計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)(C語(yǔ)言)引言.ppt

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,,1,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論,邢躍林 ISE @ Shandong University 2016,2,About the Course,課程名稱：《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論》 課程代碼：sd01232410 課程概要：本課程以Microsoft SQL Server 2008為例，C語(yǔ)言為媒介，介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)的基本知識(shí)，學(xué)習(xí)如何通過(guò)編程來(lái)操作計(jì)算機(jī)。 上課教室：興隆山群樓A-210d 任課教師：邢躍林 博士 課時(shí)安排：周一12節(jié)(4-14周) + 周三34節(jié)(5,7,9,11,13周) 上機(jī)安排：待定 課程QQ群號(hào)：493085807,,3,About me,主講教師 邢躍林 理學(xué)博士 副教授 山東大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 Super_v 產(chǎn)品總設(shè)計(jì)師和團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人 http://www.super- 興趣方向 多媒體通信理論和技術(shù) / 多媒體教育支撐系統(tǒng) 視頻和音頻編碼技術(shù)/ 視頻和音頻傳輸技術(shù) / p2p技術(shù)和應(yīng)用 移動(dòng)終端應(yīng)用開發(fā) ios/ Java/ html5,,4,引言,關(guān)于課程最重要的幾個(gè)問(wèn)題。,,5,Q1-什么是計(jì)算機(jī)？,通俗講，計(jì)算機(jī)是能夠按照人類的意志或意愿自動(dòng)工作以幫助人們完成某些工作任務(wù)的一種數(shù)字電子設(shè)備或機(jī)器。 形而上學(xué)的角度講，計(jì)算機(jī)是人們?cè)谡J(rèn)識(shí)世界、改造世界的實(shí)踐活動(dòng)中發(fā)明、創(chuàng)造的一種工具。 人類發(fā)明創(chuàng)造任何一種的工具的目的，都是希望它們能---增強(qiáng)或拓展---人類身體器官某些方面的機(jī)能或功能。顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡 彌補(bǔ)人類視覺(jué)功能方面的不足。 發(fā)明計(jì)算機(jī)的目的，簡(jiǎn)單說(shuō)，希望它能夠進(jìn)一步增強(qiáng)人類大腦的計(jì)算與思維能力。 計(jì)算機(jī)正成為人類的一種生存方式，在利用計(jì)算機(jī)的同時(shí)，希望你能避免被它俘虜。 你平時(shí)見到的計(jì)算機(jī)有哪些？,,6,Q2-計(jì)算機(jī)有什么特點(diǎn)？,運(yùn)算速度快、精度高 具有邏輯判斷能力 工作可靠 自動(dòng)化程度高 通用性強(qiáng) 存儲(chǔ)容量大 具有多媒體處理功能,,7,Q3-計(jì)算機(jī)有哪些應(yīng)用？,科學(xué)計(jì)算（數(shù)值計(jì)算）- 指用于完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問(wèn)題的計(jì)算。 數(shù)據(jù)處理 - 指對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理,如分析、合并、分類、統(tǒng)計(jì)等。 過(guò)程控制（實(shí)時(shí)控制）- 指用計(jì)算機(jī)及時(shí)采集數(shù)據(jù)后，按最佳值迅速地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行反饋控制。 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)-主要包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、計(jì)算機(jī)輔助制造CAM、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)CAI等… 人工智能-是指模擬人腦進(jìn)行演繹推理和采取決策的思維過(guò)程。 電子商務(wù)(E-Business)-是指通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行商務(wù)活動(dòng)。,,8,Q4-如何使用計(jì)算機(jī)？,通過(guò)操作系統(tǒng)直接使用計(jì)算機(jī) 圖形接口 命令行接口 使用應(yīng)用程序 Office 程序 瀏覽器（ie，safari, Chrome）… 通過(guò)編程直接與計(jì)算機(jī)對(duì)話 機(jī)器語(yǔ)言，匯編，c，c++，java…,,9,Q5-為什么要學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)？,計(jì)算機(jī)的本質(zhì)是“程序的機(jī)器”，程序和指令的思想是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最基本的概念； 只有懂得程序設(shè)計(jì)，才能進(jìn)一步懂得計(jì)算機(jī)，真正了解計(jì)算機(jī)是怎樣工作的； 通過(guò)學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)，可以更好的理解和應(yīng)用計(jì)算機(jī)，掌握計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的方法； 培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)技術(shù)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力…,,10,Q6-如何適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)？,大學(xué)學(xué)習(xí)與中學(xué)的不同點(diǎn) 填鴨教學(xué) vs.自主學(xué)習(xí)； 重復(fù)訓(xùn)練 vs.快速掌握； 學(xué)習(xí)知識(shí) vs.訓(xùn)練思維； 掌握技能 vs.解決問(wèn)題。 大學(xué)學(xué)習(xí)對(duì)你提出的新挑戰(zhàn) 調(diào)整學(xué)習(xí)的目標(biāo)和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)； 自我約束，自我管理； 主動(dòng)學(xué)習(xí)，目標(biāo)管理； 熟悉環(huán)境，善用資源。,,11,本課程的目的,了解計(jì)算機(jī)的基本概念和基本原理 掌握C語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí) 掌握程序設(shè)計(jì)中常用的算法 能夠用C語(yǔ)言編寫簡(jiǎn)單的程序 學(xué)以致用！,,12,本課程的主要內(nèi)容,程序設(shè)計(jì)與C 語(yǔ)言概述 算法及其表示方法 數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符和表達(dá)式 編寫程序（順序、選擇、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)） 數(shù)組，批量處理數(shù)據(jù) 函數(shù)，實(shí)現(xiàn)模塊化程序設(shè)計(jì) 指針（難點(diǎn)），直接操縱計(jì)算機(jī)內(nèi)存 文件與輸入輸出,,13,本課程的學(xué)習(xí)方法和紀(jì)律要求,記筆記的目的是什么? 自主學(xué)習(xí)： 由于C語(yǔ)言牽涉到的概念與你以前基礎(chǔ)的差別大，規(guī)則繁多，不容易理解，容易出錯(cuò)，同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中要認(rèn)真、刻苦。 預(yù)習(xí)：請(qǐng)?jiān)谡n前通讀教材，給自己提問(wèn)題，并嘗試解答； 復(fù)習(xí)：課后編寫并運(yùn)行所有事例代碼！ 重視實(shí)踐：學(xué)會(huì)上機(jī)調(diào)試程序，養(yǎng)成獨(dú)立思維的能力，應(yīng)掌握常用的編程算法，每次上機(jī)程序應(yīng)保存。 紀(jì)律要求：按時(shí)上課，上機(jī)，完成作業(yè) 上機(jī)要求：時(shí)間和機(jī)會(huì)寶貴，不允許玩游戲。,,14,Textbooks,譚浩強(qiáng)《C程序設(shè)計(jì)》（第四版） 清華大學(xué)出版社 參考書目： 譚浩強(qiáng)《 C程序設(shè)計(jì)（第四版）學(xué)習(xí)輔導(dǎo) 》 清華大學(xué)出版社 計(jì)算機(jī)科學(xué)概論（第9版）Chapter 1 Computer Science: An Overview J.Glenn Brookshear,,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論 An Introduction to Database System,教材及參考書,? 教材 薩師煊，王珊：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論(第四版) ， 高等教育出版社，2000 中國(guó)人民大學(xué),教材及參考書(2),? 參考書 施伯樂(lè)，丁寶康：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)教程，高教出版社，2003,內(nèi)容安排(1),? 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 第四章：關(guān)系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化 第五章：關(guān)系數(shù)據(jù)理論 ? 設(shè)計(jì)篇 第六章：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),內(nèi)容安排(2),? 系統(tǒng)篇 第七章：數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù) 第八章：并發(fā)控制 第九章：數(shù)據(jù)庫(kù)安全性 第十章：數(shù)據(jù)庫(kù)完整性,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論 An Introduction to Database System 第一章 緒論,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 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：李明是個(gè)大學(xué)生，1972年出生，江蘇人，1990年考入計(jì)算機(jī)系 請(qǐng)給出另一個(gè)解釋和語(yǔ)義,二、數(shù)據(jù)庫(kù)（舉例）,,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)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 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,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DBMS）是位于用戶與操作系統(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(DDL) 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 (查詢、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、 多用戶對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)使用 發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能(實(shí)用程序) 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)批量裝載 數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 介質(zhì)故障恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織 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)（Database System，簡(jiǎn)稱DBS）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。 在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為數(shù)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)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（和用戶）構(gòu)成。,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(續(xù)),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)構(gòu)成圖示 參看教材page_5 圖1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的位置圖示 參看教材page_ 5 圖1.2,1.1 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、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 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過(guò)程 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) 計(jì)算機(jī)硬件的發(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 沒(méi)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，完全依賴于程序 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),,,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、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)),,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。 可以間接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變長(zhǎng)要求，但訪問(wèn)相應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序復(fù)雜了。 文件間是獨(dú)立的，因此數(shù)據(jù)整體無(wú)結(jié)構(gòu)。 可以間接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整體的有結(jié)構(gòu)，但必須在應(yīng)用程序中對(duì)描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。 數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。,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 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)管理技術(shù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)階段的標(biāo)志是20世紀(jì)60年代末的三件大事： 1968年美國(guó)IBM公司推出層次模型的IMS系統(tǒng) 。 1969年美國(guó)CODASYL組織發(fā)布了DBTG報(bào)告，總結(jié)了當(dāng)時(shí)各式各樣的數(shù)據(jù)庫(kù)，提出網(wǎng)狀模型。 1970年美國(guó)IBM公司的E.F.Codd 連續(xù)發(fā)表論文，提出關(guān)系模型，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的理論基礎(chǔ)。,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,,,,,,,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)),,數(shù)據(jù)的高共享性的好處,降低數(shù)據(jù)的冗余度，節(jié)省存儲(chǔ)空間 避免數(shù)據(jù)間的不一致性 使系統(tǒng)易于擴(kuò)充,,數(shù)據(jù)獨(dú)立性,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，應(yīng)用程序不用改變。 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。,,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化,整體數(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)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)模型描述，無(wú)需程序定義和解釋。 數(shù)據(jù)可以變長(zhǎng)。 數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)。,,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。,DBMS對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能,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)。,,程序和數(shù)據(jù)間的聯(lián)系 文件系統(tǒng)階段信息處理的傳統(tǒng)方式,,,,,數(shù)據(jù)庫(kù)階段信息處理方式的演變,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)滿足三方面要求 能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界 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(續(xù)),數(shù)據(jù)模型分成兩個(gè)不同的層次 (1) 概念模型 也稱信息模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模。 (2) 數(shù)據(jù)模型 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。,數(shù)據(jù)模型(續(xù)),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； 把概念模型轉(zhuǎn)換為某一DBMS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 常用邏輯數(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,數(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)象類型的集合 兩類對(duì)象 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 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)的操作規(guī)則 數(shù)據(jù)操作的類型 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。 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。,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)定本數(shù)據(jù)模型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)系必須滿足實(shí)體完整性和參照完整性兩個(gè)條件。 提供定義完整性約束條件的機(jī)制，以反映具體應(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。,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 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。,2. 信息世界中的基本概念,(1) 實(shí)體（Entity） 客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體。 可以是具體的人、事、物或抽象的概念。 (2) 屬性（Attribute） 實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。 一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫。 (3) 碼（Key） 唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為碼。,信息世界中的基本概念(續(xù)),(4) 域（Domain） 屬性的取值范圍稱為該屬性的域。 (5) 實(shí)體型（Entity Type） 用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻畫 同類實(shí)體稱為實(shí)體型 (6) 實(shí)體集（Entity Set） 同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集,信息世界中的基本概念(續(xù)),(7) 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 實(shí)體型間聯(lián)系 兩個(gè)實(shí)體型 一對(duì)一聯(lián)系（1:1） 三個(gè)實(shí)體型 一對(duì)多聯(lián)系（1:n） 一個(gè)實(shí)體型 多對(duì)多聯(lián)系（m:n）,,,兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系,數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述,,,,,,,,,,,圖1.10 多對(duì)多聯(lián)系,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： 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,,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： 一個(gè)班級(jí)中有若干名學(xué)生， 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： 一門課程同時(shí)有若干個(gè)學(xué)生選修 一個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門課程,,多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系(續(xù)),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，則我們說(shuō)Ei與E1，E2，.，Ei-1，Ei+1，.，En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 課程、教師與參考書三個(gè)實(shí)體型 如果一門課程可以有若干個(gè)教師講授，使用若干 本參考書，每一個(gè)教師只講授一門課程，每一本 參考書只供一門課程使用 課程與教師、參考書之間的聯(lián)系是一對(duì)多的 多個(gè)實(shí)體型間的一對(duì)一聯(lián)系 多個(gè)實(shí)體型間的多對(duì)多聯(lián)系,,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 一對(duì)一聯(lián)系 多對(duì)多聯(lián)系,,三元聯(lián)系,一元聯(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) 用E-R圖來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型 E-R方法也稱為E-R模型,E-R圖,實(shí)體型 用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。,學(xué)生,教師,E-R圖(續(xù)),屬性 用橢圓形表示，并用無(wú)向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來(lái),E-R圖(續(xù)),聯(lián)系 聯(lián)系本身：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(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)向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1、1:n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),,,,聯(lián)系的表示方法,,聯(lián)系的表示方法(續(xù)),聯(lián)系的表示方法示例,,,,聯(lián)系的表示方法示例(續(xù)),,,,聯(lián)系屬性的表示方法,,實(shí)體聯(lián)系模型（實(shí)例）,為倉(cāng)庫(kù)管理設(shè)計(jì)一個(gè)ER模型。倉(cāng)庫(kù)主要管理零件的采購(gòu)和供應(yīng)等事項(xiàng)。倉(cāng)庫(kù)根據(jù)需要向外面供應(yīng)商訂購(gòu)零件，而許多工程項(xiàng)目需要倉(cāng)庫(kù)提供零件。,,首先確定實(shí)體類型。本問(wèn)題有三個(gè)實(shí)體類型：零件PART，工程項(xiàng)目PROJECT，零件供應(yīng)商SUPPLIER。 確定聯(lián)系類型。PROJECT和PART之間是M:N聯(lián)系，PART和SUPPLIER之間也是M:N聯(lián)系，分別命名為P_P和P_S. 把實(shí)體類型和聯(lián)系類型組合成ER圖。 確定實(shí)體類型和聯(lián)系類型的屬性。 確定實(shí)體類型的鍵，在ER圖中屬于碼的屬性名下畫一條橫線。,,,圖1.14 ER圖實(shí)例,,1.2.3 常用數(shù)據(jù)模型,非關(guān)系模型 層次模型（Hierarchical Model） 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（包括一對(duì)一)的聯(lián)系,常用數(shù)據(jù)模型(續(xù)),關(guān)系模型(Relational 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)模型的與完整性約束 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. 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)稱為根 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) 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),層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,,層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,表示方法 實(shí)體型：用記錄類型描述。 每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型。 屬性：用字段描述。每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。 聯(lián)系：用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄（類）型之間的 一對(duì)多的聯(lián)系 實(shí)例：教員-學(xué)生數(shù)據(jù)模型（P23）,層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,特點(diǎn) 結(jié)點(diǎn)的雙親是唯一的 只能直接處理一對(duì)多的實(shí)體聯(lián)系 每個(gè)記錄類型定義一個(gè)排序字段，也稱為碼字段 任何記錄值只有按其路徑查看時(shí)，才能顯出它的全部意義 沒(méi)有一個(gè)子女記錄值能夠脫離雙親記錄值而獨(dú)立存在,層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,多對(duì)多聯(lián)系在層次模型中的表示 用層次模型間接表示多對(duì)多聯(lián)系 方法 將多對(duì)多聯(lián)系分解成一對(duì)多聯(lián)系 分解方法 冗余結(jié)點(diǎn)法 虛擬結(jié)點(diǎn)法,2. 層次模型的數(shù)據(jù)操縱,查詢 插入 刪除 更新,3. 層次模型的完整性約束,無(wú)相應(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就不能插入子女結(jié)點(diǎn)值 如果刪除雙親結(jié)點(diǎn)值，則相應(yīng)的子女結(jié)點(diǎn)值也被同時(shí)刪除 更新操作時(shí)，應(yīng)更新所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性,4.層次數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),鄰接法 按照層次樹前序遍歷的順序把所有記錄值依次鄰接存 放，即通過(guò)物理空間的位置相鄰來(lái)實(shí)現(xiàn)層次順序 鏈接法 用指引元來(lái)反映數(shù)據(jù)之間的層次聯(lián)系 子女－兄弟鏈接法 P26 層次序列鏈接法 P26,5. 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)系的部門描述自然、直觀，容易理解 性能優(yōu)于關(guān)系模型，不低于網(wǎng)狀模型 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 對(duì)插入和刪除操作的限制多 查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過(guò)雙親結(jié)點(diǎn) 層次命令趨于程序化,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DBMS 1968年推出 IBM公司研制,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),1.2 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,1.2.5 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)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。 1. 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。,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),,,,,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,表示方法（與層次數(shù)據(jù)模型相同） 實(shí)體型：用記錄類型描述。 每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型。 屬性：用字段描述。 每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。 聯(lián)系：用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄（類）型之 間的一對(duì)多的父子聯(lián)系。,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,特點(diǎn) 只能直接處理一對(duì)多的實(shí)體聯(lián)系 每個(gè)記錄類型定義一個(gè)排序字段，也稱為碼字段 任何記錄值只有按其路徑查看時(shí)，才能顯出它的全部意義,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,網(wǎng)狀模型與層次模型的區(qū)別 網(wǎng)狀模型允許多個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn) 網(wǎng)狀模型允許結(jié)點(diǎn)有多個(gè)雙親結(jié)點(diǎn) 網(wǎng)狀模型允許兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間有多種聯(lián)系（復(fù)合聯(lián)系） 網(wǎng)狀模型可以更直接地去描述現(xiàn)實(shí)世界 層次模型實(shí)際上是網(wǎng)狀模型的一個(gè)特例,,,,,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,,,,,,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,,,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,多對(duì)多聯(lián)系在網(wǎng)狀模型中的表示 用網(wǎng)狀模型間接表示多對(duì)多聯(lián)系 方法 將多對(duì)多聯(lián)系直接分解成一對(duì)多聯(lián)系,2. 網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)操縱,查詢 插入 刪除 更新,3.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（如DBTG）對(duì)數(shù)據(jù)操縱加 了一些限制，提供了一定的完整性約束 碼 雙親結(jié)點(diǎn)與子女結(jié)點(diǎn)之間是一對(duì)多聯(lián)系 屬籍類別 加入類別(自動(dòng)的，手工的) 移出類別(固定的，必須 的，隨意的),3. 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束,完整性約束條件 允許插入尚未確定雙親結(jié)點(diǎn)值的子女結(jié)點(diǎn)值 允許只刪除雙親結(jié)點(diǎn)值,4.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),關(guān)鍵 實(shí)現(xiàn)記錄之間的聯(lián)系 常用方法 單向鏈接 雙向鏈接 環(huán)狀鏈接 向首鏈接 例：P29,5.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)可以有多個(gè)雙親 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，不利于最終用戶掌握 DDL、DML語(yǔ)言復(fù)雜，用戶不容易使用,6. 典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),DBTG系統(tǒng)，亦稱CODASYL系統(tǒng) 由DBTG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) 70年代推出 實(shí)際系統(tǒng) Cullinet Software Inc.公司的 IDMS Univac公司的 DMS1100 Honeywell公司的IDS/2 HP公司的IMAGE,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。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),在用戶觀點(diǎn)下，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，它由行和列組成。,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 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，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：直接用關(guān)系（表）表示。 屬性：用屬性名表示。 一對(duì)一聯(lián)系：隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系中。 一對(duì)多聯(lián)系：隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系中。 多對(duì)多聯(lián)系：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)） 系 (系號(hào)，系名，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)） 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)）,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)。,2.關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱,查詢、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)用戶隱蔽，用戶只要指出“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),,,圖 關(guān)系模型的例子,PART模式 （P#，PNAME，COLOR，WEIGHT） PROJECT模式 （J#，JNAME，DATE） SUPPLIER模式 （S#，SNAME，SADDR） P_P模式 （J#，P#，TOTAL） P_S模式 （P#，S#，QUANTITY）,,100,S2,P4,BEIJING,FADC,S2,300,S2,P3,SHANGHAI,PICC,S1,150,S1,P2,SADDR,SNAME,S#,200,S2,P2,SUPPLIER,關(guān)系,100,S1,P1,91,-,3,JC,J3,QUANTITY,S#,P#,90.5,JB,J2,P_S,關(guān)系,89.1,JA,J1,18,P3,J1,DATE,JNAME,J#,25,P3,J2,PROJECT,關(guān)系,65,P2,J1,19,RED,SCREW,P4,6,P3,J3,12,RED,NUT,P3,15,P2,J2,17,GREEN,BOLT,P2,50,P1,J1,14,BLUE,SCREW,P1,TOTAL,P#,J#,WEIGHT,COLOR,PNAME,P#,P_P,關(guān)系,PART,關(guān)系,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,100,S2,P4,BEIJING,FADC,S2,300,S2,P3,SHANGHAI,PICC,S1,150,S1,P2,SADDR,SNAME,S#,200,S2,P2,SUPPLIER,關(guān)系,100,S1,P1,91,-,3,JC,J3,QUANTITY,S#,P#,90.5,JB,J2,P_S,關(guān)系,89.1,JA,J1,18,P3,J1,DATE,JNAME,J#,25,P3,J2,PROJECT,關(guān)系,65,P2,J1,19,RED,SCREW,P4,6,P3,J3,12,RED,NUT,P3,15,P2,J2,17,GREEN,BOLT,P2,50,P1,J1,14,BLUE,SCREW,P1,TOTAL,P#,J#,WEIGHT,COLOR,PNAME,P#,P_P,關(guān)系,PART,關(guān)系,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,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 概念單一。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，用戶易懂易用 實(shí)體和各類聯(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,6. 典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),ORACLE SYBASE INFORMIX DB/2 COBASE PBASE EasyBase DM/2 OpenBase,對(duì)象模型,對(duì)象（object）是現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的模型化，與實(shí)體概念相仿，但遠(yuǎn)比實(shí)體復(fù)雜。 將屬性集和方法集相同的所有對(duì)象組合在一起，構(gòu)成了一個(gè)類（class）。,,圖 四種邏輯數(shù)據(jù)模型的比較,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),1.3.1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 1.3.2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)最終用戶角度看,1.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性 小結(jié),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念,“型” 和“值” 的概念 型（Type） 對(duì)某一類數(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 記錄型： （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： （900201，李明，男，計(jì)算機(jī)，22，江蘇）,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念（續(xù)）,模式（Schema）－型 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（Instance）－值 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 實(shí)例隨數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)的更新而變動(dòng),1.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性 小結(jié),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu),講解,1、何為模式、外模式、內(nèi)模式？ 2、處在什么樣的地位？ 3、他有什么樣的作用？ 4、什么描述語(yǔ)言？,1．模式（Schema）,模式（也稱邏輯模式） 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 所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，綜合了所有用戶的需求 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) 與具體的應(yīng)用程序、開發(fā)工具及高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言無(wú)關(guān),,模式的定義－內(nèi)容 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)項(xiàng)的名字、類型、取值范圍等） 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 模式描述語(yǔ)言（模式DDL）,2. 外模式（External Schema）,外模式（也稱子模式或用戶模式） 數(shù)據(jù)庫(kù)用戶（包括應(yīng)用程序員和最終用戶）使用的局部數(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,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 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。 對(duì)模式中同一數(shù)據(jù)，在外模式中的結(jié)構(gòu)、類型、長(zhǎng)度、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某一用戶的多個(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。,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。 每個(gè)用戶只能看見和訪問(wèn)所對(duì)應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù) 子模式描述語(yǔ)言（子模式DDL）,3．內(nèi)模式（Internal Schema）,內(nèi)模式（也稱存儲(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)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B樹結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，按hash方法存儲(chǔ)） 索引的組織方式 數(shù)據(jù)是否壓縮存儲(chǔ) 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 一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式,,注意：內(nèi)部記錄并不涉及到物理設(shè)備的約束。比內(nèi)模式更接近物理存儲(chǔ)和訪問(wèn)的那些軟件機(jī)制是操作系統(tǒng)的一部分（文件系統(tǒng)），例如從磁盤讀數(shù)據(jù)或?qū)憯?shù)據(jù)到磁盤上的操作等。 內(nèi)模式描述語(yǔ)言（內(nèi)模式DDL、存儲(chǔ)DDL）,,數(shù)據(jù)按外模式的描述提供給用戶， 按內(nèi)模式的描述存儲(chǔ)在磁盤中， 而模式提供了連接這兩級(jí)的相對(duì)穩(wěn)定的中間觀點(diǎn)，并使得兩級(jí)中任何一級(jí)的改變不受另一級(jí)的牽制。,1.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性 小結(jié),三級(jí)模式與二級(jí)映象,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 數(shù)據(jù)獨(dú)立性：是指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨(dú)立，不受影響。 數(shù)據(jù)獨(dú)立性 物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性 邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性,,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu),1．外模式／模式映象,1、定義外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 2、每一個(gè)外模式都對(duì)應(yīng)一個(gè)外模式／模式映象 3、映象定義通常包含在各自外模式的描述中,外模式／模式映象的用途,4、保證數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性 當(dāng)模式改變時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員修改有關(guān)的外模式／模式映象，使外模式保持不變 應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu),,,,,2．模式／內(nèi)模式映象,模式／內(nèi)模式映象定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，說(shuō)明邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的 數(shù)據(jù)庫(kù)中模式／內(nèi)模式映象是唯一的 該映象定義通常包含在模式描述中,模式／內(nèi)模式映象的用途,保證數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性 當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變了（例如選用了另一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)），數(shù)據(jù)庫(kù)管理員修改模式／內(nèi)模式映象，使模式保持不變 應(yīng)用程序不受影響。保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu),,,,,數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)體系結(jié)構(gòu),,,1.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性 小結(jié),小結(jié),模式 是數(shù)據(jù)庫(kù)的中心與關(guān)鍵 獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)的其它層次 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)模式結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)首先確定數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯模式,小結(jié)（續(xù)）,內(nèi)模式 依賴于全局邏輯結(jié)構(gòu)，但獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶視圖即外模式，也獨(dú)立于具體的存儲(chǔ)設(shè)備。 它將全局邏輯結(jié)構(gòu)中所定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系按照一定的物理存儲(chǔ)策略進(jìn)行組織，以達(dá)到較好的時(shí)間與空間效率。,小結(jié)（續(xù)）,外模式 面向具體的應(yīng)用程序，定義在邏輯模式之上，但獨(dú)立于存儲(chǔ)模式和存儲(chǔ)設(shè)備 設(shè)計(jì)外模式時(shí)應(yīng)充分考慮到應(yīng)用的擴(kuò)充性。當(dāng)應(yīng)用需求發(fā)生較大變化，相應(yīng)外模式不能滿足其視圖要求時(shí)，該外模式就得做相應(yīng)改動(dòng),小結(jié)（續(xù)）,應(yīng)用程序 在外模式描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上編制的，它依賴于特定的外模式，與數(shù)據(jù)庫(kù)的模式和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)獨(dú)立。 不同的應(yīng)用程序有時(shí)可以共用同一個(gè)外模式。,小結(jié)（續(xù)）,二級(jí)映象 保證了數(shù)據(jù)庫(kù)外模式的穩(wěn)定性，從而從底層保證了應(yīng)用程序的穩(wěn)定性，除非應(yīng)用需求本身發(fā)生變化，否則應(yīng)用程序一般不需要修改。 數(shù)據(jù)與程序之間的獨(dú)立性，使得數(shù)據(jù)的定義和描述可以從應(yīng)用程序中分離出去。,1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),1.3.1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 1.3.2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)最終用戶角度看,1.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu),單用戶結(jié)構(gòu) 主從式結(jié)構(gòu) 分布式結(jié)構(gòu) 客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu),1. 單用戶數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(應(yīng)用程序、DBMS、數(shù)據(jù))裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，為一個(gè)用戶獨(dú)占，不同機(jī)器之間不能共享數(shù)據(jù)。 早期的最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),2. 主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)終端的多用戶結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，包括應(yīng)用程序、DBMS、數(shù)據(jù)，都集中存放在主機(jī)上，所有處理任務(wù)都由 主機(jī)來(lái)完成 各個(gè)用戶通過(guò)主機(jī)的終端并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫(kù)，共享數(shù)據(jù)資源,主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),主機(jī),終端,,,,,,主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(續(xù)）,優(yōu)點(diǎn) 易于管理、控制與維護(hù)。 缺點(diǎn) 當(dāng)終端用戶數(shù)目增加到一定程度后，主機(jī)的任務(wù)會(huì)過(guò)分繁重，成為瓶頸，從而使系統(tǒng)性能下降。 系統(tǒng)的可靠性依賴主機(jī),當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)都不能使用。,3. 分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個(gè)整體，但物理地分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)上。 網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都可以獨(dú)立處理本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行局部應(yīng)用 同時(shí)也可以同時(shí)存取和處理多個(gè)異地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行全局應(yīng)用,,,分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（續(xù)）,優(yōu)點(diǎn) 適應(yīng)了地理上分散的公司、團(tuán)體和組織對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的需求。 缺點(diǎn) 數(shù)據(jù)的分布存放給數(shù)據(jù)的處理、管理與維護(hù)帶來(lái)困難。 當(dāng)用戶需要經(jīng)常訪問(wèn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)效率會(huì)明顯地受到網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹萍s。,4．客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),把DBMS功能和應(yīng)用分開 網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)（些）結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)專門用于執(zhí)行DBMS功能，稱為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，簡(jiǎn)稱服務(wù)器 其他結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)安裝DBMS的外圍應(yīng)用開發(fā)工具，用戶的應(yīng)用系統(tǒng)，稱為客戶機(jī),客戶／服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的種類,集中的服務(wù)器結(jié)構(gòu) 一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，多臺(tái)客戶機(jī) 分布的服務(wù)器結(jié)構(gòu) 在網(wǎng)絡(luò)中有多臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器 分布的服務(wù)器結(jié)構(gòu)是客戶／服務(wù)器與 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合,客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),客戶端的用戶請(qǐng)求被傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行處理后，只將結(jié)果返回給用戶，從而顯著減少了數(shù)據(jù)傳輸量 數(shù)據(jù)庫(kù)更加開放 客戶與服務(wù)器一般都能在多種不同的硬件和軟件平臺(tái)上運(yùn)行 可以使用不同廠商的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開發(fā)工具,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),1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成,數(shù)據(jù)庫(kù)－倉(cāng)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）－管理制度、運(yùn)行規(guī)則 應(yīng)用系統(tǒng)－使用倉(cāng)庫(kù)的公司 數(shù)據(jù)庫(kù)管理員－倉(cāng)庫(kù)管理員 （用戶）－使用倉(cāng)庫(kù)的公司的人員,一、硬件平臺(tái)及數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)硬件資源的要求 (1) 足夠大的內(nèi)存－運(yùn)行 操作系統(tǒng) DBMS的核心模塊 數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 應(yīng)用程序,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)硬件資源的要求,(2) 足夠大的外存－存儲(chǔ) 磁盤 操作系統(tǒng) DBMS 應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)庫(kù)及其備份 光盤、磁帶、軟盤 數(shù)據(jù)備份 (3) 較高的通道能力，提高數(shù)據(jù)傳送率－傳輸,二、軟件,DBMS 操作系統(tǒng) 與數(shù)據(jù)庫(kù)接口的高級(jí)語(yǔ)言及其編譯系統(tǒng) 以DBMS為核心的應(yīng)用開發(fā)工具 為特定應(yīng)用環(huán)境開發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng),三、人員,數(shù)據(jù)庫(kù)管理員－運(yùn)行中的管理人員 系統(tǒng)分析員 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員 開發(fā)人員 應(yīng)用程序員 (最終用戶),,1. 數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(DBA),決定數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu) 決定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略 定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件,數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(續(xù)),監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的使用和運(yùn)行 周期性轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)文件 日志文件 系統(tǒng)故障恢復(fù) 介質(zhì)故障恢復(fù) 監(jiān)視審計(jì)文件,數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(續(xù)),數(shù)據(jù)庫(kù)的改進(jìn)和重組 性能監(jiān)控和調(diào)優(yōu) 數(shù)據(jù)重組 數(shù)據(jù)庫(kù)重構(gòu),2. 系統(tǒng)分析員,負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范說(shuō)明 與用戶及DBA（數(shù)據(jù)庫(kù)管理員）協(xié)商，確定系統(tǒng)的硬軟件配置 參與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì),3. 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員,參加用戶需求調(diào)查和系統(tǒng)分析 確定數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)各級(jí)模式,4. 應(yīng)用程序員,設(shè)計(jì)和編寫應(yīng)用系統(tǒng)的程序模塊 進(jìn)行調(diào)試和安裝,5. 用戶,偶然用戶 企業(yè)或組織機(jī)構(gòu)的高中級(jí)管理人員 簡(jiǎn)單用戶 銀行的職員、機(jī)票預(yù)定人員、旅館總臺(tái)服務(wù)員,用戶（續(xù)）,復(fù)雜用戶 工程師、科學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家、科技工作者等 直接使用數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，甚至能夠基于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的API編制自己的應(yīng)用程序,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),1.5 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件的研制 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)－－我們的應(yīng)用重點(diǎn) 數(shù)據(jù)庫(kù)理論－－需要掌握的知識(shí),數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件的研制,DBMS核心 一組相互聯(lián)系的軟件系統(tǒng) 工具軟件 中間件,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法 設(shè)計(jì)工具 設(shè)計(jì)理論 數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)建模,數(shù)據(jù)庫(kù)理論,關(guān)系的規(guī)范化理論 關(guān)系數(shù)據(jù)理論,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),小結(jié),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念 數(shù)據(jù)管理的發(fā)展過(guò)程 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型的三要素 概念模型， E-R 模型 三種主要數(shù)據(jù)模型,小結(jié)(續(xù)),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)三級(jí)模式結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成,作業(yè),教材習(xí)題P41： 第12題 第13題 參考教材P19-20的例子,216,問(wèn)答時(shí)間,Q & A 謝謝,,