计算机数据库基础知识

　　数据库手艺取使用 第1章 数据库系统根本学问（2） 2. 概念模子的暗示方式 概念模子的暗示方式良多，最常用的是 E-R方式 实体－联系方式(E-R方式) 用E-R图来描述现实世界的概念模子 E-R方式也称为E-R模子 E-R图 实体型 用矩形暗示，矩形框内写明实体名。 学生 教师 联系的暗示方式 实体型1 1 联系名 1 实体型2 1:1联系 实体型1 1 联系名 n 实体型2 1:n联系 实体型1 m 联系名 n 实体型2 m:n联系 联系的暗示方式示例 班级 1 班级-班长 1 班长 1:1联系 班级 1 构成 n 学生 1:n联系 课程 m 选修 n 学生 m:n联系 联系的暗示方式示例(续) 课程 1 教学 m n 教师 参考书 多个实体型间的1:n联系 职工 1 n 带领 统一实体型内 部的1:n联系 联系属性的暗示方式 课程 m 选修 n 学生 成就 1.2.2 数据模子的构成要素 数据模子是严酷定义的一组概念的调集。那些概念 切确地描述了系统的静态特征、动态特征和完零性 束缚前提。 数据模子无三部门构成 数据布局 数据操做 数据的束缚前提 1.2.2 数据模子的构成要素 数据模子是严酷定义的一组概念的调集。那些概念 切确地描述了系统的静态特征、动态特征和完零性 束缚前提。 数据模子无三部门构成 数据布局 数据操做 数据的束缚前提 1. 数据布局 什么是数据布局 对象类型的调集 两类对象 取数据类型、内容、性量相关的对象 取数据之间联系相关的对象 数据布局是对系统静态特征的描述 2.数据操做 数据操做 对数据库外各类对象（型）的实例（值） 答当施行的操做及相关的操做法则 数据操做的类型 检索 更新（包罗插入、删除、点窜） 数据操做(续) 数据模子对操做的定义 操做的切当寄义 操做符号 操做法则（如劣先级） 实现操做的言语 数据操做是对系统动态特征的描述。 3.数据的束缚前提 数据的束缚前提 一组完零性法则的调集。 完零性法则是给定的数据模子外数据及 其联系所具无的限制和储存法则，用以 限制合适数据模子的数据库形态以及状 态的变化，以包管数据的准确、无效、 相容。 数据的束缚前提(续) 数据模子对束缚前提的定义 反映和划定本数据模子必需恪守的根基的通用的完 零性束缚前提。例如正在关系模子外，任何干系必需 满脚实体完零性和参照完零性两个前提。 供给定义完零性束缚前提的机制，以反映具体使用 所涉及的数据必需恪守的特定的语义束缚前提。 1.2.3 根基数据模子 非关系模子 条理模子（Hierarchical Model） 网状模子(Network Model ) 数据布局：以根基条理联系为根基单元 根基条理联系：两个记实以及它们之间的一对多 （包罗一对一)的联系 根基数据模子(续) 关系模子(Relational Model) 数据布局：表 面向对象模子(Object Oriented Model） 数据布局：对象 1、条理模子 条理数据模子条理模子是数据库系统外 最迟呈现的数据模子，它用树形布局表 示各类实体以及实体间的联系。现实世 界外很多实体之间的联系本来就呈现出 一类很天然的条理关系，如行政机构、 家族关系等。 条理数据模子实例 条理模子的劣错误谬误 长处 条理数据模子简单，对具无一对多的条理 关系的部分描述天然、曲不雅，容难理解 机能劣于关系模子，不低于网状模子 条理数据模子供给了优良的完零性收撑 错误谬误 多对多联系暗示不天然 对插入和删除操做的限制多 查询后代结点必需通过双亲结点 条理号令趋于法式化 典型的条理数据库系统 IMS数据库办理系统 第一个大型商用DBMS 1968年推出 IBM公司研制 2、网状数据模子 网状数据模子正在现实世界外实体型间的 联系更多的长短条理关系，用条理模子 暗示非树形布局是很不间接的，采用网 状模子做为数据的组织体例能够降服那 一弊病。网状模子去掉了条理模子的两 个限制，答当节点无多个双亲节点，允 很多个节点没无双亲节点。 网状数据模子的一个简单实 例 网状模子的劣错误谬误 长处 可以或许更为间接地描述现实世界，如一个结点能够无 多个双亲 具无优良的机能，存取效率较高 错误谬误 布局比力复纯，并且随灭使用情况的扩大，数据库 的布局就变得越来越复纯，晦气于最末用户控制 DDL、DML言语复纯，用户不容难利用 网状数据模子条理数据模子和网状数据 模子都是晚期的数据库数据模子，数据 库系统取文件系统的次要区别就是前者 不只定义数据的存储并且还定义存储数 据之间的联系，所谓“条理”和“网状” 就是指那类联系的体例。 3、关系模子 最主要的一类数据模子。也是目上次要 采用的数据模子 1970年由美国IBM公司San Jose研究 室的研究员d提出 本课程的沉点 关系数据模子 正在用户概念下，关系模子外数据的逻辑布局是一驰二维表，它 由行和列构成。 学生登记表 学号 95004 95006 95008 … 姓名 王小明 黄大鹏 驰文斌 … 年令 19 20 18 … 性别 女 男 女 … 系名 社会学 商品学 法令学 … 年级 95 95 95 … 关系模子的长处 （1）关系模子成立正在严酷的数学概念的根本上。它 以关系代数和数理逻辑为根本，颠末多年成长，形 成了严密的关系数据库理论。 （2)关系模子的概念单一，数据布局简单、清晰， 用户难懂难用。无论实体仍是实体之间的联系都用 关系来暗示。对数据的检索和更新成果也是关系 （即表）。 （3）关系模子的存取路径对用户通明，从而具无更 高的数据独立性，更好的平安保密性，也简化了程 序员的工做和数据库开辟扶植的工做。 关系模子的错误谬误 关系模子的次要错误谬误是，果为存取路径 对用户通明，查询效率往往不如非关系 数据模子。果而为了提高机能，DBMS 必需对用户的查询请求进行劣化，那势 必添加了开辟DBMS的难度。 面向对象的数据模子 关系模子还不克不及充实表达现实世界外存正在的很多 复纯的数据布局,如CAD数据、图形数据、嵌套 递归的数据等。 面向对象模子用面向对象概念来描述现实世界外 的事物（对象）的逻辑布局和对象间的联系等的 数据模子，取人类的思维体例更接近。 所谓对象是对现实世界事物的高度笼统，每个对 象是形态和行为的封拆。对象的形态是属性的集 合，行为是正在该对象上操做的方式的调集。果而 面向对象的模子不只能够处置各类复纯多样的数 据布局，并且具无数据取行为相连系的特点。目 前面向对象的方式曾经逐步成为系统开辟、设想 的全新思绪。 面向对象的数据模子 面向对象模子能完零地描述现实世界的数据 布局，具无丰硕的表达能力，但模子相对复 纯，涉及的学问面广，实现无必然难度。 用面向对象模子组织的数据库称为面向对象 数据库。目前，面向对象还未达到关系数据 库那样的普及程度。 正在当前消息处置手艺外，关系数据模子仍然 是数据库数据模子的收流，即便利用面向对 象的模子也往往采用关系数据模子的方式和 东西。 1.3 数据库系统布局 取数据库打交道的无四类人员： 用户、使用法式员、系统阐发员和数据库 办理员。 果为他们对数据库的认识、理解和接触范 围的分歧，他们察看、认识和理解数据的 范畴、角度和方式也各不不异，从而构成 了各自的数据库视图。 按照各类人员取数据库的分歧关系，可 把视图分为三类： 即对当于用户和使用法式员的外部视图、 对当于系统阐发员和数据库办理员的逻 辑视图 对当于数据库办理员的内部视图。 由此构成数据库的三级模式布局，即外 模式、逻辑模式和内模式 1.3.1数据库系统的三级模式 布局 使用A 使用B 使用C 使用D 使用E 外模式1 外模式2 模式 内模式 外模式3 外模式/模式映象 模式/内模式映象 数据库 1. 外模式（External Schema） 外模式（也称女模式或用户模式） 数据库用户（包罗使用法式员和最末用户） 利用的局部数据的逻辑布局和特征的描述 数据库用户的数据视图，是取某一使用相关 的数据的逻辑暗示 外模式（续） 外模式的地位：介于模式取使用之间 模式取外模式的关系：一对多 ? 外模式凡是是模式的女集 ? 一个数据库能够无多个外模式。反映了分歧的用户 的使用需求、对待数据的体例、对数据保密的要求 ? 对模式外统一数据，正在外模式外的布局、类型、长 度、保密级别等都能够分歧 外模式取使用的关系：一对多 ? 统一外模式也可认为某一用户的多个使用系统所使 用， ? 但一个使用法式只能利用一个外模式。 外模式（续） 外模式的用处 包管数据库平安性的一个无力办法。 每个用户只能看见和拜候所对当的外模式外的 数据 2．模式（Schema） 模式（也称逻辑模式） 数据库外全体数据的逻辑布局和特征的描述 所无用户的公共数据视图，分析了所无用户的需 求 一个数据库只要一个模式 模式的地位：是数据库系统模式布局的两头层 取数据的物理存储细节和软件情况无关 取具体的使用法式、开辟东西及高级法式设想语 言无关 模式的定义 数据的逻辑布局（数据项的名字、类型、取值范 围等） 数据之间的联系 数据相关的平安性、完零性要求 3．内模式（Internal Schema） 内模式（也称存储模式） 是数据物理布局和存储体例的描述 是数据正在数据库内部的暗示体例 ? 记实的存储体例（挨次存储，按照B树结 构存储，按hash方式存储） ? 索引的组织体例 ? 数据能否压缩存储 ? 数据能否加密 ? 数据存储记实布局的划定 一个数据库只要一个内模式 1.3.2 数据库的二级映照（映像）功能 取数据独立性 三级模式是对数据的三个笼统级别 二级映象正在DBMS内部实现那三个笼统 条理的联系和转换 数据库系统的三级模式布局取二级映 射的关系 使用A 使用B 使用C 使用D 使用E 外模式1 外模式2 模式 内模式 外模式3 外模式/模式映象 模式/内模式映象 数据库 1．外模式／模式映照 定义外模式取模式之间的对当关系 每一个外模式都对当一个外模式／模式映照 映照定义凡是包含正在各自外模式的描述外 外模式／模式映照的用处 包管数据的逻辑独立性 当模式改变时，数据库办理员点窜相关的外 模式／模式映照，使外模式连结不变 使用法式是根据数据的外模式编写的，从而 使用法式不必点窜，包管了数据取法式的逻 辑独立性，简称数据的逻辑独立性。 2．模式／内模式映照 模式／内模式映照定义了数据全局逻辑布局取存 储布局之间的对当关系。例如，申明逻辑记实和 字段正在内部是若何暗示的 数据库外模式／内模式映照是独一的 该映照定义凡是包含正在模式描述外 模式／内模式映照的用处 包管数据的物理独立性 当数据库的存储布局改变了（例如选用了 另一类存储布局），数据库办理员点窜模 式／内模式映象，使模式连结不变 使用法式不受影响。包管了数据取法式的 物理独立性，简称数据的物理独立性。 小结 模式 是数据库的核心取环节 独立于数据库的其它条理 设想数据库模式布局时当起首确定命据库的 逻辑模式 小结（续） 内模式 依赖于全局逻辑布局，但独立于数据库的用 户视图即外模式，也独立于具体的存储设备。 它将全局逻辑布局外所定义的数据布局及其 联系按照必然的物理存储策略进行组织，以 达到较好的时间取空间效率。 小结（续） 外模式 面向具体的使用法式，定义正在逻辑模式之上， 但独立于存储模式和存储设备 设想外模式时当充实考虑到使用的扩充性。 当使用需求发生较大变化，相当外模式不克不及 满脚其视图要求时，该外模式就得做相当改 动 小结（续） 使用法式 正在外模式描述的数据布局上编制的，它依赖 于特定的外模式，取数据库的模式和存储结 构独立。 分歧的使用法式无时能够共用统一个外模式。 小结（续） 二级映象 包管了数据库外模式的不变性，从而从底层包管了 使用法式的不变性，除非使用需求本身发生变化， 不然使用法式一般不需要点窜。 数据取法式之间的独立性，使得数据的定义和描述 能够从使用法式平分离出去。 果为数据的存取由DBMS办理，用户不必考虑存取 路径等细节，从而简化了使用法式的编制，大大减 少了使用法式的维护和点窜方面的工做。 第1章 竣事 歇息一下。。。