第1章 数据库系统原理绪论

1、数据库原理与应用主讲：蔡莉华l 课程性质课程性质 计算机类学科计算机类学科专业基础课专业基础课l 学时计划学时计划 64 = 40+24 l 课程考核课程考核 30% 考勤考勤+实验实验 70%期末测验期末测验1.1 数据库系统概论数据库系统概论 数据库技术在软件行业的重要地位，是信息系统数据库技术在软件行业的重要地位，是信息系统核心和基础。核心和基础。 应用广泛（应用领域极其广泛，渗透到各行各业，应用广泛（应用领域极其广泛，渗透到各行各业，人们生活中不可缺少的一个部分）人们生活中不可缺少的一个部分） 数据库课程在本专业课程体系中的重要地位数据库课程在本专业课程体系中的重要地位基本术语介绍：基

2、本术语介绍： 数据，数据库，数据库管理系统，数据数据，数据库，数据库管理系统，数据库系统。库系统。主要概念介绍主要概念介绍： 关系模型，数据模型三要素，三层模式关系模型，数据模型三要素，三层模式和二级映像体系结构及意义。和二级映像体系结构及意义。需了解的内容介绍需了解的内容介绍： 数据管理的三个阶段，层次模型，数据管理的三个阶段，层次模型，网状模型。网状模型。需掌握的技能需掌握的技能： 能分析现实环境的概念模型，掌握能分析现实环境的概念模型，掌握ERER图图的画法。的画法。本章主要内容本章主要内容1.1.1 基本术语基本术语 数据数据数据数据是描述信息的符号记录，也是数据库研究和数据数据是描述

3、信息的符号记录，也是数据库研究和 处理的基本对象。处理的基本对象。信息事物的存在方式或运动状态。信息事物的存在方式或运动状态。 数据库中的数据：各种数据库中的数据：各种“数字数字” （数字、图形、图象、声音、字符）（数字、图形、图象、声音、字符） （“李明李明”，“男男”，1972-05-12，“计算机系计算机系”） 数据库数据库数据库数据库(Database,(Database,简称简称DB)DB)是是长期长期储存在计算机内、有储存在计算机内、有组组织织的、的、可共享可共享的的大量大量数据集合数据集合数据库的特征数据库的特征数据按一定的数据模型组织、描述和储存数据按一定的数据模型组织、描述和

4、储存可为各种用户共享可为各种用户共享冗余度较小冗余度较小数据独立性较高数据独立性较高易扩展易扩展 数据库管理系统（数据库管理系统（DBMSDBMS）用户与操作系统间的一层系统软件，常用的有用户与操作系统间的一层系统软件，常用的有SQL SQL SERVERSERVER、AccessAccess、FoxProFoxPro、OracleOracle、DB2DB2等等 数据定义功能（数据定义功能（DDLDDL） 数据操纵功能（数据操纵功能（DMLDML） 数据库的运行管理数据库的运行管理 数据库的建立和维护数据库的建立和维护 其他功能其他功能 数据库系统（数据库系统（DBSDBS）采用了数据库技术的

5、计算机系统采用了数据库技术的计算机系统n DBDB：由：由DBMSDBMS管理的数据的聚集管理的数据的聚集 n DBMSDBMS：是数据库系统的核心，用户开发的数据库系统：是数据库系统的核心，用户开发的数据库系统 是建立在特定的是建立在特定的DBMSDBMS之上之上 n 应用系统应用系统n 人员人员应用系统应用系统应用开发工具应用开发工具数据库管理系统数据库管理系统操作系统操作系统数据库数据库用户用户用户用户用户用户数据库系统数据库系统数据库管理员数据库管理员图图1-1 数据库系统数据库系统1.1.2 数据管理技术的产生和发展数据管理技术的产生和发展 数据管理：如何对数据进行分类组织储存检索数

6、据管理：如何对数据进行分类组织储存检索 及维护。及维护。 数据管理的三个阶段：数据管理的三个阶段： n 人工管理阶段人工管理阶段 n 文件系统阶段文件系统阶段 n 数据库系统阶段数据库系统阶段 数据管理技术的发展动力数据管理技术的发展动力应用需求的推动应用需求的推动计算机硬件的发展计算机硬件的发展计算机软件的发展计算机软件的发展 人工管理阶段人工管理阶段20世纪世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。年代中期以前，计算机主要用于科学计算。硬件状况硬件状况外存只有纸带、卡片、磁带，没有磁盘等直接外存只有纸带、卡片、磁带，没有磁盘等直接 存取的存储设备；存取的存储设备；软件状况软件状况只有汇

7、编语言，没有管理数据的软件；只有汇编语言，没有管理数据的软件；数据处理方式数据处理方式批处理。其特点是：批处理。其特点是：(1)数据不保存；数据不保存； (2)应用程序管理数据；应用程序管理数据；(3)数据不能共享；数据不能共享； (4)数据不具有独立性。数据不具有独立性。应用程序应用程序1应用程序应用程序2应用程序应用程序n数据集数据集1数据集数据集2数据集数据集3图图1-2 人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系 文件系统阶段文件系统阶段20世纪世纪50年代后期到年代后期到60年代中期年代中期硬件状况硬件状况有了磁盘、磁鼓等直接存取存储设备；有了磁

8、盘、磁鼓等直接存取存储设备；软件状况软件状况出现了高级语言和操作系统；出现了高级语言和操作系统；处理方式处理方式不仅有了批处理，而且能够联机实时处理。不仅有了批处理，而且能够联机实时处理。其特点是：其特点是：(1)数据可以长期保存；数据可以长期保存；(2)由文件系统管理数据由文件系统管理数据(3)数据共享性差，冗余度大；数据共享性差，冗余度大；(4)数据独立性差。数据独立性差。学生基本信息管理学生基本信息管理学生选课管理学生选课管理应用程序应用程序1 应用程序应用程序2学生基本信息学生基本信息文件文件F1课程基本信息课程基本信息文件文件F2学生选课信息学生选课信息文件文件F3F1包含学号、姓名

9、、性别、生日、所在系、专业、班级、地址包含学号、姓名、性别、生日、所在系、专业、班级、地址F2包含课程号、课程名、授课学期、学分、课程性质包含课程号、课程名、授课学期、学分、课程性质F3包含学号、姓名、课程号、课程名、选课类型、成绩包含学号、姓名、课程号、课程名、选课类型、成绩 数据库系统阶段数据库系统阶段 时间时间:20:20世纪世纪6060年代末，硬件状况已经有大容量的磁盘；年代末，硬件状况已经有大容量的磁盘；处理方式也是联机实时处理。处理方式也是联机实时处理。 面向全组织的复杂的数据结构。面向全组织的复杂的数据结构。( (数据的结构化数据的结构化是数据库是数据库 的主要特征，是与文件系统

10、的根本差别。的主要特征，是与文件系统的根本差别。) ) 数据冗余小数据冗余小，易扩充。，易扩充。 数据独立性高数据独立性高，包括数据的物理独立性和逻辑独立性。，包括数据的物理独立性和逻辑独立性。 统一的数据控制功能统一的数据控制功能( (数据的安全性、完整性、并发控制、数据的安全性、完整性、并发控制、 数据库恢复数据库恢复) )。1.1.3 数据库系统的特点数据库系统的特点l数据结构化数据结构化n数据系统数据系统“整体整体”结构化，不再针对某一具体应用，结构化，不再针对某一具体应用，而是面向全组织；不仅数据内部结构化，而且整体而是面向全组织；不仅数据内部结构化，而且整体结构化，且数据之间存在联

11、系。结构化，且数据之间存在联系。n数据库系统实现整体数据的结构化，是数据库的主数据库系统实现整体数据的结构化，是数据库的主要特征之一，也是数据库系统与文件系统的本质区要特征之一，也是数据库系统与文件系统的本质区别。别。学生编号学生编号姓名姓名性别性别年龄年龄系系家庭出身家庭出身籍贯籍贯政治面貌政治面貌学号学号课程号课程号学期学期成绩成绩日期日期学校学校学历名学历名日期日期奖惩条目奖惩条目姓名姓名与本人关系与本人关系详细情况详细情况课程号课程号课程名称课程名称学生基本记录学生基本记录学生人事记录学生人事记录奖惩情况记录奖惩情况记录学生学籍记录学生学籍记录家庭成员记录家庭成员记录学生选课记录学生选

12、课记录课程记录课程记录图图1-3 学校信息管理系统中的学生数据学校信息管理系统中的学生数据l数据共享性高，冗余度低，易扩充数据共享性高，冗余度低，易扩充从整体看，数据不再面向某个应用而是面向整个系统，从整体看，数据不再面向某个应用而是面向整个系统，因此数据可以被多个用户，多个应用共享。数据共享因此数据可以被多个用户，多个应用共享。数据共享可以减少数据冗余，节约存储空间。同时能够避免数可以减少数据冗余，节约存储空间。同时能够避免数据之间的不一致性。据之间的不一致性。有结构的数据，不仅可以被多个应用共享，而且容易有结构的数据，不仅可以被多个应用共享，而且容易增加新的应用，使得数据库系统弹性大，容易

13、扩充，增加新的应用，使得数据库系统弹性大，容易扩充，可以适应各种用户的要求。可以适应各种用户的要求。数据独立性高数据独立性高n数据独立性是数据库领域的一个常用术语，包括数据数据独立性是数据库领域的一个常用术语，包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。的物理独立性和数据的逻辑独立性。n物理独立性是用户的应用程序与存储在磁盘上的数据物理独立性是用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据时相互独立的。库中的数据时相互独立的。n逻辑独立性是用户的应用程序与数据库的逻辑结构是逻辑独立性是用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。相互独立的。n数据独立性由数据独立性由DBMS的二级映像功能来保证。的

14、二级映像功能来保证。数据由数据由DBMS统一管理和控制统一管理和控制n数据的安全性保护数据的安全性保护n数据的完整性检查数据的完整性检查n并发控制并发控制n数据库恢复数据库恢复数据库系统的发展阶段标志数据库系统的发展阶段标志19681968：IBMIBM设计了层次数据库系统设计了层次数据库系统IMSIMS19691969：CODASYLCODASYL的的DBTGDBTG发表了关于网状数据模型的报发表了关于网状数据模型的报告，标志着网状数据库系统的产生告，标志着网状数据库系统的产生19701970：IBMIBM的的E.F. CoddE.F. Codd提出了关系数据模型，奠定了提出了关系数据模型，

15、奠定了关系数据库理论基础，形成了关系数据库主流关系数据库理论基础，形成了关系数据库主流19851985：开始研究面向对象数据库技术：开始研究面向对象数据库技术19901990：M. StonebrakerM. Stonebraker发表发表“第三代数据库系统宣第三代数据库系统宣言言”，提出对象关系数据模型，提出对象关系数据模型19981998：提出了半结构化数据模型（：提出了半结构化数据模型（XML1.0XML1.0）1.2 数据模型数据模型数据模型数据模型：是人们对现实世界的数据特征的抽象。：是人们对现实世界的数据特征的抽象。（真实性易理解易实现）要求较真实地模拟现实世界，（真实性易理解易实

16、现）要求较真实地模拟现实世界， 容易为人理解，便于在计算机上实现。容易为人理解，便于在计算机上实现。现实世界现实世界信息世界信息世界机器世界机器世界人脑抽象人脑抽象概念模型概念模型数据模型数据模型转换为转换为1.2.1 两类数据模型两类数据模型n 概念模型概念模型 按用户的观点对数据建模（独立于计算机）按用户的观点对数据建模（独立于计算机）n 数据模型数据模型 按计算机的观点对数据建模按计算机的观点对数据建模1.2.2 概念模型概念模型n概念模型的用途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现实世界到机器世界的一个中间层次是现实世界到机器世界的一个中间层次是数据库设

17、计的有力工具是数据库设计的有力工具数据库设计人员和用户之间进行交流的语言数据库设计人员和用户之间进行交流的语言n对概念模型的基本要求对概念模型的基本要求较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识中的各种语义知识简单、清晰、易于用户理解。简单、清晰、易于用户理解。1 1、基本概念、基本概念(1) (1) 实体客观存在并可以相互区别的事物实体客观存在并可以相互区别的事物(2) (2) 实体集同类型实体的集合实体集同类型实体的集合(3) (3) 属性实体所具有的某一特性属性实体所具有的某一特性(4) (4) 键（码）能唯一标识实体的属性集

18、键（码）能唯一标识实体的属性集(5) (5) 型与值用实体名及其属性名来抽象同类实体为型型与值用实体名及其属性名来抽象同类实体为型 型：学生（学号、姓名、性别）型：学生（学号、姓名、性别） 值：值： （9400194001，张平张平，男），男）(6) (6) 值域属性的取值范围值域属性的取值范围2、两个实体之间的联系、两个实体之间的联系(1)一对一：如果实体集一对一：如果实体集A中的每个实体至多和实体集中的每个实体至多和实体集B中一中一个实体有联系，反之亦然，则称个实体有联系，反之亦然，则称A和和B之间的联系是之间的联系是1：1。ABR实体集实体集A A 实体集实体集B B(2)一对多：如果实

19、体集一对多：如果实体集A中的每个实体与实体集中的每个实体与实体集B中任意中任意多个实体有联系，而实体集多个实体有联系，而实体集B中的每个实体至多和中的每个实体至多和A中的中的一个实体有联系，则称一个实体有联系，则称A和和B之间的联系是之间的联系是1：NABR(3)多对多：如果实体集多对多：如果实体集A中的每个实体与实体集中的每个实体与实体集B中任意多中任意多个实体有联系，反之亦然，则称个实体有联系，反之亦然，则称A和和B之间的联系是之间的联系是M：N，ABR3 3、两个以上实体型之间的联系、两个以上实体型之间的联系 一般地，两个以上的实体型之间也存在一对一、一对多和一般地，两个以上的实体型之间

20、也存在一对一、一对多和多对多联系。多对多联系。 例如：对于课程、教师与参考书，如果一门课程可以有若例如：对于课程、教师与参考书，如果一门课程可以有若干个教师讲授，使用若干本参考书，而每一个教师只讲授一干个教师讲授，使用若干本参考书，而每一个教师只讲授一门课程，每一本参考书只能供一门课程使用，则门课程，每一本参考书只能供一门课程使用，则课程课程与（与（教教师，参考书师，参考书）之间的联系是一对多的。）之间的联系是一对多的。课程课程教师教师参考书参考书讲授讲授1mn供应商供应商项目项目零件零件供应供应mnp图图1-4 3个实体型之间的联系示例个实体型之间的联系示例4 4、同一实体集内实体之间的联系

21、、同一实体集内实体之间的联系 一对多联系一对多联系实例实例职工实体集内部具有领导与被领导的联系：某一职工职工实体集内部具有领导与被领导的联系：某一职工（干部）（干部）“领导领导”若干名职工，一个职工仅被另外一若干名职工，一个职工仅被另外一个职工直接领导，这是一对多的联系。个职工直接领导，这是一对多的联系。 一对一联系一对一联系 多对多联系多对多联系注意注意：实体间的联系与现实世界的：实体间的联系与现实世界的语义环境语义环境关系密切。具体关系密切。具体判断时，应根据实际情况分析语义，通过联系的定义来判断判断时，应根据实际情况分析语义，通过联系的定义来判断联系的类型。联系的类型。“具体问题，具体分

22、析具体问题，具体分析”例如：图书馆借阅管理系统，读者与图书的联系问题。例如：图书馆借阅管理系统，读者与图书的联系问题。？图书和读者之间的联系？图书和读者之间的联系问题：问题：某读者当前所借的图书信息？固定某个时间点某读者当前所借的图书信息？固定某个时间点 一位借阅者一位借阅者一次一次可以借阅多本图书。可以借阅多本图书。 一本图书一本图书一次一次只能被一位借阅者借阅。只能被一位借阅者借阅。 在此情况下满足在此情况下满足1 1N N，可以解决该问题。，可以解决该问题。 但如果需求涉及但如果需求涉及“某本书在某本书在20032003年被哪些借阅者借过年被哪些借阅者借过”， 1 1N N能否满足？能否

23、满足？M-N 不在特定时间点，考虑长期因素不在特定时间点，考虑长期因素w 通过考虑借阅时间等因素：通过考虑借阅时间等因素：w 一位借阅者可以借阅多本图书一位借阅者可以借阅多本图书w 一本图书可以借给多位借阅者一本图书可以借给多位借阅者w 联系类型应由联系类型应由需求需求，即现实世界的，即现实世界的语义语义来确定来确定w 不同角度的不同用户，看问题可能不同，造成冲突不同角度的不同用户，看问题可能不同，造成冲突4 4、概念模型表示方法、概念模型表示方法n 概念模型的表示方法很多概念模型的表示方法很多n 实体联系方法实体联系方法(E-R方法方法) 用用E-R图来描述现实世界的概念模型图来描述现实世界

24、的概念模型 E-R方法也称为方法也称为E-R模型模型4 4、概念模型表示方法（续）、概念模型表示方法（续）实体联系模型（实体联系模型（E-RE-R图）图）ERER图提供了表示实体型、属性和联系的方法：图提供了表示实体型、属性和联系的方法： 实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。 属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体型属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体型连接连接 联系：用菱形表示，用无向边将其与相应的实体型连接，联系：用菱形表示，用无向边将其与相应的实体型连接，同时在无向边旁表上联系的类型（同时在无向边旁表上联系的类型（1 1：1

25、1，1 1：n n，m m：n n）课程课程教师教师参考书参考书讲授讲授1mn供应商供应商项目项目零件零件供应供应mnp图图 3个实体型之间的联系示例个实体型之间的联系示例职工职工供应供应n1图图 同一实体集中实体之间的联系示例同一实体集中实体之间的联系示例例：为学生成绩管理设计一个例：为学生成绩管理设计一个E-RE-R模型。主要管理学生及模型。主要管理学生及其课程成绩。其课程成绩。首先抽象首先抽象实体型实体型 学生（学号、姓名、年龄、性别）学生（学号、姓名、年龄、性别） 课程（课程号、课程名、学分）课程（课程号、课程名、学分）学生学生课程课程学号学号姓名姓名性别性别年龄年龄课程号课程号课程名

26、课程名学分学分成绩成绩选修选修MN1.2.3 数据模型三要素数据模型三要素n 数据结构数据结构n 数据操作数据操作n 完整性约束完整性约束 1. 数据结构数据结构n什么是数据结构什么是数据结构对象类型的集合对象类型的集合n两类对象两类对象与数据类型、内容、性质有关的对象与数据类型、内容、性质有关的对象与数据之间联系有关的对象与数据之间联系有关的对象n数据结构是对系统静态特性的描述数据结构是对系统静态特性的描述 2.数据操作数据操作 n数据操作数据操作对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作及有关的操作规则的操作及有关的操作规则n数据操作的类

27、型数据操作的类型检索检索更新（包括插入、删除、修改）更新（包括插入、删除、修改） 数据操作数据操作(续续) n数据模型对操作的定义数据模型对操作的定义操作的确切含义操作的确切含义操作符号操作符号操作规则（如优先级）操作规则（如优先级）实现操作的语言实现操作的语言n数据操作是对系统动态特性的描述。数据操作是对系统动态特性的描述。 3.数据的约束条件数据的约束条件 n数据的约束条件数据的约束条件一组完整性规则的集合。一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规则，用以限定符合数据模型的数有的制约和储存规则，用以限定符

28、合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。效、相容。 数据的约束条件数据的约束条件(续续)n数据模型对约束条件的定义数据模型对约束条件的定义反映和规定本反映和规定本数据模型数据模型必须遵守的基本的通用的完必须遵守的基本的通用的完整性约束条件。例如在关系模型中，任何关系必须整性约束条件。例如在关系模型中，任何关系必须满足实体完整性和参照完整性两个条件。满足实体完整性和参照完整性两个条件。提供定义完整性约束条件的机制，以反映提供定义完整性约束条件的机制，以反映具体应用具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。所涉及的数据

29、必须遵守的特定的语义约束条件。1.2.4 常用的数据模型常用的数据模型常用的数据模型常用的数据模型n 非关系模型非关系模型u 层次模型（层次模型（Hierarchical Model）u 网状模型网状模型(Network Model )u 数据结构：以基本层次联系为基本单位数据结构：以基本层次联系为基本单位 基本层次联系：两个记录以及它们之间的一对多基本层次联系：两个记录以及它们之间的一对多（包括一对一（包括一对一)的联系的联系n关系模型关系模型(Relational Model) u数据结构：表数据结构：表n面向对象模型面向对象模型(Object Oriented Model）u数据结构：对

30、象数据结构：对象 层次模型用树形结构表示实体类型及其联系层次模型用树形结构表示实体类型及其联系 层次模型的优缺点：层次模型的优缺点：n 层次模型的数据结构比较简单清晰层次模型的数据结构比较简单清晰n 层次数据库的查询效率比较高层次数据库的查询效率比较高n 层次模型提供了很好的完整性支持层次模型提供了很好的完整性支持n 表达多对多的联系比较复杂表达多对多的联系比较复杂n 应用程序的编写比较复杂应用程序的编写比较复杂n 查询子女结点必须通过双亲结点查询子女结点必须通过双亲结点n 结构严密，层次命令趋于程序化结构严密，层次命令趋于程序化 网状模型用有向图结构表示实体类型及其联系网状模型用有向图结构表

31、示实体类型及其联系 网状模型的优缺点：网状模型的优缺点：n 网状能更为直接地描述现实世界网状能更为直接地描述现实世界n 性能良好，存取效率高性能良好，存取效率高n 结构比较复杂，随着应用环境的扩大，数据库的结构结构比较复杂，随着应用环境的扩大，数据库的结构越来越复杂，不利于最终用户掌握。越来越复杂，不利于最终用户掌握。n 网状模型的网状模型的DDL、DML复杂。用户不容易掌握，不容复杂。用户不容易掌握，不容易使用。易使用。1.关系模型的数据结构关系模型的数据结构关系模型建立在严格的数学概念的基础上。每个关系的数关系模型建立在严格的数学概念的基础上。每个关系的数据结构是一张规范化的二维表。据结构

32、是一张规范化的二维表。学学生生登登记记表表学学 号号姓姓 名名年年 令令性性 别别系系 名名年年 级级95004王王小小明明19女女社社会会学学9595006黄黄大大鹏鹏20男男商商品品学学9595008张张文文斌斌18女女法法律律学学95l 关系：一个关系对应通常所说的一张表关系：一个关系对应通常所说的一张表l 元组：表中的一行为一个元组元组：表中的一行为一个元组l 属性：表中的一列即为一个属性，每个属性都有属性名。属性：表中的一列即为一个属性，每个属性都有属性名。l 主码（主码（Key）:表中的某个属性组，可以唯一确定一个元组。表中的某个属性组，可以唯一确定一个元组。l 域（域（Domai

33、n）:属性的取值范围。属性的取值范围。l 分量分量:元组中的一个属性值。元组中的一个属性值。l 关系模式关系模式:对关系的描述对关系的描述关系名（属性关系名（属性1，属性，属性2，属性，属性n）学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）关系模型用表格表示实体集，外键表示实体间的联系关系模型用表格表示实体集，外键表示实体间的联系学号学号姓名姓名年龄年龄性别性别1001李名李名19男男1002 王丽王丽18 女女课程号课程号课程名课程名教教 师师001数据结构数据结构张力张力002 操作系统操作系统陈国陈国课程号课程号学学 号号成成 绩绩00110018700

34、2 100178关系模型关系模型l关系必须是规范化的，满足一定的规范条件关系必须是规范化的，满足一定的规范条件u最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项。的数据项。工工 资资扣扣 除除职职 工工号号姓姓名名职职称称基基 本本工工 龄龄职职 务务房房 租租水水 电电实实发发8 86 60 05 51 1陈陈 平平讲讲 师师1 10 05 59 9 5 51 15 56 61 12 21 11 15 5 5 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.关系模型

35、的数据操纵关系模型的数据操纵l查询、插入、删除、更新查询、插入、删除、更新l数据操作是集合操作，数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合即若干元组的集合l存取路径对用户隐蔽，用户只要指出存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么干什么”，不不必详细说明必详细说明“怎么干怎么干”3.关系模型的完整性约束关系模型的完整性约束l实体完整性实体完整性l参照完整性参照完整性l用户定义的完整性用户定义的完整性关系关系模型的优缺点模型的优缺点1 1、有严格的数学模型，建立在集合论基础上。、有严格的数学模型，建立在集合论基础上。2 2、概念单一，对实体和实体间

36、联系都用关系表示。、概念单一，对实体和实体间联系都用关系表示。3 3、存取路径对用户透明。、存取路径对用户透明。4 4、查询效率往往比非关系模型低。查询效率往往比非关系模型低。1.3 数据库系统体系结构数据库系统体系结构两种划分方式：两种划分方式：1.1.从从DBMSDBMS看：看：三层三层2.2.从用户看：从用户看：Client/Server Browser/ServerClient/Server Browser/Server等等1.3.1 数据库系统模式的概念数据库系统模式的概念n “型型” 和和“值值” 的概念的概念 型型（Type）：对某一类数据的结构和属性的说明）：对某一类数据的结构

37、和属性的说明 值值（Value）：是型的一个具体赋值）：是型的一个具体赋值 例如：学生记录例如：学生记录 记录型：记录型： （学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）（学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯） 该记录型的一个记录值：该记录型的一个记录值： （900201，李明，男，计算机，李明，男，计算机，22，江苏），江苏）数据库系统模式的概念（续）数据库系统模式的概念（续）n模式（模式（Schema）数据库逻辑结构和特征的描述数据库逻辑结构和特征的描述是型的描述是型的描述反映的是数据的结构及其联系反映的是数据的结构及其联系模式是相对稳定的模式是相对稳定的n模式的一个实例（模式的一个实例（Insta

38、nce）模式的一个具体值模式的一个具体值反映数据库某一时刻的状态反映数据库某一时刻的状态同一个模式可以有很多实例同一个模式可以有很多实例实例随数据库中的数据的更新而变动实例随数据库中的数据的更新而变动数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构 应应用用A A 应应用用B B 应应用用C C 应应用用D D 应应用用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/ /内内模模式式映映象象 内内模模式式 数数据据库库1模式（模式（Schema）l模式（也称逻辑模式）模式（也称逻辑模式）数据库中全体数据的逻辑结构和特征

39、的描述数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求l一个数据库只有一个模式一个数据库只有一个模式l模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层与数据的物理存储细节和硬件环境无关与数据的物理存储细节和硬件环境无关与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关关l模式的定义模式的定义数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）数据之间的联系数据之间的联系数据有关的安全性、完整性要求数

40、据有关的安全性、完整性要求2. 外模式（外模式（External Schema）l外模式（也称子模式或用户模式）外模式（也称子模式或用户模式）数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述局部数据的逻辑结构和特征的描述数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示的逻辑表示l外模式的地位：介于模式与应用之间外模式的地位：介于模式与应用之间模式与外模式的关系：一对多模式与外模式的关系：一对多l外模式通常是模式的子集外模式通常是模式的子集l一个数据库可以有多个外模式。反映了不

41、同的用户的应用需一个数据库可以有多个外模式。反映了不同的用户的应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求求、看待数据的方式、对数据保密的要求l对模式中同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、保密对模式中同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、保密级别等都可以不同级别等都可以不同外模式与应用的关系：一对多外模式与应用的关系：一对多l同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用，同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用，l但一个应用程序只能使用一个外模式。但一个应用程序只能使用一个外模式。3内模式（内模式（Internal Schema）l内模式（也称存储模式）内模式（也称存储模式）是数据物理结构和存储方式的描述是数据物理结构和存储方式的描述是数据在数据库内部的表示方式是数据在数据库内部的表示方式l记录的存储方式（顺序存储，按照记录的存