医药数据库系统原理与应用 第1章 绪论课件

1、第一章 绪论Introduction12授课相关信息班级：2013计算机 人数：50时间：周三、周四上午 地点：2204课程名称：数据库原理 学分：5学分开设学期及周学时分配：春季学期，每周6学时，共15周适用专业及层次：本科计算机专业3学习目标 了解数据管理技术的发展史，理解数据库相关的概念和原理，掌握关系数据语言，能够应用数据库设计工具设计实现简单的数据库应用系统 以教师讲授授为主，辅以实验课程和实践课程，最后要求完成大作业。4教材及参考书(1) 教材杜建强 胡孔法：医药数据库系统原理与应用 中国中医药出版社，2014.12 5参考书萨师煊，王珊：数据库系统概论(第四版) ，高等教育出版社

2、，2006.5 （美）Philip J. Pratt ，Jose J. Adamski. 陆洪毅，杨文波，程华等译. 数据库管理系统基础. 北京：机械工业出版社. 1999Abraham Silberschatz，Henry F. Korth，S. Sudarshan. 杨冬青，唐世渭等译. 数据库系统概念. 北京：机械工业出版社. 2000Hector Garcia-Molina，Jeffrey D. Ullman，Jennifer Widom. 杨冬青，唐世渭，徐其钧等译. 数据库系统实现. 北京：机械工业出版社，2001csdn社区网站Oracle官方学习文档：/pls/db112/ho

3、mepage/教材及参考书(2)7考核方式平时表现 30分上课考勤及表现 10学生自评互评 5实验 5大作业 10期末考试 70 分8内容安排(1) 基础篇第一章 绪论第二章 关系模型与关系代数第三章 SQL语言第四章 数据库完整性与安全性 应用篇第五章 关系数据理论第六章 数据库设计第七章 数据库应用开发第八章 数据库系统管理第九章 典型的医学数据库系统10授课内容1.1 数据库系统概述1.2 数据模型1.3 数据库系统结构11数据库的地位数据库技术产生于上个世纪六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各

4、业的渗透。数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。12数据库技术发展回顾 （四句话）1.经历了三代演变 层次/网状系统、关系系统、新一代数据库系统家族 2.造就了三位图灵奖turing award得主 C.W.Bachman、E.F.Codd和James Gray 3.发展了一门计算机基础学科 以数据模型和DBMS核心技术为主，内容丰富、领域宽广 4.形成了一个巨大的软件产业 DBMS及其相关工具产品、应用解决方案 14网状数据库之父 Charles.W.Bachman1960年为通用电气制造了世界上第一个网状数据库系统IDS （工业界）积极推动与

5、促成了数据库标准的制定：DBTG报告 在数据库技术的产生、发展与推广应用方面都发挥了巨大的作用 由于他在数据库方面的杰出成就1973获图灵奖1983年成立自己的公司 Bachman Information System15关系数据库之父：Edgar F.Codd 博士 美国工程院院士 原是英国人，1923生于英格兰中部波特兰 第二次世界大战时应征入伍，在皇家空军服役。1942-1945年间任机长，参与了许多惊心动魄的空战。 英国牛津大学数学专业理学士及硕士学位，毕业后到IBM公司工作从事操作系统和自动机理论研究 年近40重返密歇根大学进修计算机与通信专业，1963年获得硕士学位，1965年又获

6、得博士学位。 60年代后期开始数据库研究, 1970年E.F.Codd 博士提出关系模型概念(CACM,Vol.13, Vol.6, 1970 ) 1981年获图灵奖，84年从IBM公司退休 还创办了一个研究所：关系研究所（The Relational Institute）和一个公司：Codd & Associations，进行关系数据库产品的研发、销售、咨询等业务17数据库:计算机学科的核心课程 我国的计算机专业、信息系统及其他相关专业中都开设数据库系统课程 CC2001中将数据库和信息检索放在一起。 日本J97的教学计划中,将计算机相关课程划分成不同的专业方向, 数据库是几乎在全部教学计划

7、中出现的课程。18数据库:一个巨大的软件产业 已经形成一个巨大的软件产业 是理论成果转化为产品的成功范例理论创立原型研制产品上市经济效益19我国数据库技术的跋涉历程 70年代数据库技术被引入我国以萨师煊教授为代表的老一代专家作出了开创性贡献 80年代数据库技术广泛普及 数据库技术广泛进入学校、学院或教研机构 国外数据库公司纷纷进入我国 数据库应用系统大量开发 90年代腾飞中的我国数据库技术 1999年成立了数据库专业委员会20讲授内容1.1 数据库系统概述 1.1.1数据库系统基本概念 1.1.2 数据管理技术的发展 1.1.3 数据库系统的特点 211.1.1数据库系统基本概念数据(Data

8、)数据库(Database)数据库管理系统(DBMS)数据库系统(DBS)22一、数据数据(Data)是数据库中存储的基本对象数据的定义描述事物的符号记录数据的种类文本、图形、图像、音频、视频、病人的档案记录、药物的发放情况等数据的特点数据与其语义是不可分的24数据举例姓名性别年龄体重（kg）入院体温（）张三男456039如果将上面这段话加上一些内容，变成下表的样子，就一目了然了。25二、数据库数据库的定义数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。 例如建立病人数据库。收集大量病人的数据，包括病人基本信息、病人临床表现、病人检查信息、病人诊断信

9、息和病人治疗信息等按照某种数据模型有序组织起来，存储在计算机内实现医生和病人的数据共享。27四、数据库系统什么是数据库系统（Database System，简称DBS） 在计算机系统中引入数据库后的系统构成数据库系统的构成数据库数据库管理系统（及其开发工具）应用系统数据库管理员 28 数据库系统应用系统操作系统应用开发工具数据库管理系统数据库用户程序员数据库管理员DBA29DBMS操作系统硬件应用开发工具应用系统数据库系统在计算机系统中的位置图示301.1 数据库系统概述 1.1.1 四个基本概念 1.1.2 数据管理技术的发展 1.1.3 数据库系统的特点 31数据管理技术的产生和发展什么是

10、数据管理对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护数据处理的中心问题数据管理技术的发展过程人工管理阶段(20世纪40年代中-50年代中)文件系统阶段(20世纪50年代末-60年代中)数据库系统阶段(20世纪60年代末-现在)32数据管理技术的产生和发展(续)数据管理技术的发展动力应用需求的推动计算机硬件的发展（服务器，硬盘等）计算机软件的发展（操作系统，应用软件）33一、人工管理阶段时期20世纪40年代中-50年代中产生的背景应用需求科学计算硬件水平无直接存取存储设备软件水平没有操作系统处理方式批处理34人工管理阶段(续)特点数据不保存数据由程序管理 数据不共享数据没有独立性35应用程序与数

11、据的对应关系(人工管理阶段) 应用程序1数据集1应用程序2数据集2应用程序数据集n.人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系 36二、文件系统阶段时期20世纪50年代末-60年代中产生的背景应用需求科学计算、管理硬件水平磁盘、磁鼓软件水平有文件系统处理方式联机实时处理、批处理37文件系统阶段特点数据长期保存数据由文件系统管理数据的共享程度：共享性差、冗余度大数据的结构化：记录内有结构,整体无结构数据的独立性差：数据的逻辑结构改变必须 修改应用程序38应用程序与数据的对应关系(文件系统阶段)应用程序文件应用程序文件2应用程序文件n存取方法.文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系 （通过文件提供

12、的系统接口）39文件系统中数据的结构记录内有结构。数据的结构是靠程序定义和解释的。数据只能是定长的。可以间接实现数据变长要求，但访问相应数据的应用程序复杂了。文件间是独立的，因此数据整体无结构。可以间接实现数据整体的有结构，但必须在应用程序中对描述数据间的联系。数据的最小存取单位是记录。40三、数据库系统阶段时期20世纪60年代末以来产生的背景应用背景大规模管理硬件背景大容量磁盘、磁盘阵列软件背景有数据库管理系统处理方式联机实时处理,分布处理,批处理411.1 数据库系统概述 1.1.1 四个基本概念 1.1.2 数据管理技术的产生和发展 1.1.3 数据库系统的特点 421.1.3 数据库系

13、统的特点数据整体结构化数据的共享性高，冗余度低数据独立性高数据由DBMS统一管理和控制43数据结构化整体数据的结构化是数据库的主要特征之一 整体结构化不再仅仅针对某一个应用，而是面向全组织不仅数据内部结构化，整体是结构化的，数据之间具有联系数据库中实现的是数据的真正结构化数据的结构用数据模型描述，无需程序定义和解释数据可以变长数据的最小存取单位是数据项文件系统的结构化44例如，以文件系统管理医院的数据，存在管理病人、医生和诊疗总费用的三个文件数据库系统的整体结构化45记录之间的联系可以通过完整性约束来实现面向整个组织的多个应用46数据的共享性高，冗余度低数据库系统从整体角度看待和描述数据，数据

14、面向整个系统，可以被多个用户、多个应用共享使用。数据共享的好处减少数据冗余，节约存储空间避免数据之间的不相容性与不一致性 使系统易于扩充47数据独立性高物理独立性指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。逻辑独立性指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的48数据由DBMS统一管理和控制DBMS提供的数据控制功能(1)数据的安全性（Security）保护保护数据，以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。(2)数据的完整性（Integrity）检

15、查将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系。(3)并发（Concurrency）控制对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错误的结果。(4)数据库恢复（Recovery）将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。49应用程序与数据的对应关系(数据库系统)DBMS应用程序1应用程序2数据库数据库系统阶段应用程序与数据之间的对应关系(板书对比) 50小结:数据库是长期存储在计算机内有组织的大量的数据集合.它可以供各种用户共享,具有最小冗余和较高数据独立性.DBMS在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一控制，以保证数据的完整性、安全性，并在多用户同时使用数据库时进行

16、并发控制，在发生故障后对数据库进行恢复。51授课内容1.1 数据库系统概述1.2 数据模型1.3 数据库系统结构52 1.2 数据模型 1.2.1 数据模型概述 1.2.2 E-R模型 1.2.3 层次模型 1.2.4 网状模型 1.2.5 关系模型 1.2.6 面向对象模型 1.2.7 XML模型53数据模型在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟。数据模型应满足三方面要求能比较真实地模拟现实世界容易为人所理解便于在计算机上实现54 1.2.1 数据模型概述 数据模型分为三类 (1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来对

17、数据和信 息建模，用于数据库设计。 (2) 逻辑模型逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型等，按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现。 (3)物理模型物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。55三类数据模型 (续)客观对象的抽象过程两步抽象现实世界中的客观对象抽象为概念模型；把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。56三类数据模型 (续)DBMS支持的数据模型概念模型认识抽象信息世界机器世界现实世界中客观对象的抽象过程现实世界现实世界 概念模型数据库设计人员完成逻辑模型 物理模型由DBMS完成概念

18、模型 逻辑模型数据库设计人员完成57 数据模型的组成要素数据结构 数据操作 完整性约束条件58 一、 数据结构什么是数据结构描述数据库的组成对象，以及对象之间的联系描述的内容与数据类型、内容、性质有关的对象与数据之间联系有关的对象数据结构是对系统静态特性的描述59 二、数据操作 数据操作对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的 操作及有关的操作规则数据操作的类型查询更新(包括插入、删除、修改)60 数据操作(续) 数据模型对操作的定义操作的确切含义操作符号操作规则（如优先级）实现操作的语言数据操作是对系统动态特性的描述请举例说明61三、数据的完整性约束条件 数据的完整性约束条件一组完整性

19、规则的集合。完整性规则：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据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。62 数据的完整性约束条件(续)数据模型对完整性约束条件的定义反映和规定本数据模型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，以反映具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。63 1.2 数据模型 1.2.1 数据模型概述 1.2.2 E-R模型 1.2.3 层次模型 1.2.4 网状模型 1.2.5 关系模型 1.2.6 面向对象模型 1.2.7

20、 XML模型64 1.2.2 E-R模型信息世界中的基本概念两个实体型之间的联系两个以上实体型之间的联系单个实体型内的联系概念模型的一种表示方法一个实例65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现实世界到机器世界的一个中间层次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、直接地表达应用中的各种语义知识简单、清晰、易于用户理解E-R模型概念模型的表示方法较多，其中最为著名的是P.P.S.Chen于1976年提出的实体联系方法（Entity-Relationship Approach）。该方法采用E-R图（Entity-Re

21、lationship）来描述概念模型，E-R方法也称为E-R模型。6667一、信息世界中的基本概念(1) 实体（Entity） 客观存在并可相互区别的事物称为实体。可以是具体的人、事、物或抽象的概念。(2) 属性（Attribute） 实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。 (3) 码（Key） 唯一标识实体的属性集称为码。68信息世界中的基本概念(续)(4) 域（Domain） 属性的取值范围称为该属性的域。 (5) 实体型（Entity Type） 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型(6) 实体集（Entity Set） 同一类型实体的集合称为实体

22、集69信息世界中的基本概念(续)(7) 联系（Relationship） 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界 中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系70二、两个实体型之间的联系实体型A联系名实体型B111:1联系实体型A联系名1n1:n联系实体型A实体型B联系名mnm:n联系实体型B用图形来表示两个实体型之间的这三类联系 71二、两个实体型之间的联系（续） 一对一联系（1:1） 实例一个科室只有一个科主任一个科主任只在一个科室中任职定义： 如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个

23、（也可以没有）实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，记为1:1 科室管理科主任111:1联系72两个实体型之间的联系 (续)一对多联系（1：n）实例一个科室中有若干名医生，每个医生只在一个科室中工作定义：如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对多联系，记为1:n科室组成医生1n1:n联系73两个实体型之间的联系 (续)多对多联系（m:n）实例医生与病人之间的联系：一个医生可以给多个病人看病一个病人可以找多个医生看病定义：如果对于实体集A中的每一

24、个实体，实体集B中有n个实体（n0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体（m0）与之联系，则称实体集A与实体B具有多对多联系，记为m:n医生就诊病人mnm:n联系74三、两个以上实体型之间的联系两个以上实体型之间一对多联系若实体集E1，E2，.，En存在联系，对于实体集Ej（j=1，2，.，i-1，i+1，.，n）中的给定实体，最多只和Ei中的一个实体相联系，则我们说Ei与E1，E2，.，Ei-1，Ei+1，.，En之间的联系是一对多的75两个以上实体型之间的联系(续)实例 课程、教师与参考书三个实体型一门课程可以有若干个教师讲授，使用若干本参考书，每一个教师只讲

25、授一门课程，每一本参考书只供一门课程使用课程讲授教师1m两个以上实体型间1:n联系参考书n76两个以上实体型之间的联系(续)多个实体型间的一对一联系两个以上实体型间的多对多联系实例 供应商、项目、零件三个实体型一个供应商可以供给多个项目多种零件每个项目可以使用多个供应商供应的零件每种零件可由不同供应商供给供应商供应项目mp两个以上实体型间m:n联系零件n77四、单个实体型内的联系一对多联系实例 医生实体型内部具有领导与被领导的联系某一医生（干部）“领导”若干名医生一个医生仅被另外一个医生直接领导这是一对多的联系一对一联系 请举例医生领导1n单个实体型内部1:n联系78单个实体型内的联系实体型1

26、联系名mn单个实体型内的m:n联系多对多联系请举例79五、 概念模型的一种表示方法实体联系方法(E-R方法)用E-R图来描述现实世界的概念模型E-R方法也称为E-R模型80E-R图实体型用矩形表示，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连接起来医生病人医生医生ID科室职称姓名81E-R图(续)联系联系本身： 用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或m:n） 82联系的表示方法实体型A联系名实体型B111:1联系实体型A联系名1n1:n联系实体型A实体型B联系名mnm:n联系实体型B83联系的属性医

27、生就诊病人mn就诊总费用联系的属性：联系本身也是一种实体型，也 可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来 84六、一个实例用E-R图表示某个工厂物资管理的概念模型实体仓库： 仓库号、面积、电话号码零件 ：零件号、名称、规格、单价、描述供应商：供应商号、姓名、地址、电话号码、帐号项目：项目号、预算、开工日期职工：职工号、姓名、年龄、职称 85一个实例实体之间的联系如下： (1)一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中。仓库和零件具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。(2)一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作

28、，仓库和职工之间是一对多的联系。职工实体型中具有一对多的联系 (3)职工之间具有领导-被领导关系。即仓库主任领导若干保管员。(4)供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系86一个实例87 1.2 数据模型 1.2.1 数据模型概述 1.2.2 E-R模型 1.2.3 层次模型 1.2.4 网状模型 1.2.5 关系模型 1.2.6 面向对象模型 1.2.7 XML模型881.2.3 层次模型层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型 层次数据库系统的典型代表是IBM公司的IMS（Information Management System）数据库管理系统层次模型用树形结构来表示各类实体以及实体间

29、的联系 89一、 层次数据模型的数据结构层次模型 满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型1. 有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点2. 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点层次模型中的几个术语根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点90层次数据模型的数据结构(续) 1 根结点 2 兄弟结点 3 叶结点 4 兄弟结点 5 叶结点 叶结点图1.16 一个层次模型的示例91层次数据模型的数据结构(续)层次模型的特点：结点的双亲是唯一的只能直接处理一对多的实体联系每个记录类型可以定义一个排序字段，也称为码字段任何记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义没有一个子女记录值能够脱离双亲

30、记录值而独立存在92层次数据模型的数据结构(续) 医生病人层次数据库模型 根结点叶结点叶结点医院编号医院医院名称地址科室编号科室科室名称科室地点病人ID病人姓名职业医生工号医生姓名职称93层次模型的优缺点优点层次模型的数据结构比较简单清晰 查询效率高，性能优于关系模型，不低于网状模型层次数据模型提供了良好的完整性支持缺点多对多联系表示不自然对插入和删除操作的限制多，应用程序的编写比较复杂 查询子女结点必须通过双亲结点94 1.2 数据模型 1.2.1 数据模型概述 1.2.2 E-R模型 1.2.3 层次模型 1.2.4 网状模型 1.2.5 关系模型 1.2.6 面向对象模型 1.2.7 X

31、ML模型951.2.4 网状模型网状数据库系统采用网状模型作为数据的组织方式 典型代表是DBTG系统：亦称CODASYL系统70年代由DBTG提出的一个系统方案奠定了数据库系统的基本概念、方法和技术实际系统Cullinet Software Inc.公司的 IDMSUnivac公司的 DMS1100Honeywell公司的IDS/2HP公司的IMAGE961.网状数据模型的数据结构网状模型满足下面两个条件的基本层次联系的集合：1. 允许一个以上的结点无双亲；2. 一个结点可以有多于一个的双亲。97网状数据模型的数据结构（续）表示方法(与层次数据模型相同)实体型：用记录类型描述 每个结点表示一个

32、记录类型（实体）属性：用字段描述 每个记录类型可包含若干个字段联系：用结点之间的连线表示记录类型（实体）之 间的一对多的父子联系98网状数据模型的数据结构（续）网状模型与层次模型的区别网状模型允许多个结点没有双亲结点网状模型允许结点有多个双亲结点网状模型允许两个结点之间有多种联系（复合联系）网状模型可以更直接地去描述现实世界层次模型实际上是网状模型的一个特例99网状数据模型的数据结构（续）网状模型中子女结点与双亲结点的联系可以不唯一要为每个联系命名，并指出与该联系有关的双亲记录和子女记录 R1与R3之间的联系L1R2与R3之间的联系L2 100网状数据模型的数据结构（续）网状模型的例子 101

33、网状数据模型的优缺点优点能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲具有良好的性能，存取效率较高缺点结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握DDL、DML语言复杂，用户不容易使用102 1.2 数据模型 1.2.1 数据模型概述 1.2.2 E-R模型 1.2.3 层次模型 1.2.4 网状模型 1.2.5 关系模型 1.2.6 面向对象模型 1.2.7 XML模型1031.2.5 关系模型关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式 1970年美国IBM公司San Jose研究室的研究员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型 计算

34、机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型 104一、关系数据模型的数据结构 在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。医生登记表属性元组医生ID姓名职称科室助手198005王丹主任医师内科201303200115刘秀主治医师五官科201315201303张景实习医生内科198526李灿主任医师呼吸科201312201312朱诚实习医生呼吸科201315汪力实习医生五官科105关系数据模型的数据结构（续）关系（Relation）一个关系对应通常说的一张表元组（Tuple）表中的一行即为一个元组属性（Attribute） 表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名

35、称即属性名106关系数据模型的数据结构（续）主码（Key）表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。域（Domain）属性的取值范围。分量元组中的一个属性值。关系模式对关系的描述关系名（属性1，属性2，属性n）医生（医生ID、姓名、职称、科室、助手）107关系数据模型的数据结构（续）关系必须是规范化的，满足一定的规范条件最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项, 不允许表中还有表 下图中工资和扣除是可分的数据项 ,不符合关系模型要求 图 一个工资表(表中有表)实例 医生ID姓名职称应发工资扣除实发工资基本工资薪级工资绩效工资水费电费2004081李明住院医师860480360

36、0801604700108关系数据模型的数据结构（续）关系术语一般表格的术语关系名表名关系模式表头（表格的描述）关系（一张）二维表元组记录或行属性列属性名列名属性值列值分量一条记录中的一个列值非规范关系表中有表（大表中嵌有小表）表1.2 术语对比 109二、关系数据模型的操纵与完整性约束数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系查询插入删除更新数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎么干”110关系数据模型的操纵与完整性约束（续）关系的完整性约束条件 实体完整性参照完整性用户定义的完整性111关系数据模型的

37、优缺点优点建立在严格的数学概念的基础上概念单一实体和各类联系都用关系来表示对数据的检索结果也是关系关系模型的存取路径对用户透明具有更高的数据独立性，更好的安全保密性简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作112关系数据模型的优缺点（续）缺点存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非 关系数据模型为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化 增加了开发DBMS的难度1.2.6 面向对象模型复杂数据管理的需求不断增长文献管理系统中的大文本，医学诊断产生的CT、核磁共振图像，股票交易市场的时间序列数据等等。面向对象的数据模型（Object-Oriented Data Model，简称OO模型 ）应运而生。

38、113面向对象模型的数据结构对象：对象是由一组数据结构和在这组数据结构上的操作的程序代码封装起来的基本单位。对象可描述客观世界中实际或抽象的事物，例如一个病人、一个医生、一种疾病、一种药品等，每个对象都包含一定的属性集合和方法集合。类：共享同样属性和方法集的所有对象构成了一个类，一个对象是某一类的一个实例。现实世界中，一个对象总是存在一些与之相似的对象。例如，病人之间有些共同的特征，医生之间也有些共同的特征，可以将病人（或医生）的共同特征抽取出来表示成病人（或医生）类。114面向对象模型的数据结构封装：封装用于把数据和操作包围起来，对数据的访问只能通过已定义的接口来完成。每一个对象是其状态和行

39、为的封装，状态是对象一系列属性值的集合，而行为是在对象状态上操作的集合。继承：继承常用于类的层次模型，它提供了一种表达共性的方法。定义一个新类，可以从现有的类中派生出来，称为类继承。例如，可以定义一个类“病人”，在此基础上派生出两个新的类：“心血管病人”和“糖尿病人”，“心血管病人”和“糖尿病人”继承了“病人”类的属性和方法，同时又可以有各自特殊的属性和方法。115面向对象模型的特点面向对象模型能够清晰地表示复杂对象支持用户自定义的数据类型支持用户自定义的运算和函数满足了许多新的数据库应用需求1161.2.7 XML模型XML（eXtended Markup Language）是一种可扩展的标

40、记语言，用户通过自定义的标记来描述文档的结构。XML是W3C（World Wide Web Consortium）在1998年制定的一项标准，是标准通用标记语言SGMLISO 8879（the Standard Generalized Markup Language）的一个子集XML已经成为网络数据交换的标准。117一个XML文档118 Beijing Library Medical Database System Concept Abraham Silberschatz Henry F Korth 22.8The development of medical database John su

41、nXML文档说明（1）XML说明（XML declaration）：XML说明必须在文档的第一行，是对文档处理的环境和要求的说明。（2）元素（element）：元素是XML文档的主要组成部分。元素有名字，即标记名。元素以开始，以结束，如、等。XML文档必须有且只有一个根元素，第一个元素就是根元素，图中pub是根元素。元素的名字区分大小写，元素可以嵌套。119（3）属性（attribute）：属性用来描述元素的有关信息。属性名和属性值在元素的起始标记中给出，形式为，如。一个元素可以有多个属性，属性值必须出现在引号中。（4）处理指令（processing instructions）：是为使用特殊代

42、码段设计的标记，通常用来为处理XML文档的应用程序提供信息，包括如何处理文档、如何显示文档等。（5）注释（comments）：XML中注释以结束，位于这两个字符序列之间的是注释。注释可以在XML文档的任意位置插入（6）实体（entities）：XML文档中对于重复使用的文档内容可以用实体定义，格式为。当XML遇到&实体名时就用实体内容来代替。120XML文档说明XML文档特点（1）自描述：对数据的描述和数据本身都包含在文档中，具有很大的灵活性。（2）可扩展性：允许用户自定义标记和属性，数据格式可定制。（3）数据和显示分离：XML所关心的是数据本身，而不是数据的显示，在XML数据上可以定义多种显

43、示形式。（4）简洁性：同标准通用标记语言SGML相比，XML语言简洁，易学易用。121122第一章 绪论1.1 数据库系统概述1.2 数据模型1.3 数据库系统结构1231.3 数据库系统结构从数据库管理系统角度看，数据库系统通常采用三级模式结构，是数据库系统内部的系统结构 从数据库最终用户角度看（数据库系统外部的体系结构） ，数据库系统的结构分为:单用户结构主从式结构分布式结构客户服务器浏览器应用服务器数据库服务器多层结构等124数据库系统结构（续）1.3.1三级模式结构1.3.2二级映像及数据独立性125数据库系统模式的概念模式（Schema）数据库逻辑结构和特征的描述是型的描述反映的是数

44、据的结构及其联系模式是相对稳定的实例（Instance）模式的一个具体值反映数据库某一时刻的状态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126数据库系统模式的概念 （续）例如：在医院门诊数据库模式中，包含医生记录、病人记录和就诊记录 2014年的一个医院门诊数据库实例，包含：2014年医院中所有医生的记录医院接诊的所有病人的记录所有病人就诊的记录 2013年度门诊数据库模式对应的实例与 2014年度门诊数据库模式对应的实例是不同的 127数据库系统结构（续）1.3.1三级模式结构1.3.2二级映像及数据独立性1281.3.1 三级模式结构模式（Schema） 外模式（External Schema）内模式（Internal Schema） 129数据库系统的三级模式结构（续） 数据库系统的三级模式结构 130一、模式（Schema）模式（也称逻辑模式）数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述所