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數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述

??一、有關(guān)概念

1．數(shù)據(jù)

2．數(shù)據(jù)庫(kù)（DB）

3．數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）

?????????? Access

桌面DBMS??? VFP??

? ?????????????????SQL Server

????????? ?????????Oracle

客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器型DBMS? MySQL

????????? ?????????DB2

4．數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DBS）

?? 數(shù)據(jù)庫(kù)（DB）

?? 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）

?? 開(kāi)發(fā)工具

?? 應(yīng)用系統(tǒng)

二、數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展

1．數(shù)據(jù)管理的三個(gè)階段

?

?	人工管理	文件系統(tǒng)	數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)
數(shù)據(jù)能否保存	不能保存	可以保存	可以保存
數(shù)據(jù)面向的對(duì)象	某一應(yīng)用程序	某一應(yīng)用程序	整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)
數(shù)據(jù)的共享程度	無(wú)共享，一組 數(shù)據(jù)只能對(duì)應(yīng)一個(gè)應(yīng)用程序。	共享性差，一個(gè)數(shù)據(jù)文件只能對(duì)應(yīng)一個(gè)應(yīng)用程序。	共享性高
數(shù)據(jù)的獨(dú)立性	不獨(dú)立，它是應(yīng)用程序的一部分。	獨(dú)立性差	數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用系統(tǒng)完全分開(kāi)

?

??概念模型

一、模型的三個(gè)世界

1．現(xiàn)實(shí)世界

2．信息世界：即根據(jù)需求分析畫(huà)概念模型（即E-R圖），E-R圖與DBMS無(wú)關(guān)。

3．機(jī)器世界：將E-R圖轉(zhuǎn)換為某一種數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)模型與DBMS相關(guān)。

注意：信息世界又稱(chēng)概念模型，機(jī)器世界又稱(chēng)數(shù)據(jù)模型

二、實(shí)體及屬性

1．實(shí)體：客觀存在并可相互區(qū)別的事物。

2．屬性：

3．關(guān)鍵詞（碼、key）：能唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)實(shí)體又不含多余屬性的屬性組合。

一個(gè)表的碼可以有多個(gè)，但主碼只能有一個(gè)。

例：借書(shū)表（學(xué)號(hào)，姓名，書(shū)號(hào)，書(shū)名，作者，定價(jià)，借期，還期）

規(guī)定：學(xué)生一次可以借多本書(shū)，同一種書(shū)只能借一本，但可以多次續(xù)借。

4．實(shí)體型：即二維表的結(jié)構(gòu)

例 student(no，name，sex，age，dept)

5．實(shí)體集：即整個(gè)二維表

三、實(shí)體間的聯(lián)系：

1．兩實(shí)體集間實(shí)體之間的聯(lián)系

???? 1：1聯(lián)系

???? 1：n聯(lián)系

???? m：n聯(lián)系

2．同一實(shí)體集內(nèi)實(shí)體之間的聯(lián)系

1：1聯(lián)系

???? 1：n聯(lián)系

???? m：n聯(lián)系

四、概念模型（常用E-R圖表示）

?

?

?

說(shuō)明：① E-R圖作為用戶(hù)與開(kāi)發(fā)人員的中間語(yǔ)言。

② E-R圖可以等價(jià)轉(zhuǎn)換為層次、網(wǎng)狀、關(guān)系模型。

舉例：

學(xué)校有若干個(gè)系，每個(gè)系有若干班級(jí)和教研室，每個(gè)教研室有若干教員，其中有的教授

和副教授每人各帶若干研究生。每個(gè)班有若干學(xué)生，每個(gè)學(xué)生選修若干課程，每門(mén)課程有若干學(xué)生選修。用E-R圖畫(huà)出概念模型。

?

?? 數(shù)據(jù)模型

一、層次模型：用樹(shù)型結(jié)構(gòu)表示實(shí)體之間的聯(lián)系。

① 每個(gè)結(jié)點(diǎn)代表一個(gè)實(shí)體型。

② 只能直接處理一對(duì)多（含一對(duì)一）的實(shí)體關(guān)系。

③ 查找層次數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄，速度較慢。

二、網(wǎng)狀模型：用圖結(jié)構(gòu)表示實(shí)體之間的聯(lián)系。

① 每個(gè)結(jié)點(diǎn)代表一個(gè)實(shí)體型。

② 可以處理多對(duì)多的實(shí)體關(guān)系。

③ 查找網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄，速度最快。

三、關(guān)系模型：用二維表表示實(shí)體之間的聯(lián)系。

1．重要術(shù)語(yǔ)：

關(guān)系：一個(gè)關(guān)系就是一個(gè)二維表；

元組：二維表的一行，即實(shí)體；

關(guān)系模式：在實(shí)體型的基礎(chǔ)上，注明主碼。

關(guān)系模型：指一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中全部二維表結(jié)構(gòu)的集合。

2．特點(diǎn)：

① 關(guān)系模型是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論的基礎(chǔ)上的；

② 關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶(hù)透明；

③ 查找關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄，速度最慢。

小結(jié)：數(shù)據(jù)有三種類(lèi)型，DBMS就有三種類(lèi)型，DB亦有三種類(lèi)型。

?

?數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

① 單機(jī)結(jié)構(gòu)：

DBMS、數(shù)據(jù)庫(kù)、開(kāi)發(fā)工具、應(yīng)用系統(tǒng)安裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上。

② C/S結(jié)構(gòu)：局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)

客戶(hù)機(jī)：裝開(kāi)發(fā)工具、應(yīng)用系統(tǒng)

服務(wù)器：裝DBMS、數(shù)據(jù)庫(kù)

③ B/S結(jié)構(gòu)：Internet 結(jié)構(gòu)

服務(wù)器：裝DBMS、數(shù)據(jù)庫(kù)、開(kāi)發(fā)工具、應(yīng)用系統(tǒng)

客戶(hù)機(jī)：裝IE即可

三、 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)

1．三級(jí)模式

① 模式：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。

• 模式只涉及數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)；
• 模式既不涉及應(yīng)用程序，又不涉及數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)；

② 外模式：是模式的一個(gè)子集，是與某一個(gè)應(yīng)用程序有關(guān)的邏輯表示。

特點(diǎn)：一個(gè)應(yīng)用程序只能使用一個(gè)外模式，但同一個(gè)外模式可為多個(gè)應(yīng)用程序使用。

③ 內(nèi)模式：描述數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)，但不涉及物理記錄。

2．兩級(jí)映象

① 外模式/模式映象：保證數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯獨(dú)立性；

② 模式/內(nèi)模式映象：保證數(shù)據(jù)庫(kù)的物理獨(dú)立性；

3．兩級(jí)映象的意義

① 使數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用系統(tǒng)完全分開(kāi)，數(shù)據(jù)庫(kù)改變時(shí)，應(yīng)用系統(tǒng)不必改變。

② 數(shù)據(jù)的存取完全由DBMS管理，用戶(hù)不必考慮存取路徑。

?

?數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

DBMS的功能：負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理與控制。

① 數(shù)據(jù)定義：即定義數(shù)據(jù)庫(kù)中各對(duì)象的結(jié)構(gòu)

② 數(shù)據(jù)操縱：包括對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢(xún)、插入、刪除、修改等操作。

③ 數(shù)據(jù)控制：包括安全性控制、完整性控制、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)。

2．DBMS的組成：

DDL語(yǔ)言

?DML語(yǔ)言

DCL語(yǔ)言

實(shí)用程序

注意：

① SQL集DDL，DML，DCL功能于一體；

② 所有應(yīng)用程序通過(guò)SQL語(yǔ)句才能訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)

一、 基本概念

1．碼：能唯一標(biāo)識(shí)元組的屬性集。

2．候選碼：一個(gè)屬性集既能唯一標(biāo)識(shí)元組，且又不含有多余屬性，一個(gè)關(guān)系模式可以有多個(gè)候選碼。

3．主碼：任選候選碼中的一個(gè)。

4．主屬性：主碼中包含的各個(gè)屬性。

5．非主屬性：不包含在主碼中的各個(gè)屬性。

6．外碼：設(shè)F是關(guān)系R的一個(gè)屬性，不是R的主碼，但卻是另一個(gè)關(guān)系S的主碼，則稱(chēng)F是關(guān)系R的外碼。

例：student ( sno, sname, ssex, sage, sdept)

??? Sc ( sno, cno, grade)

Sc的主碼為：（sno,cno）；外碼為：sno

關(guān)系的數(shù)學(xué)定義

一、域( domain)

1．定義：域是一組具有相同類(lèi)型的值的集合。

2．域的基數(shù)：域中所含數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。

二、笛卡爾積

1．定義：給定一組域D1,D2,D3，則D1×D2×D3稱(chēng)為笛卡爾積。

2．笛卡爾積D1×D2×D3對(duì)應(yīng)一個(gè)二維表，所含元組的個(gè)數(shù)等于各個(gè)域的基數(shù)之積。

三、關(guān)系

1．定義：笛卡兒積的一部分元組稱(chēng)為關(guān)系。

2．關(guān)系的目（或度）：一個(gè)關(guān)系所含屬性的個(gè)數(shù)。

3．關(guān)系的性質(zhì)

任意兩個(gè)元組不能完全相同，但屬性名允許重復(fù)。

四、關(guān)系的完整性

1．實(shí)體完整性：指關(guān)系的所有主屬性都不能取空值。

注意：實(shí)體完整性不僅僅是主碼整體不能取空值。

2．參照完整性：指一個(gè)關(guān)系外碼的取值必須是相關(guān)關(guān)系中主碼的有效值或空值。

例：班級(jí)( 班名,人數(shù))

學(xué)生(學(xué)號(hào),姓名,性別,密碼,班名)

在學(xué)生表中，班名的取值必須是班級(jí)表[班名]的值或空值。

總結(jié)

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