整的E-R圖示例）實(shí)體倉(cāng)庫(kù)、零件、供應(yīng)商、項(xiàng)目、職工實(shí)體間的聯(lián)系一個(gè)倉(cāng)庫(kù)可以存放多種零件，一種零件可存放在多個(gè)倉(cāng)庫(kù)中一個(gè)倉(cāng)庫(kù)有多個(gè)職工當(dāng)倉(cāng)庫(kù)保管員，一個(gè)職工只能在一個(gè)倉(cāng)庫(kù)工作職工中有領(lǐng)導(dǎo)：倉(cāng)庫(kù)主任供應(yīng)關(guān)系中都是多對(duì)多的關(guān)系工廠物資管理

實(shí)體及其屬性圖

倉(cāng)庫(kù)號(hào)面積電話號(hào)職工號(hào)姓名……倉(cāng)庫(kù)職工工廠物資管理

實(shí)體及其屬性圖零件號(hào)名稱規(guī)格單價(jià)描述零件項(xiàng)目號(hào)預(yù)算開工日期項(xiàng)目供應(yīng)商號(hào)電話號(hào)賬號(hào)地址姓名供應(yīng)商工廠物資管理

實(shí)體及其聯(lián)系圖供應(yīng)商職工倉(cāng)庫(kù)零件項(xiàng)目供應(yīng)量庫(kù)存量供應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)庫(kù)存工作P1n

nmm1nn完整的E-R圖年齡職稱電話號(hào)電話號(hào)職工號(hào)庫(kù)存量項(xiàng)目號(hào)零件號(hào)打開日期倉(cāng)庫(kù)號(hào)供應(yīng)商號(hào)地址姓名賬號(hào)供應(yīng)量名稱描述規(guī)格預(yù)算面積姓名零件項(xiàng)目倉(cāng)庫(kù)供應(yīng)商職工供應(yīng)庫(kù)存

領(lǐng)導(dǎo)工作單價(jià)1nnnpnmm1主碼？實(shí)例練習(xí)實(shí)體系、班級(jí)、學(xué)生、教研室、教師、課程給出概念模型：E－R圖（邏輯）數(shù)據(jù)模型組成要素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指所研究的對(duì)象類型的集合與數(shù)據(jù)類型、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)象是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述數(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)的操作規(guī)則檢索、更新（包括插入、刪除、修改）是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述數(shù)據(jù)的約束條件一組完整性規(guī)則的集合是數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(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，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容常見邏輯數(shù)據(jù)模型層次模型（HierarchicalModel）網(wǎng)狀模型（NetworkModel）關(guān)系模型（RelationalModel）面向?qū)ο竽Ｐ停∣bject-OrientedModel）關(guān)系模型1970年由美國(guó)IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd提出最重要的一種數(shù)據(jù)模型。也是目前主要采用的數(shù)據(jù)模型在用戶觀點(diǎn)下，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是由行和列組成二維表（簡(jiǎn)單表）關(guān)系模型相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)術(shù)語(yǔ)關(guān)系(Relation)：一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)一張表元組(Tuple)：表中的一行分量(Component)：元組中的一個(gè)屬性值屬性(Attribute)：表中的一列，給每一列取一個(gè)名稱即屬性名主碼(Key)：表中可唯一確定一個(gè)元組的某個(gè)屬性組。域(Domain)：屬性的取值范圍關(guān)系模式(RelationSchema)：對(duì)關(guān)系的描述

格式：關(guān)系名（屬性1，屬性2，－－，屬性n）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系名）關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)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：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)是關(guān)系數(shù)據(jù)模型嗎？關(guān)系模型的其它組成要素：數(shù)據(jù)操縱與完整性約束數(shù)據(jù)操縱：集合操作，操作對(duì)象和操作結(jié)果都是關(guān)系（第二章將以數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)闡述“關(guān)系”數(shù)據(jù)模型，體現(xiàn)其嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)）完整性約束條件：包括實(shí)體完整性，參照完整性和用戶定義的完整性關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)建立在嚴(yán)格數(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，用戶易懂易用存取路徑對(duì)用戶透明，具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性、安全保密性，簡(jiǎn)化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)建立的工作缺點(diǎn)存取路徑對(duì)用戶透明導(dǎo)致查詢效率往往不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型為提高性能，必須對(duì)用戶的查詢請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化，增加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的難度

用戶不需考慮優(yōu)化技術(shù)的細(xì)節(jié)用戶指令“干什么”

DBMS優(yōu)化“如何干”從E－R圖到關(guān)系模式實(shí)體型：直接用關(guān)系（表）表示屬性：用屬性名表示一對(duì)一聯(lián)系：

規(guī)則1：由聯(lián)系屬性、參與聯(lián)系的各實(shí)體集的主碼屬性構(gòu)成一個(gè)關(guān)系，此關(guān)系的主碼可選參與聯(lián)系的實(shí)體集的任一方的主碼班級(jí)（班級(jí)編號(hào)，院系，專業(yè)名，人數(shù)）班長(zhǎng)（學(xué)號(hào)，姓名）屬于（學(xué)號(hào)，班級(jí)編號(hào)）從E－R圖到關(guān)系模式（續(xù)）

規(guī)則2：聯(lián)系的屬性及一方的主碼加入另一方實(shí)體集對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式中方案1：班級(jí)（班級(jí)編號(hào)，院系，專業(yè)名，人數(shù)）；班長(zhǎng)（學(xué)號(hào)，姓名，班級(jí)編號(hào)）；方案2：班級(jí)（班級(jí)編號(hào)，院系，專業(yè)名，人數(shù)，學(xué)號(hào)）；班長(zhǎng)（學(xué)號(hào)，姓名）；從E－R圖到關(guān)系模式（1：n）規(guī)則1：由聯(lián)系的屬性、參與聯(lián)系的各實(shí)體集的主碼屬性構(gòu)成關(guān)系，n端主碼作為該關(guān)系的主碼班級(jí)（班級(jí)編號(hào)，院系，專業(yè)名，人數(shù)）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，專業(yè)名，性別，出生年月）屬于（學(xué)號(hào)，班級(jí)編號(hào)）從E－R圖到關(guān)系模式（1:n續(xù)）規(guī)則2：將聯(lián)系的屬性及1端的主碼加入n端實(shí)體集對(duì)應(yīng)的關(guān)系中，主碼仍為n端的主碼班級(jí)（班級(jí)編號(hào)，院系，專業(yè)名，人數(shù)）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，專業(yè)名，性別，出生年月，班級(jí)編號(hào)）從E－R圖到關(guān)系模式（m:n）規(guī)則：聯(lián)系單獨(dú)對(duì)應(yīng)一個(gè)關(guān)系，該關(guān)系由聯(lián)系的屬性，參與聯(lián)系的各實(shí)體集的主碼屬性，關(guān)系的主碼由各實(shí)體集的主碼屬性共同組成。學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，專業(yè)名，性別，出生年月）課程（課程號(hào)，課程名稱，學(xué)時(shí)，學(xué)分）；選課（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）關(guān)系模型的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)？一個(gè)關(guān)系模式應(yīng)包含哪些屬性？一個(gè)具體應(yīng)用需要用多少個(gè)關(guān)系模式來(lái)表達(dá)才是較優(yōu)的？

答案留待第六章闡述，定性而言：E-R圖（概念模型）需要優(yōu)化；關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯實(shí)現(xiàn)也需要經(jīng)歷“規(guī)范化”環(huán)節(jié)，而規(guī)范化的程度應(yīng)結(jié)合應(yīng)用環(huán)境和現(xiàn)實(shí)世界的具體情況合理選擇。典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)ORACLESYBASEDB/2COBASEPBASEEasyBaseSQLSeverOpenBase1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從DBMS角度三級(jí)模式結(jié)構(gòu)（美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)ANSI）從最終用戶角度集中式結(jié)構(gòu)單用戶結(jié)構(gòu)主從結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)并行結(jié)構(gòu)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

（DBMS通過(guò)DDL命令實(shí)現(xiàn)）模式（Schema)：邏輯模式邏輯級(jí)上的視圖，是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式外模式(ExternalSchema)：子模式或用戶模式是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)表示一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可有多個(gè)外模式內(nèi)模式(InternalSchema)：存儲(chǔ)模式數(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（P33示例）一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式三級(jí)模式結(jié)構(gòu)舉例：

三級(jí)模式評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式是對(duì)數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別，它把數(shù)據(jù)的具體組織留給DBMS管理，使用戶能邏輯地、抽象地處理數(shù)據(jù)，而不必關(guān)系數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的具體表示方式和存儲(chǔ)方式，簡(jiǎn)化了用戶接口，方便用戶使用系統(tǒng)；有利于數(shù)據(jù)共享，減少數(shù)據(jù)冗余；有利于數(shù)據(jù)的保密，應(yīng)用程序只能操作其外模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

二級(jí)映象與數(shù)據(jù)獨(dú)立外模式/模式映象一個(gè)模式可對(duì)應(yīng)多個(gè)外模式，對(duì)于每一個(gè)