田绪红-数据库技术及应用教程课件.ppt

数据库应用技术,授课教师： 吴小红 联系方式: 信息学院 509,关于教材,数据库技术及应用教程 田绪红 等 编 数据库原理及应用 上机实验指导与习题,教材及实验指导书 以班为单位到教材中心领取,课时安排,总学时数：56（其中上课32，上机24） (1)上课：1-16周； (2)实验：从第4-15周.,学习方式,授课 （课堂讲授式、小组讨论式） 读书 （课前预习、课后复习） （练习、实验报告）,课程的考核,评分标准： 平时成绩： （30%） 实验、作业、课堂提问、考勤 期末考试： （70%）,实验课教学安排,实验课安排在理论课教学开始后的第4周进行。 实验教学以实验指导书提供的实验为主。 实验1至实验10为必选实验内容，要求在实验指导书上填写实验报告； 实验11为选做内容；,考核方式,课堂出勤(15%) 课堂实验(15%) 期末考试(70%) 加分： 回答课堂提问, 提出对教学有帮助的建议和意见,课程要求,一定要阅读教材, 一定要有信心， 尽量不要逃课 上课时间请关闭你的手机等，严格遵守课堂纪律，尤其注意保持安静 实验环节非常重要，务请不要无故旷课,欢迎随时提出你对课程的意见！ 课程学习过程中有困难、疑问，请及时告诉老师，老师一定会尽力帮助你们！,学习目标,掌握数据库系统的基本概念和理论 掌握关系、关系规范化基本概念和理论 掌握数据库设计方法与步骤 掌握关系代数运算规则及应用 掌握标准语言SQL语法及应用 掌握ACCESS数据库软件操作方法 掌握程序设计技术 掌握数据库应用系统开发技术 过计算机二级（ACESS）,学习目的,程序设计、数据处理 期末考试 全国计算机等级考试access 3月、9月,课程综述,第一章 数据库系统概述 第二章 关系数据库 第三章 Access数据库管理系统 第四章 表的操作 第五章 数据库设计 第六章 数据查询 第七章 关系数据库标准语言SQL 第八章 数据库应用开发技术 第九章 VBA程序设计 第十章 网上书城信息管理系统综合实例 第十一章 数据库保护 第十二章 数据库技术新进展,数据库是什么?,在学习Access数据库之前，先了解一下什么是“数据库”。 举个例子来说明这个问题：每个人都有很多亲戚和朋友，为了保持与他们的联系，我们常常用一个通讯录将他们的姓名、地址、电话等信息都记录下来，这样要查谁的电话或地址就很方便了。这个“通讯录”就是一个最简单的“数据库”，每个人的姓名、地址、电话等信息就是这个数据库中的“数据”。我们可以在“通讯录”这个“数据库”中添加新朋友的个人信息，也可以由于某个朋友的电话变动而修改他的电话号码这个“数据”。不过说到底，我们使用通讯录这个“数据库”还是为了能随时查到某位亲戚或朋友的地址、邮编或电话号码这些“数据”。 实际上“数据库”就是为了实现一定的目的按某种规则组织起来的“数据”的“集合”，在我们的生活中这样的数据库可是随处可见的啊。,通讯录示例,数据库应用实例,1图书管理系统 2成绩管理系统 3排课管理系统 4学籍管理系统 5教师管理系统 6招生管理系统 7学生评语管理系统,数据库应用实例,1销售管理系统 2工资管理系统 3教材征订信息系统 4旅游资源及线路管理系统 5人事管理信息系统 6同学录系统 7移动电话客户信息管理系统,数据库的地位,数据库技术产生于六十年代末，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。,数据库应用例1,如航空售票系统，包括的数据项： 1）座位预定信息：座位分配、座位确认等 2）航班信息：航班号、飞机型号、机组号、起飞地、目的地、起飞时间、到达时间等。 3）机票信息：票价、折扣、有无等。 系统工作： 1）查询：某一时间内从某个指定地到另一指定地的航班，是否有可以选择的座位、飞机型号、票价、折扣等。 2）更新：登记航班、分配座位等 3）统计：统计经常乘坐某一航班的乘客信息等。,数据库应用例2,图书管理系统，包括的主要数据项： 1）图书信息：书号、书名、作者姓名、出版日期等 2）作者信息：姓名、性别、住址、电话等 3）出版社信息：名称、地址、社长、电话等 4）读者信息：姓名、借书号、借书数量等 管理工作： 1）查询：查看图书、检索指定作者的图书、检索指定出版社出版的图书等。 2）更新：新书登记、作者信息等,教学目的与学习方法,教学目的 系统的掌握数据库技术的基本概念、理论及设计方法 通过上机实习，掌握至少一种主流关系数据库的操作 培养在复杂应用环境中实施数据库设计的能力 学习方法 本课程内容由理论和应用两部分组成。理论部分概念 多，较难理解与掌握；应用部分命令多，难于记忆但易 于掌握。 学习理论部分，注意掌握基本概念与方法。 学习应用部分，注意掌握SQL语言基本命令的功能、 使用方法及其Access2003数据库的操作与使用方法。,约法三章 1.不听课可以,一定要保持安静 2.不会每次点名查考勤,如缺勤以一当十 3.迟到的同学请走后门入教室 ,迟到2次相当于旷课一次,第1章数据库系统概述,本章提纲,1.数据管理技术的产生和发展 2.数据库系统 3.数据模型 本章没有难点，重点是数据库系统和数据模型中的关系模型,数据库技术发展，数据库系统的概念、特点、组成，数据模型,1.1 数据管理技术的产生和发展,数据处理也称为信息处理。所谓数据处理，实际上就是利用计算机对各种类型的数据进行加工处理。它包括对数据的采集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、加工、统计和传输等一系列操作过程。 随着计算机软件、硬件技术的发展，数据处理量的规模日益扩大，数据处理的应用需求越来越广泛，数据管理技术的发展也不断变迁，经历了从人工管理、文件系统、数据库管理三个阶段。,1.1 数据管理技术的产生和发展,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) 数据库管理阶段(20世纪60年代末-现在) 工程数据库系统：与工程领域结合 图形数据库系统：与图形应用结合 图像数据库系统：与图像应用结合 统计数据库系统：与工程应用结合 知识数据库系统：与人工智能应用领域结合 分布式数据库系统：与网络应用结合 并行数据库系统：与多机并行应用结合 面向对象数据库系统：与面向对象方法结合 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 计算机软件的发展,什么推动了数据库的发展？,磁盘容量的发展,1.1.1 人工管理阶段,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 特点 数据的管理者：用户（程序员），数据不保存 数据面向的对象：某一应用程序 数据的共享程度：无共享、冗余度极大 数据的独立性：不独立，完全依赖于程序 数据的结构化：无结构 数据控制能力：应用程序自己控制,人工管理阶段,20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。 硬件存储设备主要有磁带、卡片机、纸带机等，还没有磁盘等直接存取的存储设备。 软件上也处于初级的阶段，没有操作系统（OS）和管理数据的工具。 数据处理方式是批处理。 数据的组织和管理完全靠程序员手工完成。,1.1.1 人工管理阶段,没有支持数据管理的软件 在程序中要规定数据的逻辑结构和物理结构，数据与程序不独立 数据组织面向应用，数据不能共享，数据重复 数据处理 批处理。,人工管理阶段,人工管理阶段出现在计算机应用于数据管理的初期。由于没有必要的软件、硬件环境的支持，用户只能直接在裸机上操作。应用程序中不仅要设计数据的逻辑结构，还要阐明数据在存储器上的存储地址。 在这一管理方式下，应用程序与数据之间相互结合不可分割，当数据有所变动时程序则随之改变，独立性差；另外，各程序之间的数据不能相互传递，缺少共享性，因而这种管理方式既不灵活，也不安全，编程效率较差。,人工管理阶段：20世纪50年代中期以前，没有磁盘，没有操作系统,该阶段数据管理效率很低，特点： （1）数据管理由应用程序完成 （2）数据不能共享 （3）应用程序与数据之间缺少独立性 （4）数据不能保存,1.1.2.文件管理阶段,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 特点 数据的管理者：文件系统，数据可长期保存 数据面向的对象：某一应用程序 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：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序 数据控制能力：应用程序自己控制,1.1.2 文件管理阶段,20世纪50年代末-60年代中 文件管理阶段即把有关的数据组织成一种文件，这种数据文件可以脱离程序而独立存在，由一个专门的文件管理系统实施统一管理。 在这一管理方式下，应用程序通过文件管理系统对数据文件中的数据进行加工处理。应用程序与数据文件之间具有一定的独立性，因此比手工管理方式前进了一步。 但是，数据文件仍高度依赖于其对应的程序，不能被多个程序所共享。由于数据文件之间不能建立任何联系，因而数据的通用性仍然较差，冗余量大。,1.1.2文件管理阶段,20世纪50年代后期到60年代中期，计算机应用领域拓宽，不仅用于科学计算，还大量用于数据管理。 在文件系统阶段中，计算机外存储器有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备。 计算机软件的OS中己经有了专门的管理数据软件，即所谓的文件系统。 文件系统的处理方式不仅有文件批处理，而且还能够联机实时处理。,这一时期的数据管理技术具有如下特点： 数据可长期保留在外存上供反复使用 数据管理由文件管理系统完成 文件的形式已经多样化 数据的存取基本以记录为单位 (5)数据共享性差、冗余度大,数据不一致 (6)程序和数据之间有了一定的独立性,文件系统阶段：20世纪50年代后期到60年代中期，出现磁盘、磁鼓，操作系统,1.1.3数据库管理阶段,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,1.1.3数据库管理阶段,20世纪60年代后期，计算机被越来越多地应用于管理领域，且规模越来越大，因此数据量也急剧增长。 人们对数据共享的要求越来越强烈。 “数据库”的概念应运而生。, ,1.1.3 数据库管理阶段数据处理的特点是： （1）数据整体结构化。 （2）数据共享性高。 （3）具有很高的数据独立性。 （4）数据由DBMS统一管理和控制。 在数据库系统阶段应用系统与数据之间的关系如图所示 ：,例如：要建立学生成绩管理系统，系统包含学生(学号、姓名、性别、系别、年龄)、课程(课程号、课程名)、成绩(学号、课程号、成绩)等数据，分别对应三个文件。采用文件处理方式，因为不同文件记录之间无联系，要想查找某个学生的学号、姓名、所选课程的名称和成绩，必须编写程序来实现。而数据库系统不仅描述数据本身，还描述数据之间的联系，上述查询可以非常容易地联机查到。, 数据结构化 在文件系统阶段，只考虑了同一文件记录内部数据项之间的联系，而不同文件的记录之间是没有联系的，也就是说，从整体上看数据是无结构的。 在数据库中，实现了整体数据的结构化，把文件系统中简单的记录结构变成了记录和记录之间的联系所构成的结构化数据。在描述数据的时候，不仅要描述数据本身，还要描述数据之间的联系。 数据之间的联系通过存取路径来实现，把相关的数据有机地组织在一起。, 数据共享性高 数据库中的数据是考虑所有用户的数据需求、面向整个系统组织的，而不是面向某个具体应用的。因此数据库中包含了所有用户的数据成分，但每个用户通常只用到其中一部分数据。不同用户所使用的数据可以重叠，同一部分数据也可为多用户共享，如图所示。,减少了数据冗余 在数据库方式下，用户不是自建文件，而是取自数据库中的某个子集，它并非独立存在，而是靠DBMS从数据库中映射出来的，所以叫做逻辑文件。如图所示，用户使用的是逻辑文件，因此尽管一个数据可能出现在不同的逻辑文件中，但实际上的物理存储只可能出现一次，减少了数据冗余。,(3) 有较高的数据独立性 数据独立性是指数据库中的数据与应用程序之间不存在依赖关系，而是相互独立的。应用程序中的数据是逻辑文件,数据库管理系统实现逻辑文件到应用文件的映射.,(4) 完备的数据控制功能 数据库中的数据不仅要由数据库管理系统进行统一的管理，同时还要进行统一的控制。主要的控制功能有： 数据的完整性 数据的安全性 并发控制 数据库的恢复,数据管理历史,人工管理阶段：应用程序与数据之间缺少独立性 文件管理阶段 ：应用程序与数据文件之间具有了一定的独立性（数据冗余、数据不一致、数据联系弱 ） 数据库管理阶段 ：对相关数据实行统一规划管理(结构化，共享性，控制),1.2 数据库系统,1.2.1 基本概念 1.数据(data) 2.数据库(dababase) 3.数据库管理系统(dbms) 4.数据库系统(dbs) 这四个基本概念既有联系又有区别，考试中经常涉及！,1.2 数据库系统 p3,1.2.1基本概念 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统 1.数据(Data) 数据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、学生的档案记录、货物的运输情况等 从计算机的角度看，数据泛指那些可以被计算机接受并能被计算机处理的符号，是数据库存储的基本对象。,1.2数据库系统p3,在计算机中，为了存储和处理这些数据，就要抽出对这些数据感兴趣的特征组成一个记录来描述。,1.2.1基本概念,补充：信息（Information） 信息是客观事物属性的反映。它所反映的是关于某一客观系统中某一事物的某一方面属性或某一时刻的表现形式。 通俗地讲，信息是经过加工处理并对人类客观行为产生影响的事物属性的表现形式。 数据是信息的具体表现形式。 补充：数据管理: 对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护.,数据举例,数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的。 例如 93是一个数据 语义1：学生某门课的成绩 语义2：某人的体重 语义3：计算机系2009级学生人数 例如学生档案中的学生记录（李明，男，19890205，江苏南京市，计算机系，2008） 语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在院系、 入学时间,2. 数据库(DB)：储存在计算机存储设备上，结构化的相关数据的集合。,3. 数据库管理系统(DBMS)：位于用户与操作系统之间，帮助用户建立、使用、管理数据库的数据管理软件。 主要功能：数据定义、数据操纵、数据库运行管理、数据库建立与维护等。,4.数据库系统(DBS)：一般由硬件、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（DBA）和用户构成。,2.数据库(补充),数据库(DataBase，简称DB)是数据库系统的核心部分，是数据库系统的管理对象。 数据库，是存放数据的仓库。是以一定的组织方式将相关的数据组织在一起，长期存放在计算机内，可为多个用户共享，与应用程序彼此独立，统一管理的数据集合。,3.数据库管理系统(补充),数据库管理系统(DataBase Management System)简称 DBMS，是用户和数据的接口,位于用户于操作系统之间. DBMS的主要功能包括: 数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护。,3 数据库管理系统(补充) 1）数据定义语言(Data Definition Language简称DDL)，定义数据库中的数据对象。 （2）数据操纵语言(Data Manipulation Language简称DML)，实现对数据库中的数据进行存取、检索、插入、修改和删除等操作。 （3）数据库的运行管理 数据库在建立、运用和维护时由数据库管理系统统一管理、统一控制，以保证数据的安全性、完整性、实现多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。 (4)数据库的建立和维护功能 数据库初始数据的输入、转换，数据库的转储、恢复，数据库的重组织和性能监视、分析功能等。 这些功能通常是由一些实用程序完成的。,数据库管理阶段：数据完全独立,目前，流行DBMS软件大多采用关系模型。 常见DBMS：Oracle, IBM DB2, Informix, Sybase, FoxPro, SQL Server, Access等。,4.数据库系统(DBS),DataBase System，简称DBS，是指在计算机系统中引入数据库后构成的系统。 DBS 除必要的计算机软硬件外，主要包括数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户等。,1.2.2 数据库系统的特点,1. 数据的共享性好 2.数据的独立性强 3.数据结构化 4.统一的数据控制功能,1.2.2数据库系统的特点,数据结构化 整体数据的结构化是数据库的主要特征之一 整体结构化面向全组织, 数据之间具有联系，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 数据的共享性高，冗余度低，易扩充 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 数据由DBMS统一管理和控制,1.2.3 数据库系统的组成,数据库系统主要由5部分组成：数据库管理系统及相关软件、数据库管理员、数据库应用系统、 数据库和用户。数据库系统可以用下图表示。,1.2.3 数据库系统的组成,系统分析员,思考？,有一个学生成绩管理系统，是用VB和Access来完成的，VB是用来开发前台，而Access是用来管理后台的数据库，该数据库的名字叫“学生信息管理”，该数据库下有一个表叫“选课”，由学号，选修课名称，成绩组成。该数据存在学校主机房的一台名为Data的服务器上，由张三专门负责维护。 对于以上的描述，请找出什么是数据库，什么是数据库管理系统，什么是应用开发工具，什么是数据库系统。,有 关 术 语,(DataBase):长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。 (DataBase Management System)： (DataBase System) (DataBase Administrator),1.2.4数据库系统的抽象级别,DBMS中的数据被描述为逻辑模式、物理模式、外模式三级抽象。 （1）逻辑模式：描述存储在数据库中的所有关系，这些关系包括实体信息以及联系信息。 .(第5章 ) （2）物理模式：描述逻辑模式中的关系在磁盘和磁带等二级存储设备上是如何实际存储的。 （3）外模式：为终端用户需求而设计.,DBMS中的抽象级别,逻辑模式与物理模式一一对应,一个逻辑模式可与多个外模式对应,1.2.4 数据库系统的抽象级别 (补充) 数据库系统在总的体系结构上具有外部级、概念级、内部级三级结构的特征，这种三级结构也称为“三级模式结构”，或“数据抽象的三个级别”。 数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成，如图所示：,数据库系统的体系结构(补充),数据库系统三级模式体系结构:外模式,模式,内模式 逻辑模式(概念模式) :它是介于内模式与外模式之间的层次，与结构数据模型对应，由数据库设计者综合各用户的数据，按照统一的观点构造的全局逻辑结构，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述。是所有用户的公共数据视图（表）. 一个数据库中只有一个概念模式 内模式(存储模式、物理模式)：是数据库中全体数据的内部表示，描述了数据的存储方式和物理结构。即数据库的“内部视图”。（文件） 一个数据库中只有一个内模式 . 外模式(用户模式、子模式)：对应于用户级，是某个或某几个数据库用户所看到的数据库的数据视图，一个概念模型可以有若干个外模式,外模式是与某一应用有关的数据的逻辑结构和特征描述。(视图),1.3 数据库系统的体系结构,数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成 。,模式：也称逻辑模式。介于内模式与外模式之间，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述。一个数据库中只有一个逻辑模式。,例如：,教师,教研室,系,学院,学院教师数据库,外模式(用户模式、子模式)：对应于用户级，是某个或某几个用户所看到的数据库的数据视图，一个逻辑模型可以产生若干个外模式。,例如：,教师,教研室,系,学院,外模式1,外模式2,多种模式,逻辑模式,内模式(存储模式、物理模式)：是数据库中全体数据的内部表示，描述了数据的存储方式和物理结构。一个数据库中只有一个内模式。 内模式是针对计算机的，用户可不必关心。,两级映射功能,为实现三个层次间的转换与联系，数据库系统在三个模式间提供了两级映射：,所谓数据描述，就是以“数据”符号的形式，从满足用户需求出发，对客观事物属性和运动状态进行描述。 数据的“描述”既要符合客观现实，又要适应数据库原理与结构，同时也适应计算机原理与结构。 三个数据范畴：现实世界、信息世界和计算机世界。,1.3 数据模型 1.数据模型： 数据与数据之间存在着一定联系，数据模型就是对数据以及数据间联系和约束条件的全局性描述。 2.数据模型分类：,本节介绍的都属于逻辑模型,典型代表是ER模型,实体型,实体集,补充：概念数据模型（第5章）,实体相关概念,实体值,例如 学生实体集中，学生是一个实体类型，而具体的人张三、李四是实体值；学号、姓名、年龄是属性而3567、张三、19是对应的属性值,补充：概念数据模型（第5章）,1对1联系,多对多联系,三种基本联系,1对多联系,补充：概念数据模型（第5章）,实体的图示：矩形,联系的图示：菱形,ER模型图示：ER图,属性的图示：椭圆,1.3 数据模型,事物与事物之间存在着一定联系，数据模型就是反映事物与事物之间联系的数据组织结构和形式。,两大类数据模型： 概念模型。它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。 逻辑模型和物理模型。 .逻辑模型主要包括层次、网状、关系、面向对象模型，是按计算机系统的观点对数据建模； .物理模型是描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，是面向计算机系统的。,例如：学生是某个专业某个班的，有相关记录描述。学生上计算机课，与老师之间又有相关记录描述。两组数据之间是有联系的。且每个学生的学号是唯一的.,从现实世界到概念模型的转换是由数据库设计人员完成的，从概念模型到逻辑模型的转换可以由数据库设计人员完成，也可以用数据库设计工具协助设计人员完成，从逻辑模型到物理模型的转换一般是由DBMS完成的。,现实世界 (客观存在的事物及其相互间联系） 信息世界 (人们对客观事物的反映通过符号记录下来) 计算机世界 (将信息世界的数据描述成计算机处理的数据形式。),数据模型的组成，包含三方面的内容： 数据结构 通常按照其结构类型(层次结构、网状结构和关系结构)来命名数据模型。 数据操作 如数据的检索、插入、删除和修改等。 数据约束条件 如在学生数据库中，学生的年龄不得超过40岁。,常用的数据模型： 层次模型 网状模型 关系模型 面向对象模型,1.3.1数据模型的组成,1.3 数据模型,数据模型（Data Model），现实世界数据特征的抽象。 在数据库中用Data Model来抽象、表示、处理现实世界的数据和信息。 从客观现实到计算机的抽象，数据的转换过程如图：,逻辑模型,物理模型,1.3 数据模型 p5,1.3.1 基本组成 数据模型是严格定义的一组概念的集合。 1、数据结构 系统的静态特性的描述 2、数据操作 系统的动态特性的描述,是指对数据库的检索和更新（包括插入、删除、修改）操作 3、数据约束 一组完整性规则的集合。 给出数据及其联系所具有的制约和依赖规则,这些规则用于限定数据库的状态及状态的变化，以保证数据库中数据的正确、有效和安全,1.3 数据模型,最常用的数据模型 1、层次模型 2、网状模型 3、关系模型 4、面向对象模型 层次模型用树结构来表示数据之间的联系； 网状模型用图结构来表示数据之间的联系； 关系模型用二维表来表示数据之间的联系。,1.3.2层次模型：,通过树型结构表示实体与实体之间的联系，主要特征： (1) 有且只有一个结点没有双亲结点，该结点称为根结点。 (2) 根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。 每一个结点表示一个记录类型，结点之间的连线表示记录类型间的联系。这种父子之间的联系这使得该模型只能处理一对多的联系。,层次数据库模型,优点:简单直观处理方便算法规范 缺点 :不能表示较复杂数据结构,1.3.2 层次模型 层次模型（Hierarchical Model）是数据库系统中最早采用的数据模型，它是通过从属关系结构表示数据间的联系，层次模型是有向“树”结构。 其主要特征如下： （1）有且仅有一个无父结点的根结点。 （2）根结点以外的子结点，向上有且仅有一个父结点，向下可有若干子结点。,难以表示多对多联系,1.3.3网状模型：,层次模型是网状模型的一个特例，网状模型是层次模型的扩展，表示多个从属关系的层次结构，其主要特征： (1) 允许一个以上的结点无双亲 。 (2) 至少有一个结点有多于一个的双亲。 每一个结点表示一个记录类型，结点之间的连线表示记录类型间的联系。该模型可实现一对多和多对多的联系。,通过网状结构表示实体与实体之间的联系,优点:能表示较复杂数据结构 缺点 :概念和结构上都比较复杂,实现的算法难规范化.,学生,学生宿舍,教研室,系,教师,网状数据库模型,1.3.3 网状模型 网状模型（Network Model）是层次模型的扩展，它表示多个从属关系的层次结构，呈现一种交叉关系的网络结构，网状模型是有向“图”结构。 其主要特征如下： （1）允许一个以上的结点无父结点。 （2）一个结点可以有多于一个的父结点。,当实体联系较多时，结构就会很复杂，不易掌握,1.3.4 关系模型 关系模型（Relational Model）的所谓“关系”是有特定含义的。 关系模型是用“二维表”表示事物以及事物间的联系。,目前的主流模型，access就是采用该种模型，也是本书讲授的重点。,“学生”关系,1.3.4关系模型：,现在主流数据库大都是基于关系模型的数据库系统。关系模型用二维表表示事物间的联系，它由行和列组成。 例如：下表就是关系模型结构。表中每一行可看成独立的记录，它们共同构成了学生关系的全部内容。,学生关系数据模型,通过二维表结构表示实体与实体之间的联系,1.3 数据模型,1.3.4 关系模型 关系模型（Relational Model）的所谓“关系”是有特定含义的。 关系模型的所谓“关系”虽然也适用于这种一般的理解，但同时又特指那种虽具有相关性而非从属性的按照某种平行序列排列的数据集合关系。关系模型是用“二维表”表示事物间的联系。,某超级市场员工分布情况表,关系模型是用二维表结构来表示实体与实体之间联系的数据模型，是目前最常用的数据模型之一。目前大多数数据库管理系统都是基于关系模型的，如Access就是一种关系数据库管理系统。一个关系对应一张二维表。,特征:,关系中每项数据项不可再分,是最基本的单位, 每一竖列是同属性的,列数根据需要设定,且各列的顺序任意, 每行由一个事物的诸多属性组成,行数根据需要来定,且各行顺序是任意的. 优点 与非关系模型不同,建立在严格的数学概念基础上 概念单一 存取路径对用户透明,1.3 数据模型,1.3.5 面向对象模型 面向对象模型(Object Oriented Model)最基本的概念是对象（Object）和类（Class）。在面向对象模型中，对象是指客观的某一事物，其对对象的描述具有整体性、完整性，对象不仅包含描述它的数据，而且还包含对它进行操作的方法的定义，对象的外部特征与行为是封装在一起的。其中，对象的状态是该对象属性集，对象的行为是在对象状态上操作的方法集。共享同一属性集和方法集的所有对象构成了类。,1.3.5面向对象模型,面向对象概念与数据库技术的结合，由于该模型相对比较复杂，因此尚未达到关系模型的普及程度。 特征: 每个对象有一个唯一不变的标识符,称为对象标识符.他独立于对象实际值. 对象创建时系统分配对象标识符,在整个生命周期,对象标识符不变. 形式上如一个二元组(oid ,val) 即 (对象标识符,值),例如: (#00032, SSN:111-22-3333, name:Joe, PhoneN:,”02085283546”, Employee:#00045,#0007),1.3.5 面向对象模型 在面向对象模型中，对象是指客观的某一事物，对象不仅包含描述它的数据，而且还包含对它进行操作的方法的定义，对象的外部特征与行为是封装在一起的。,1.3.6 对象关系模型 兼具对象，关系两种模型的特征， 可以更容易的实现关系模型和对象模型的转换。,未来发展趋势，会从关系模型逐步过渡到对象模型。对象模型包括以下两种：,1.3.6对象关系模型,对象模型与对象关系模型的区别: 对于对象关系模型,每个对象实例的顶层结构总是元组.而对于对象模型,每个对象的顶层结构可以是任意类型值. 对象关系模型与传统关系模型区别 传统关系模型中元组只能取简单值,对象关系模型的元组可以是任意值.,综合上述 数据模型是数据库系统设计的核心，它规范了数据库中数据的组织形式，表示了数据及数据间的联系，数据模型的好坏直接影响数据库的性能。 层次模型和网状模型属早期模型，已逐渐淡出市场，目前流行的数据库软件大多使用关系模型。面向对象模型则是未来的一个发展方向。,数据库(DB)：是数据库系统的核心部分，是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。,几个概念小结:,数据库系统(DBS)：包括数据库管理系统，数据库及其它相关设备和人员。,数据库管理系统(DBMS)：是管理数据库的软件的集合，是用户访问数据库的接口。,数据(Data)：是数据库中存储的基本对象。,四种模型： 层次模型 网状模型 关系模型 面向对象模型,三级体系结构： 外模式 逻辑模式 物理模式模式,两级映射： 外模式/ 逻辑模式映像 逻辑模式/ 物理模式映像,现在流行什么？,层次模型 网状模型 关系模型 面向对象模型,二级(ACCESS)笔试题,选择题 文件系统与数据库系统项比较，其缺陷主要表现在数据联系弱、数据冗余和（ C ） A 数据存储量低 B 处理速度慢 C 数据不一致 D 操作繁琐,选择题 下述各项中，属于数据库系统的特点的是（ C ） A 存储量大 B 存取速度快 C 数据共享 D 操作方便,选择题 在数据库系统中，数据独立性是指（ C ） A 用户与计算机系统的独立性 B 数据库与计算机的独立性 C 数据与应用程序的独