《数据库苗雪兰》PPT课件

1、内方式，外方式的概念n数据库技术的本质是变换, 数据库管理系统DBMS经过两级变换来完成3层方式之间的联络.n3层方式:n 外方式, 概念方式, 内方式n两级转换:n 外方式 概念方式 内方式 .外方式n定义: 面向用户的,尽量满足详细用户需求的方式.n例如: 针对学校各职能部门,所建立的数据方式:n人事处登记表: n序号,姓名,性别,年龄,职称,单位,工龄,工资等n科研处教师科研情况登记表:n序号,姓名,年龄,职称,单位,科研工程称号,经费等.n教务处教师任课情况表n序号,姓名,年龄,职称,单位,课程名,学时等n财务处教师工资表:n序号,姓名,单位,工资,工龄工资,房租,水电等 .概念方式n

2、定义: 面向系统整体,归纳综合一切用户需求.n 例如:n 序号,姓名,性别,年龄,职称,单位,工龄,工资,科研, 经费,课名,学时,房租,水电等n归纳综合出运用于一切用户情况的数据方式n 工龄工资:可根据工龄算出,所以不用有. .内方式n定义: 面向物理存储,仅思索物理组织的最正确方式,从详细的物理环境和概念方式的实践情况思索采用相应的战略,又称物理方式.n例如: 可采用四个表来存放数据:n自然文件(运用频率高):序号,姓名,性别,年龄,职称,单位n工程文件: 序号,工程称号,经费n教学文件: 序号,课名,学时n工资文件: 序号,工资,工龄,房租,水电n人事数据:可从自然文件和工资文件中获得

3、.数据库管理系统所提供的言语通常由3部分组成： 数据描画言语(DDL：Data Description Language), 数据支配言语(DML: Data Manipulation Language), 其它的管理和控制程序。数据描画言语：用于定义数据库构造的言语。如：sql中的create table数据支配言语：用于支配数据库的言语。如：sql中的insert,delete ,update等 .DDL 与 DML 的概念数据方式DDL与DML(运用程序)内方式影射数据方式和DML到物理数据库物理数据库外方式概念方式内方式DBMS构造的了解图1.3n用户与数据库打交道时除了逻辑数据构造外

4、，还用数据描画言语和数据支配言语作为交流的工具。n内方式处置将逻辑构造数据转换为物理构造数据内方式数据，将DML操作转换为支配物理数据的文件操作。n数据库管理员DBA(Database Administrator)担任设计，实现和控制数据库环境，并担任数据库的平安性和完好性。n由DBMS支持的数据言语必需在通用的意义上满足数学运算及其工具特性的一切意义上和实际上的要求。这些言语应可从两方面运用，一方面作为独立的查询言语，另一方面作为数据子言语被嵌入在一个普通的程序设计言语中。第二章第二章 数据模型与概念模型数据模型与概念模型2.1 信息的三种世界及其描画n信息的现实世界n 指我们要管理的客观存

5、在的各种事物、事物之间的相互联络及事物的发生、变化过程。经过实体、特征、实体集及联络进展划分和认识。n信息世界n 当事物用信息来描画时即进入信息世界。用到的术语有：实例、属性、对象或实体型、对象间的联络、概念模型。n信息的计算机世界n 信息世界中的信息经过数字化处置构成计算机可以处置的数据就进入了计算机世界。用到的术语有：数据项、记录、文件、数据模型。2.2 概念模型及表示概念模型是将数据从现实世界向笼统世界转换的概念模型是将数据从现实世界向笼统世界转换的第一步模型。第一步模型。现实世界现实世界信息世界、概念模型信息世界、概念模型机器世界、机器世界、DBMS支持的支持的数据模型数据模型认识和笼

6、统认识和笼统转换转换2.2.1 概念模型的根本概念n实体(Entity)：客观存在并可以相互区分的事物，例如人、物、实践的对象、某些概念或事物之间的联络。n属性(Attribute)：实体所具有的某一特征，一个实体可以由假设干个属性来描写。n码(Key)：独一标识实体的属性集。n域(Domain)：某个(些)属性的取值范围。n实体型(Entity Type)：具有一样属性的实体具有共同的特征和性质，用实体名及其属性名集合来笼统和描写同类实体，称为实体型。例如：学生(学号、姓名、年龄、性别、系、年级)是一个实体型。信息世界涉及到的主要概念：信息世界涉及到的主要概念：2.2.1 概念模型的根本概念

7、n实体集(Entity Set)：同型实体的集合称为实体集。如，全体学生就是一个实体集。n联络(Relationship)：两类n实体内部的联络，如组成实体的属性之间的联络。n实体之间的联络。n两个实体型之间的联络可分为三类：n1对1联络(1:1)n1对多联络(1:n)n多对多联络(n:n)n概念模型反映实体型及其联络的构造方式实体联络的类型n1对1联络n定义：假设对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联络，反之亦然，那么称实体集A与实体集B具有一对一联络，记为1:1。n例子：部门 - 经理实体联络的类型n1对多联络n定义：假设对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体

8、(n0)与之联络，反之，对于对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只需一个实体与之联络，那么称实体集A与实体集B具有一对多联络，记为1:n。n例子：部门 - 职工实体联络的类型n多对多联络n定义：假设对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体(n0)与之联络，反之，对于对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体(m0)与之联络，那么称实体集A与实体集B具有多对多联络，记为m:n。n例子：工程 - 职工实体联络的类型实体型A联络名实体型B实体型A联络名实体型B实体型A联络名实体型B111nmn(a) 1:1的联络(b) 1:n的联络(c) m:n的联络实体型之间的联络表示图实体

9、型之间的联络表示图1校长校长管理管理学校学校11班班学习学习学生学生nm学生学生选课选课课程课程n实体型之间的联络表示图实体型之间的联络表示图实体联络的类型n普通地，两个以上实体型之间也存在着一对一、一对多和多对多的联络，课程教员参考书讲授1mn三个实体型之间的一对多关系供应商工程零件供应pmn三个实体型之间的多对多关系多个实体型之间的关系多个实体型之间的关系实体联络的类型n同一实体集内的各实体之间可以有某种联络职工指点1n同一实体集内同一实体集内一对多联络一对多联络2.2.2 概念模型的表示方法n概念模型的表示方法最常用的是实体-联络方法(Entity-Relationship Approa

10、ch)，是P.P.S. Chen于1976年提出的，该方法是用E-R图来描画某一组织的概念模型。nE-R方法是笼统和描画现实世界的有力工具。n用E-R表示的概念模型与DBMS所支持的数据模型相独立，是各种数据模型的共同根底2.2.2 概念模型的表示方法n其要点如下：n运用长方形来表示实体型，框内写上实体名。n椭圆型表示实体的属性，并用无向边把实体和属性衔接起来。n用菱形表示实体间的联络，菱形框内写上联络名，用无向边把菱形分别与有关实体相衔接，在无向边旁标上联络的类型，假设实体之间联络也具有属性，那么把属性和菱形也用无向边衔接上。E-R图描画概念模型，E-R方法也称为E-R模型。 学生学生学号学

11、号姓名姓名出生出生日期日期专业专业性别性别系别系别课程课程课程号课程号课程名课程名学分学分m学生学生学号学号姓名姓名出生出生日期日期专业专业性别性别系别系别课程课程课程号课程号课程名课程名学分学分选课选课n2.2.2 概念模型的表示方法2.2.2 概念模型的表示方法学生学号姓名年龄性别系年级学生实体及属性学生实体及属性供应商工程零件供应1mn供应量实体和实体实体和实体之间联络之间联络职工指点1n同一实体集内同一实体集内一对多联络一对多联络2.2.2 概念模型的表示方法举例：用举例：用E-R图表示某个工厂的物资管理的概念模型图表示某个工厂的物资管理的概念模型实体有：实体有：仓库：属性有仓库号、仓

12、库面积、号码。仓库：属性有仓库号、仓库面积、号码。零件：属性有零件号、称号、规格、单价、描画。零件：属性有零件号、称号、规格、单价、描画。供应商：属性有供应商号、姓名、地址、号、帐号。供应商：属性有供应商号、姓名、地址、号、帐号。工程：属性有工程号、预算、开工日期。工程：属性有工程号、预算、开工日期。职工：属性有职工号、姓名、年龄、职称。职工：属性有职工号、姓名、年龄、职称。2.2.2 概念模型的表示方法实体之间的联络如下：实体之间的联络如下：一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放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。某种零件在某个仓库中的数量在多个仓库中。某种零件在某个

13、仓库中的数量用库存量描画。用库存量描画。一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只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任务。能在一个仓库任务。职工之间具有指点被指点的关系，即仓库主任指职工之间具有指点被指点的关系，即仓库主任指点假设干保管员。点假设干保管员。 2.2.2 概念模型的表示方法n假设某个部门的概念模型中涉及的实体和实体属性较多,可以把实体及其属性在另一个图上画出仓库仓库号面积号实体及其属性图2.2.2 概念模型的表示方法供应商工程零件供应供应量库存仓库库存量职工指点任务mnpmn1n1n实体及其联络图2.3 常见的三种数据模型2.3.1数据模型概述数据模型概述数据

14、库不仅反映数据本身的内容，同时也数据库不仅反映数据本身的内容，同时也反映数据之间的关系联络。反映数据之间的关系联络。在数据库中是用数据模型来对现实世界进在数据库中是用数据模型来对现实世界进展笼统的。展笼统的。数据模型是数据库系统中用于提供信息表数据模型是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的方式架构。示和操作手段的方式架构。2.3.1 数据模型 n数据模型Data Modeln 数据模型是一种现实世界数据特征的笼统，是对现实世界的模拟。也就是说用数据模型可以笼统、表示和处置现实中的数据和信息。n数据模型应满足三方面的要求：n1能比较真实地模拟现实世界；n2容易被人们了解；n3便于在计算机上实

15、现。2.3.1 数据模型概述根据运用目的，模型分为两个层次：概念模型(信息模型)：从用户观念来看，要求概念简单，表达明晰，易于了解，是第一层笼统数据模型(网状、层状、关系)：从计算机观念来看，要求有严厉语法和语义的言语对数据进展严厉的方式化定义、限制和规定，以便将其转变为计算机可以了解的格式2.3.1 数据模型概述 数据模型是严厉定义的概念的集合，这些概念准确地描画系统的静态特性、动态特性和完好性约束条件。数据构造数据操作数据的约束条件2.3.1 数据模型概述1. 数据构造：(最重要)研讨对象类型的集合分为两类:A.与数据类型、内容、性质有关的对象B.与数据之间联络有关的对象数据模型的命名普通

16、是由数据构造决议的，如网状、层状、关系2.3.1 数据模型概述2. 数据操作：指对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作和相关的操作规那么操作分为两大类：检索和更新(删除、插入、更改)对数据模型来说，要求定义这些操作确实切含义、操作符号、操作规那么(如优先级别)以及实现操作的言语2.3.1 数据模型概述3. 数据的约束条件完好性规那么的集合。完好性规那么是给定的数据模型中数据及其联络所具有的制约和依存规那么，用以限定符合数据模型的数据库形状以及形状的变化，以保证数据的正确、有效、相容。2.3.1 数据模型概述n当前流行的根本数据模型有三类：n层次模型(Hierarchical M

17、odel)n网状模型(Network Model)n关系模型(Relational Model)n它们之间的根本区别在于数据之间的联络的表示方式不同记录型之间的联络方式不同n按照三类数据模型设计和实现：n关系、层次、网状 DBMSn关系、层次、网状 数据库系统格式化模型2.3.2 层次模型n最早运用的一种模型n数据构造是一棵有向树n特点：(1) 有且仅有一个结点无双亲，该结点称为根结点。(2) 其他结点有且只需一个双亲。R1R2R3R4R5R1：根结点：根结点R3：兄弟结点：兄弟结点R2、R4、R5：叶结点：叶结点n学校人员数据库的层次模型教师教师学生学生学校称号学校称号 学校地址学校地址系编

18、号系编号 系名系名 地址地址部门称号部门称号 部门地址部门地址教研室编号教研室编号 教研室称号教研室称号学号学号 学生姓名学生姓名教师号教师号 姓名姓名职工号职工号 姓名姓名学校学校系系行政机关行政机关教研室教研室职工职工2.3.2 层次模型n实例：行政关系、家族关系等n典型代表：IBM公司1968年研制的IMS数据库管理系统n层次模型的主要优点：n1层次数据模型本身比较简单。n2层次模型对具有一对多的层次关系的部门描画非常自然、直观，容易了解。n3层次数据模型提供了良好的完好性支持。n层次模型的主要缺陷：n1在现实世界中有很多非层次性的联络，如多对多的联络，一个结点具有多个父结点等，层次模型

19、表示这类联络的方法很蠢笨。n2对于插入和删除操作的限制比较多。n3查询子结点必需经过父结点。n4由于构造严密，层次命令趋于程序化。 2.3.2 网状模型n数据构造是一个有向图n特点：1有一个以上的结点没有双亲2结点可以有多于一个的双亲n能表示实体之间的多种复杂联络n典型代表：CODASYL系统DBTG系统n实例：ACDBACBABC1.模型构造n学生选课的网状模型学号学号 姓名姓名 系别系别学号学号 课程号课程号 成果成果课程号课程号 课程名课程名 学分学分学生学生课程课程选课选课学生学生选课选课课程课程选课选课2.网状数据模型的优缺陷 n网状模型的主要优点：n1状模型可以更直接地描画现实世界

20、。n2具有良好的性能，存取效率较高。n网状模型的主要缺陷：n1网状数据模型构造比较复杂，运用越大，数据库的构造越复杂。n2网状数据库运用复杂，用户不容易掌握。 2.3.4 关系模型n关系模型是用二维表格构造来表示实体及实体之间的联络的模型n数据构造是一个“二维表框架组成的集合n关系模型概念简单,明晰,用户易懂易用,有严厉的数学根底n大多数数据库系统都是关系型的2.3.4 关系模型关系模型中的主要术语：关系模型中的主要术语：关系：一个关系对应于我们平常讲的一张表关系：一个关系对应于我们平常讲的一张表元组：表中的一行称为一个元组元组：表中的一行称为一个元组属性：表中的一列称为属性，每列的称号为属性名属性：表中的一列称为属性，每列的称号为属性名主码：表中的某个属性组，它们的值独一的标识一主码：表中的某个属性组，它们的值独一的标识一个元组个元组域：属性的取值范围域：属性的取值范围分量：元组中的一个属性值分量：元组中的一个属性值关系方式：对关系的描画，用关系名属性名关系方式：对关系的描画，用关系名属性名1，属，属性名性名2，属性名，属性名n来表示来表示2.3.4