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1、大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers大学计算机基础ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers1.1 数据库系统的应用数据库系统的应用1.2 数据库管理技术的产生和发展数据库管理技术的产生和发展1.3 数据库系统的组成数据库系统的组成第第1节节 数据库系统概述数
2、据库系统概述2大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers超市信息管理系统超市信息管理系统在超市的数据库中存储所有关于进、销、存的信息，其中包括供应在超市的数据库中存储所有关于进、销、存的信息，其中包括供应商、商品、库存、销售、现金账和人员等超市运营管理的信息。商、商品、库存、销售、现金账和人员等超市运营管理的信息。这些信息以表的方式存储，表与表之间存在一定的联系。这些信息以表的方式存储，表与表之间存在一定的联系。银行信息管理系统银行信息管理系统 电子商务网站电子商务网站1.1 数据库系统的应用数据库系统的应用3大学计算机基
3、础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers 数据处理的中心问题是数据管理。数据处理的中心问题是数据管理。数据管理是指对数据的组织、分类、编码、存储、检索和数据管理是指对数据的组织、分类、编码、存储、检索和维护。维护。随着计算机硬件和软件的发展，数据管理经历了随着计算机硬件和软件的发展，数据管理经历了人工管理、人工管理、文件系统和数据库系统文件系统和数据库系统三个发展阶段。三个发展阶段。1.2 数据库管理技术的产生和发展数据库管理技术的产生和发展4大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of Comput
4、ersComputers产生的背景（产生的背景（20世纪世纪50年代中以前）年代中以前）应用需求应用需求 科学计算科学计算硬件水平硬件水平 无直接存取存储设备无直接存取存储设备软件水平软件水平 没有操作系统没有操作系统处理方式处理方式 批处理批处理1011010111010111011100011001001101、人工管理阶段（程序管理）、人工管理阶段（程序管理）5大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers特点特点数据的管理者：应用程序，数据不保存。数据的管理者：应用程序，数据不保存。数据面向的对象：某一应用程序，程序和
5、数据不可分数据面向的对象：某一应用程序，程序和数据不可分 数据的共享程度：无共享、冗余度极大数据的共享程度：无共享、冗余度极大数据的独立性：不独立，完全依赖于程序，无结构。数据的独立性：不独立，完全依赖于程序，无结构。.应用程序n数据集n数据集2数据集应用程序2应用程序1应用程序与数据集合的关系应用程序与数据集合的关系1、人工管理阶段、人工管理阶段6大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers产生的背景（产生的背景（20世纪世纪50年代后年代后60年代中）年代中）应用需求应用需求 科学计算、管理科学计算、管理硬件水平硬件水平
6、 磁盘、磁鼓磁盘、磁鼓软件水平软件水平 有文件系统有文件系统处理方式处理方式 联机实时处理、批处理联机实时处理、批处理在文件系统中，应用程序从数据文件中存取数据，产生各种报在文件系统中，应用程序从数据文件中存取数据，产生各种报表和实现各种事务处理。表和实现各种事务处理。文件管理是指将有关数据组织成一个独立的文件，叫做数据文文件管理是指将有关数据组织成一个独立的文件，叫做数据文件。件。2、文件管理阶段、文件管理阶段7大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers特点特点数据的管理者：文件系统，数数据的管理者：文件系统，数据可长期
7、保存据可长期保存数据面向的对象：某一应用程数据面向的对象：某一应用程序序 数据的共享程度：共享性差、数据的共享程度：共享性差、冗余度大冗余度大数据的结构化：记录内有结构数据的结构化：记录内有结构,整体无结构整体无结构数据的独立性：独立性差，数数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应据的逻辑结构改变必须修改应用程序用程序数据控制能力：应用程序自己数据控制能力：应用程序自己控制控制应用程应用程序序文件文件应用程应用程序序文件文件2应用程应用程序序文件文件n存存取取方方法法.应用程序与数据集合的关系应用程序与数据集合的关系2、文件管理阶段、文件管理阶段8大学计算机基础Fundamenta
8、ls of Fundamentals of ComputersComputers产生的背景（产生的背景（20世纪世纪60年代）年代）应用背景应用背景 大规模管理大规模管理硬件背景硬件背景 大容量磁盘大容量磁盘软件背景软件背景 有数据库管理系统有数据库管理系统处理方式处理方式 联机实时处理联机实时处理,分布处理分布处理,批处理批处理指导思想是将所有的数据实行统一的、集中的、独立的管指导思想是将所有的数据实行统一的、集中的、独立的管理，形成一个所谓的理，形成一个所谓的数据仓库数据仓库，使数据的存储完全独立于应，使数据的存储完全独立于应用程序，由数据库管理系统（用程序，由数据库管理系统（DBMS）来
9、对数据库进行管）来对数据库进行管理。理。3、数据库系统管理阶段、数据库系统管理阶段9大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers 用户用户1 1用户用户2 2用户用户m m应用程序应用程序1 1应用程序应用程序2 2应用程序应用程序3 3应用程序应用程序n n数数据据库库管管理理系系统统数据库数据库数据字典数据字典记录记录DBS阶段数据与程序的关系阶段数据与程序的关系10大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers在数据字典中存储数据结构（元数据）和数据之
10、间的联系。在数据字典中存储数据结构（元数据）和数据之间的联系。数据字典数据字典：是：是DBMS自动建立和管理的一个文件，用于自动建立和管理的一个文件，用于存放数据结构（元数据）和数据之间的联系。存放数据结构（元数据）和数据之间的联系。所有应用程序都通过所有应用程序都通过DBMS访问数据库。访问数据库。BMS能够根据能够根据数据库的任何变动自动地修改数据字典。数据库的任何变动自动地修改数据字典。避免了文件系统编写、修改存取程序的麻烦，避免了文件系统编写、修改存取程序的麻烦，DBMS可可以消除文件系统中数据依赖于程序的弱点，提供较好的以消除文件系统中数据依赖于程序的弱点，提供较好的数据独立性。数据
11、独立性。3、数据库系统管理阶段特点、数据库系统管理阶段特点11大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers在建立数据库时，只需要简单地定义数据的逻辑结构，不必在建立数据库时，只需要简单地定义数据的逻辑结构，不必花费大量的精力定义数据的物理结构和编写程序。花费大量的精力定义数据的物理结构和编写程序。例如，定义一个学生表。只要用以下命令就可以建立数据库例如，定义一个学生表。只要用以下命令就可以建立数据库的表结构。的表结构。CREATE TABLE学生（学号学生（学号 SMALLINT，学号是短整型数学号是短整型数 姓名姓名 CH
12、AR（8）；）；姓名是字符型、长度是姓名是字符型、长度是8个字符个字符3、数据库系统管理阶段特点、数据库系统管理阶段特点12大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers可以自动地将用户输入的逻辑数据转换成物理数据。逻辑数可以自动地将用户输入的逻辑数据转换成物理数据。逻辑数据与物理数据之间的变换由据与物理数据之间的变换由DBMS来完成。来完成。“逻辑数据逻辑数据”是指存在于人们头脑中有具体含义的数据，是指存在于人们头脑中有具体含义的数据，例如年龄、性别等；例如年龄、性别等；“物理数据物理数据”是指实际存储在计算机中的二进制数据
13、。是指实际存储在计算机中的二进制数据。DBMS能够把用户的逻辑请求转换成内部命令，由能够把用户的逻辑请求转换成内部命令，由DBMS确确定数据的物理地址。定数据的物理地址。DBMS将查询的结果按照用户要求的格式输出。将查询的结果按照用户要求的格式输出。3、数据库系统管理阶段特点、数据库系统管理阶段特点13大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputersDBMS中通过封锁和授权机制，确保数据库的安全性和保密中通过封锁和授权机制，确保数据库的安全性和保密性。性。能够实现数据共享，支持多个用户的数据存取。能够实现数据共享，支持多个用户的
14、数据存取。具有数据备份和数据恢复的能力，保证数据的可靠性。具有数据备份和数据恢复的能力，保证数据的可靠性。提供完整性约束功能，可以控制数据冗余和消除潜在的数据提供完整性约束功能，可以控制数据冗余和消除潜在的数据不一致问题。不一致问题。提供功能强大的结构化查询语言（提供功能强大的结构化查询语言（SQL）。）。SQL属于一种非属于一种非过程性语言，只需用户指出做什么，不必说明怎么做。同过程性语言，只需用户指出做什么，不必说明怎么做。同时，时，DBMS还提供了第三代语言存取数据的接口，如还提供了第三代语言存取数据的接口，如COBOL、C、Pascal等语言。等语言。3、数据库系统管理阶段特点、数据库
15、系统管理阶段特点14大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers 数据库是长期存储在计算机内有组织的大量的共享的数据库是长期存储在计算机内有组织的大量的共享的数据集合。它可以供各种用户共享，具有最小冗余度和较数据集合。它可以供各种用户共享，具有最小冗余度和较高的数据独立性。高的数据独立性。DBMS在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一控制，以保证数据的完整性、安全性，并在多用户同时一控制，以保证数据的完整性、安全性，并在多用户同时使用数据库时进行并发控制，在发生故障后对系统进行恢使
16、用数据库时进行并发控制，在发生故障后对系统进行恢复。复。3、数据库系统管理阶段、数据库系统管理阶段15大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers文件文件桌面数据库桌面数据库大型商业数据库大型商业数据库开源数据库开源数据库新型新型Java数据库数据库国产数据库国产数据库数据库系统平台简介16大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers文本文件文本文件 文件保存在操作系统中的目录中。有不同类文件保存在操作系统中的目录中。有不同类型的文件，例如型的文件，例如,
17、可执行文件（可执行文件（.EXE）、数据文件）、数据文件（.DAT）和文本文件（）和文本文件（.TXT）等。数据库也是以文件）等。数据库也是以文件形式由操作系统管理并存放在磁盘上的。形式由操作系统管理并存放在磁盘上的。Excel文件文件 微软公司提供的处理电子表格的软件，适微软公司提供的处理电子表格的软件，适合日常工作中的表格管理、财务报表处理或报表打合日常工作中的表格管理、财务报表处理或报表打印。印。1、文件、文件17大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputersAccess 是微软提供的一种小型桌面关系数据库管理系统。它具
18、有关是微软提供的一种小型桌面关系数据库管理系统。它具有关系数据库管理系统的基本功能。另外，还可以编写用户使用界面和可系数据库管理系统的基本功能。另外，还可以编写用户使用界面和可供打印的报表，很容易制作一个小型的供打印的报表，很容易制作一个小型的MIS系统。系统。XBase 作为个人计算机系统中使用最广泛的小型数据库管理系统，作为个人计算机系统中使用最广泛的小型数据库管理系统，具有方便、廉价、简单易用等优势，并向下兼容具有方便、廉价、简单易用等优势，并向下兼容Dbase、Foxbase等等早期的数据库管理系统。它有良好的普及性，在小型企业数据库管理早期的数据库管理系统。它有良好的普及性，在小型企
19、业数据库管理与与WWW结合等方面具有一定优势，但它难于管理大型数据库。结合等方面具有一定优势，但它难于管理大型数据库。2、桌面数据库、桌面数据库18大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputersOracle是目前世界上最流行的大型关系数据库管理系统，具有移植性是目前世界上最流行的大型关系数据库管理系统，具有移植性好、使用方便、功能强大、性能强大等特点，适用于各类大、中、小、好、使用方便、功能强大、性能强大等特点，适用于各类大、中、小、微机和专用服务器环境。微机和专用服务器环境。Oracle适合大中型企业使用，在电子政务，电信、
20、证券和银行企业中使适合大中型企业使用，在电子政务，电信、证券和银行企业中使用比较广泛。用比较广泛。Oracle 1.0于于1979年推出，目前最新版本为年推出，目前最新版本为Oracle 10i。SQL Server、IBM的的DB2，Sybase和和Informix等。等。3、大型商业数据库、大型商业数据库19大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers开源数据库是指开放源代码的数据库，开源数据库是指开放源代码的数据库，Linux系统下最受系统下最受程序员喜爱的三种程序员喜爱的三种DB是是MySQL、PostgreSQL和
21、和Oracle。其中。其中MySQL、PostgreSQL是开源数据库的优是开源数据库的优秀代表。秀代表。开源数据库具有速度快、易用性好、支持开源数据库具有速度快、易用性好、支持SQL语言、支语言、支持各种网络环境、可移植性、开放和价格低廉（甚至免持各种网络环境、可移植性、开放和价格低廉（甚至免费）等特点。费）等特点。4、开源数据库、开源数据库20大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers伴随着互联网的发展，使用伴随着互联网的发展，使用Java语言编写的面向语言编写的面向对象数据库管理系统也应运而生。对象数据库管理系统也应
22、运而生。JDataStore是是Borland公司推出的纯公司推出的纯Java数据数据库，主要用于库，主要用于J2EE平台，具有跨平台的移植性，平台，具有跨平台的移植性，与与Borland新一代新一代Java开发工具开发工具Jbuilder配合使配合使用。用。5、新型、新型Java数据库数据库21大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers据中国软件评测中心对国内、外数据库的调查结果显示，以东软据中国软件评测中心对国内、外数据库的调查结果显示，以东软OpenBASE等为代表的国产数据库除了具有自主版权外，在技术方面已经等为代
23、表的国产数据库除了具有自主版权外，在技术方面已经接近国外先进水平。接近国外先进水平。国产数据库有价格低和实施周期短等优势。目前，已经获得实际应用的国产国产数据库有价格低和实施周期短等优势。目前，已经获得实际应用的国产数据库主要包括：数据库主要包括：1东软公司开发的东软东软公司开发的东软OpenBASE；2九江华易软件有限公司开发的华易数据库管理系统九江华易软件有限公司开发的华易数据库管理系统HYSQL；3人大金仓公司开发的人大金仓公司开发的Kingbase ES金鼎金鼎DBMS；4武汉华工达梦数据库有限公司研制的武汉华工达梦数据库有限公司研制的DM3；5北京国信贝斯软件有限公司推出的北京国信贝
24、斯软件有限公司推出的iBASE数据库。数据库。6、国产数据库、国产数据库22大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers近年来，在计算机领域出现了许多新技术，例如分布式处理技术、并行近年来，在计算机领域出现了许多新技术，例如分布式处理技术、并行处理技术、人工智能、多媒体处理技术、模糊技术和面向对象技术等。处理技术、人工智能、多媒体处理技术、模糊技术和面向对象技术等。随着与其他学科内容的结合，数据库技术的应用范围越来越广，出现了随着与其他学科内容的结合，数据库技术的应用范围越来越广，出现了一些更适合特定领域的新型数据库技术，例
25、如一些更适合特定领域的新型数据库技术，例如工程数据库、模糊数据工程数据库、模糊数据库、统计数据库、时态数据库和演绎数据库等。库、统计数据库、时态数据库和演绎数据库等。从发展上也出现了一些引人瞩目的趋势，其主要趋势包括从发展上也出现了一些引人瞩目的趋势，其主要趋势包括分布式数据分布式数据库、面向对象数据库、多媒体数据库和并行数据库库、面向对象数据库、多媒体数据库和并行数据库等。等。数据库应用及发展趋势数据库应用及发展趋势23大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers数据库数据库数据库管理系统数据库管理系统数据库应用数据库应用
26、数据库管理员数据库管理员用户用户用户应用系统应用开发工具 数据库管理系统 操作系统数据库管理员 数据库用户用户1.3 数据库系统的组成数据库系统的组成24大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers从用户使用数据库的观点，定义从用户使用数据库的观点，定义数据库是长期存储在计算机数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。内、有组织的、可共享的数据集合。数据库不仅需要数据库不仅需要存储用户的数据存储用户的数据，还，还存储有关数据的结构描存储有关数据的结构描述信息（元数据）述信息（元数据）。数据库技术是数据处理最有效
27、的手段。数据库中的数据按一数据库技术是数据处理最有效的手段。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，可为各种用户共享。的数据独立性和易扩展性，可为各种用户共享。数据库数据库(DB,DataBase)25大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputersDB26大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputersDBMS是一个系统软件，是用户与数据库间的接口。是一个系
28、统软件，是用户与数据库间的接口。对内，数据库复杂的结构描述信息由对内，数据库复杂的结构描述信息由DBMS直接管理，直接管理，终端用户不必了解数据库内部复杂的结构。终端用户不必了解数据库内部复杂的结构。对外，它向用户提供一整套命令，用于合法用户对数据对外，它向用户提供一整套命令，用于合法用户对数据库的各种操作；包括创建库的各种操作；包括创建DB、定义数据、增、删、改、定义数据、增、删、改DB记录、统计计算等。当用户读取数据时，记录、统计计算等。当用户读取数据时，DBMS自动地自动地将用户的请求转换成复杂的机器代码，实现用户对数据将用户的请求转换成复杂的机器代码，实现用户对数据库的操作。库的操作。
29、DBMS是在是在OS支持下工作的数据库管理软件。支持下工作的数据库管理软件。数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)27大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputersDBMS是商品化的数据库软件，用户不能对是商品化的数据库软件，用户不能对DBMS进行修进行修改。改。所谓所谓数据库设计数据库设计不是对不是对DBMS的设计，而是对数据库的结构的设计，而是对数据库的结构进行设计。一旦完成数据库设计，就可以利用进行设计。一旦完成数据库设计，就可以利用DBMS提供的提供的数据定义功能，把所设计的数据模型转换成计算机能够接受数据定义功能，
30、把所设计的数据模型转换成计算机能够接受的内部结构。的内部结构。DBMS28大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers用户对数据库的操作就是数据库应用。用户对数据库的操作就是数据库应用。也可以理解为实现也可以理解为实现业业务逻辑的应用程序。务逻辑的应用程序。数据库应用的方式有：屏幕格式、查询窗口、报表、菜单、数据库应用的方式有：屏幕格式、查询窗口、报表、菜单、应用程序和交互式操作应用程序和交互式操作，其中除应用程序外都可以由，其中除应用程序外都可以由DBMS实现。实现。目前，有许多数据库应用开发工具，例如，目前，有许多数据库
31、应用开发工具，例如，Oracle公司的公司的Developer2000，Sybase公司的公司的PowerBuilder等。应用这等。应用这些工具可以快速地开发应用组件。些工具可以快速地开发应用组件。数据库应用数据库应用29大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers专门从事数据库管理的机构和人员，称为数据库管理员专门从事数据库管理的机构和人员，称为数据库管理员（DBA）。）。DBA全面负责对数据库管理的计划、组织、测试、监控和服全面负责对数据库管理的计划、组织、测试、监控和服务务。向终端用户提供数据和信息向终端用户提供数据
32、和信息制定数据库管理的政策、标准和规程制定数据库管理的政策、标准和规程确保数据库的安全性，防止非法操作确保数据库的安全性，防止非法操作数据库的备份和恢复数据库的备份和恢复培训终端用户培训终端用户数据库管理员（数据库管理员（DBA）30大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers用户使用数据库应用跟踪事务过程。他们使用表单来读取、用户使用数据库应用跟踪事务过程。他们使用表单来读取、输入和查询数据，并且生成报表。输入和查询数据，并且生成报表。用用 户户31大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals o
33、f ComputersComputersDBSDBS是指在计算机系统中引入是指在计算机系统中引入DBDB后的系统构成。后的系统构成。DBS=DBS=数据库数据库+用户用户+软件软件+硬件硬件硬硬件件：指指运运行行DBSDBS的的硬硬件件资资源源，例例如如，SQL SQL ServerServer要要求求至至少少16MB16MB内存、内存、3232位位CPUCPU、至少、至少80MB80MB硬盘空间；硬盘空间；软件：软件：指指DBSDBS操作平台，例如操作平台，例如WINDOWS NTWINDOWS NT、DBMSDBMS、汉字处、汉字处理系统等；理系统等；用户：用户：指终端用户、应用程序员和数
34、据库管理员。指终端用户、应用程序员和数据库管理员。数据库系统数据库系统DBS32大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers数据处理的三个世界数据处理的三个世界数据模型数据模型第第2节节 数据模型数据模型33大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers从现实生活中的客观事物到存放于计算机中的数据，这样一个加工从现实生活中的客观事物到存放于计算机中的数据，这样一个加工过程可划分为三个阶段：过程可划分为三个阶段：现实世界现实世界、信息世界信息世界和和计算机世界
35、计算机世界在现实世界中在现实世界中，分析客观事物，找出要求解的对象集合，研究这些，分析客观事物，找出要求解的对象集合，研究这些对象、认识它们的本质及其规律。对象、认识它们的本质及其规律。在概念世界中在概念世界中，将求解的事物映射为，将求解的事物映射为实体实体，找出实体之间的各种，找出实体之间的各种联联系系，用，用实体实体-联系图联系图来描述（来描述（Entity-RelationshipEntity-Relationship，简称，简称E-RE-R图图）。）。在计算机世界中在计算机世界中，将实体模型转换为能够在计算机中处理的数据模，将实体模型转换为能够在计算机中处理的数据模型。型。客观存在的世
36、客观存在的世界中的事实及界中的事实及其联系。其联系。现实世界在人们头现实世界在人们头脑中的反映，是对脑中的反映，是对客观事物及其联系客观事物及其联系的一种抽象描述的一种抽象描述可称作数据世可称作数据世界，是在信息界，是在信息世界基础上的世界基础上的进一步抽象进一步抽象7.2.1、数据处理的三个世界、数据处理的三个世界34大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers在现实世界中，某类实体集中各个属性之间的联系、各实体之在现实世界中，某类实体集中各个属性之间的联系、各实体之间的联系可使用间的联系可使用E-RE-R图来描述，图来描
37、述，E-RE-R图是由美籍华人图是由美籍华人Peter ChenPeter Chen在在19761976年提出的。年提出的。在在E-RE-R图中，用矩形表示实体，用圆角矩形图中，用矩形表示实体，用圆角矩形表示属性，用菱形表示实体间的联系。表示属性，用菱形表示实体间的联系。实体与关系实体与关系35大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers数据数据数据分级数据分级记录记录项项项项值值数数据据模模型型实实体体模模型型事物事物及及联系联系实体分级实体分级实体实体对象对象属性属性总体总体个体个体事物事物事物分级事物分级对象对象性质性
38、质共同共同特殊特殊抽抽象象过过程程数据数据世界世界信息信息世界世界现实现实世界世界客观世界是信息之源，客观世界是信息之源，是设计是设计DBDB的出发点。的出发点。实体模型和数据模型实体模型和数据模型是对客观事物的两级是对客观事物的两级抽象描述。抽象描述。数据库的核心问题是数据库的核心问题是数据模型。数据模型。结论：结论：要得到正确的数据模要得到正确的数据模型，必须首先充分了解型，必须首先充分了解客观事物。客观事物。由此可见：由此可见：数据加工三个阶段的关系数据加工三个阶段的关系36大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers
39、以教学管理为例：以教学管理为例：教学由学生、课程、教师、学习、任课等实体组成。教学由学生、课程、教师、学习、任课等实体组成。学生属性：学号、姓名、性别、年龄、班级学生属性：学号、姓名、性别、年龄、班级课程属性：课程号、课程名称课程属性：课程号、课程名称教师属性：姓名、课程号、课时教师属性：姓名、课程号、课时学习属性：学号、课程号、分数学习属性：学号、课程号、分数任课属性：教师名、课程号、教室任课属性：教师名、课程号、教室实体模型举例实体模型举例37大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers 课程课程成绩成绩授课授课教师教师
40、学生学生教师编号、姓名、职称教师编号、姓名、职称教师编号、课程号教师编号、课程号学号、姓名、性别、班级学号、姓名、性别、班级课程号、课程名课程号、课程名学号、课程号、分数学号、课程号、分数听课听课学习学习讲授讲授教学实体模型示意图教学实体模型示意图38大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers建立了实体模型后，就可以建立数据模型了。建立了实体模型后，就可以建立数据模型了。数据模型就是现实世界的模拟和抽象。数据模型就是现实世界的模拟和抽象。或或 在在DBS中表示实体（数据记录）之间联系的方式称为数据模型。数中表示实体（数据记
41、录）之间联系的方式称为数据模型。数据模型实际上是数据间的一个整体逻辑结构图。据模型实际上是数据间的一个整体逻辑结构图。为了使模型能清晰、准确地反映客观事物，要进行数据模型的设计，也为了使模型能清晰、准确地反映客观事物，要进行数据模型的设计，也即数据库的设计。即数据库的设计。数据模型的组成数据模型的组成 数据模型的分类数据模型的分类7.2.2 数据模型数据模型39大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers数据结构数据结构数据结构是所研究的对象类型的集合。数据结构是所研究的对象类型的集合。数据操作数据操作数据操作是指对数据库中
42、各种对象（型）的实例（值）数据操作是指对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作集合，包括操作及有关的操作规则。允许执行的操作集合，包括操作及有关的操作规则。完整性约束完整性约束数据的约束条件是一组完整性规则的集合。数据的约束条件是一组完整性规则的集合。数据模型的组成数据模型的组成40大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers所研究的对象：所研究的对象：与数据类型、内容、性质有关的对象，例如网状模型中与数据类型、内容、性质有关的对象，例如网状模型中的数据项、记录，关系模型中的域、属性、关系等；的数据项、记录，关系模
43、型中的域、属性、关系等；与数据之间联系有关的对象，例如网状模型中的系型与数据之间联系有关的对象，例如网状模型中的系型（SetType）。）。数据结构是刻画一个数据模型性质最重要的方面。数据结构是刻画一个数据模型性质最重要的方面。数据结构的类型，例如层次结构、网状结构和关系结构。数据结构的类型，例如层次结构、网状结构和关系结构。数据结构是对系统静态特性的描述。数据结构是对系统静态特性的描述。数据结构数据结构41大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers数据库主要有数据库主要有检索和更新（包括插入、删除、修改）检索和更新（包括
44、插入、删除、修改）两大类两大类操作。操作。数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作符号、操作规数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作符号、操作规则（如优先级）以及实现操作的语言。则（如优先级）以及实现操作的语言。数据操作是对系统动态特性的描述。数据操作是对系统动态特性的描述。数据操作数据操作42大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers完整性规则完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态和依存规则，用以限定符合数据模型
45、的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。的变化，以保证数据的正确、有效、相容。数据模型应该反映和规定本数据模型必须遵守的基本的通用数据模型应该反映和规定本数据模型必须遵守的基本的通用的完整性约束条件。的完整性约束条件。完整性约束完整性约束43大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers概念模型概念模型面向计算机用户、面向现实世界的数据模型，它与面向计算机用户、面向现实世界的数据模型，它与DBMS无关，不无关，不依赖于具体的计算机系统，它依赖于具体的计算机系统，它主要用于应用系统开发的有关需求分主要用于应用系
46、统开发的有关需求分析，描述一个单位的概念化结构，将现实世界抽象为信息世界。析，描述一个单位的概念化结构，将现实世界抽象为信息世界。逻辑模型逻辑模型数据库的组织形式称为逻辑数据模型，它决定了数据库中数据之间数据库的组织形式称为逻辑数据模型，它决定了数据库中数据之间联系的表达方式。联系的表达方式。在建立了概念数据模型后，即根据一定的规则将其转化为逻辑数据在建立了概念数据模型后，即根据一定的规则将其转化为逻辑数据模型。模型。物理模型物理模型数据模型的分类数据模型的分类44大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers这类模型主要用于
47、信息世界的建模，强调语义表达能力，能这类模型主要用于信息世界的建模，强调语义表达能力，能方便、直接地表达应用中各种语义知识，其概念简单、清方便、直接地表达应用中各种语义知识，其概念简单、清晰用户容易理解。晰用户容易理解。概念数据模型主要有：实体概念数据模型主要有：实体-联系模型（联系模型（E-R模型）、扩展实模型）、扩展实体联系模型（体联系模型（EER模型）、面向对象模型（模型）、面向对象模型（OO模型）、模型）、IDEF1X模型等，概念数据模型用于数据库的设计。其中以模型等，概念数据模型用于数据库的设计。其中以E-R模型最为著名。模型最为著名。概念模型概念模型45大学计算机基础Fundame
48、ntals of Fundamentals of ComputersComputers目前，常用的逻辑数据模型有三种：层次模型、网状模型、目前，常用的逻辑数据模型有三种：层次模型、网状模型、关系模型。关系模型。层次模型（层次模型（Hierachical Model）：）：数据之间的联系像一棵倒放的树，树根、树的分枝点和树数据之间的联系像一棵倒放的树，树根、树的分枝点和树叶都称为节点，节点是分层次的，树根是最高层。叶都称为节点，节点是分层次的，树根是最高层。军队中的建制、机关编制、家谱等都属于层次模型。军队中的建制、机关编制、家谱等都属于层次模型。逻辑模型逻辑模型46大学计算机基础Fundame
49、ntals of Fundamentals of ComputersComputers 校长校长校长办公室校长办公室 各学院各学院 各职能处各职能处 （电信学院）电信学院）计算机系计算机系 电子系电子系 信控系信控系 计算机教学实验中心计算机教学实验中心网络所网络所.软件教研室软件教研室层次模型示意图层次模型示意图47大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers网络模型（网络模型（Network Model）：）：数据之间的联系象一张网，网上的联接点称为节点，节点数据之间的联系象一张网，网上的联接点称为节点，节点 与节点之间
50、是平等的，不分层次。与节点之间是平等的，不分层次。学生学生教学课程表教学课程表教室教室课程课程教师教师网络模型网络模型48大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers关系模型（关系模型（Relational Model）：）：关系模型是当前关系模型是当前DBMS所支持的数据模型的主流，关系模所支持的数据模型的主流，关系模 型建立在集合论的基础上，工资表、成绩表、档案表等都型建立在集合论的基础上，工资表、成绩表、档案表等都 属于关系模型。属于关系模型。其组织形式是一张二维表，一个表即一个关系；其特点：其组织形式是一张二维表，一