数据库原理与应用-课件(1).ppt

1、An Introduction to Database Systems课程的目的和任务课程的目的和任务l本课程是计算机学科相关专业、信息学科相关专业与技术专业的一门实用性、理论性很强的主干课程，是专业基础必修课。l本课程主要讲述数据库的基本概念、原理和方法。l本课程的任务是使学生掌握数据库设计的基本原理，使学生能够利用所学的数据库知识设计数据库应用程序，解决数据处理中的一些实际问题 An Introduction to Database Systems课程要求课程要求l了解数据库技术的发展概况l了解数据库系统的相关概念l熟悉和掌握关系数据库理论l熟练掌握关系数据库查询语言SQL l基本掌握关系

2、数据库的模式设计方法 l熟练掌握关系数据库的规范化设计方法l基本掌握数据库保护技术：数据库恢复技术、事务管理技术、并发控制技术l了解若干高级数据库技术An Introduction to Database Systems教学安排教学安排l教材：l数据库系统概论数据库系统概论，王珊、萨师煊著，高等教育出版社，第四版。l教学时数：l72学时（56学时授课+16学时上实验）l考核：l期末考试：l平时成绩：考勤、实验（报告）、作业、听课笔记。An Introduction to Database Systems教学内容与进度（教学内容与进度（1）基础篇第一章 绪论第二章 关系数据库第三章 关系数据库标

3、准语言SQL第四章 数据库安全性第五章 数据库完整性设计与应用开发篇第六章 关系数据理论数据库计第七章 数据库设计第八章 数据库编程An Introduction to Database Systems教学内容与进度（教学内容与进度（2）系统篇l第九章 关系查询处理和查询优化l第十章 数据库恢复技术l第十一章 并发控制l*第十二章 数据库管理系统第一至第十一章是本科专业的基本教程（书中有*号的部分除外）第十二至第十七章是高级教程 教材目录教材目录 教学大纲教学大纲 课程设计教学大纲课程设计教学大纲An Introduction to Database Systems实验内容与要求实验内容与要求

4、 l实验环境：l硬件：运行中文Windows操作系统的微型计算机l软件：Microsoft SQL Server 2000 高级语言开发环境：VB/VC/VFP或网页开发 工具 WEB服务器：根据情况选用 l实验内容与要求：参见实验指导书：数据库原理及应用教学补充材料与上机实验指导(学分制)An Introduction to Database Systems参考书目参考书目和学习资源和学习资源 1、数据库原理，郑若忠、宁洪等编著，国防科技大学出版社，1998年8月版。2、数据库系统概念，Database System Concepts(Third Edition)，（美）Abraham Si

5、lberschatz、Henry F.Korth、S.Sudarshan著，杨冬青、唐世渭等译，机械工业出版社，2000年2月版。3、An Introduction to Database Systems(Seventh Edition),C.J.Date,机械工业出版社。An Introduction to Database Systems4、企业级数据库的安装、配置和管理-SQL Server2000 企业版的安装、配置和管理，Microsoft著，高等教育出版社，2003年8月版。5、王珊 朱青数据库系统概论学习指导与习题解答高等教育出版社 2003年8月6.中国人民大学 数据库系统概论

6、精品课程教学网站：http:/www.chinadb.org/7.高教出版社 立体化教材网：http:/4A.HEP.EDU.CN参考书目参考书目和学习资源和学习资源 An Introduction to Database Systems学习方式学习方式 听课 （上课需要记笔记）读书 （预习、复习、作业要准时上交）实验 （每次实验前把报告写好）第一章第一章 数据库技术基础数据库技术基础 1.1 数据库系统概述1.2 数据模型1.3 数据库系统结构An Introduction to Database Systems【教学目的】【教学目的】掌握数据库、数据库管理系统、数据库系统等基本概念；掌握数

7、据模型的组成要素和实体-联系模型；掌握数据库系统的三级模式两级映象的结构，以及数据的物理和逻辑独立性。了解数据管理技术的发展经历的四个阶段；数据库系统的主要特征；常用的结构数据模型（层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型）；DBMS的主要功能；数据库系统的组成。An Introduction to Database Systems【教学重点】【教学重点】数据库、数据库管理系统、数据库系统等基本 概念 数据模型的组成要素 概念模型的常用方法（实体-联系模型）数据库系统的三级模式两级映象的结构以及数 据的独立性【教学难点】【教学难点】概念模型的常用表示方法（实体-联系模型）数据库系统的三级模式

8、两级映象的结构及数据的独立性 An Introduction to Database Systems1.1 数据库系统概述数据库系统概述l介绍数据库的基本概念，阐述数据库技术产生和发展的背景，并分析数据库系统的组成和特点。l介绍概念模型及使用E-R方法创建概念模型。介绍数据模型的三要素，并分析三种主要的数据模型：层次模型、网状模型、关系模型。l介绍数据库系统的三级模式结构和两层映象功能。An Introduction to Database Systems数据库的地位数据库的地位 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

9、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。An Introduction to Database Systems1.1.1 几个重要的基本概念几个重要的基本概念l 数据l 数据库l 数据库管理系统l 数据库系统An Introduction to Database Systems一、数据一、数据(Data)l描述事物的符号记录，称为数据。l信息是关于现实世界中客观事物的存在方式或运动状态的反映的综合。l数据是用来记录信息的可识别的符号，是信息的具体表现形式。l数据的表现形式多种多样，如：文字、图形、图象、声音

10、、语言等。l数据的形式本身并不能完全表达其内容，需要经过语义解释。数据与其语义是不可分的。An Introduction to Database Systems数据举例（数据举例（1）l数据的含义称为数据的语义，数据与其语数据与其语义是不可分的。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2003级学生人数语义4：请同学给出。An Introduction to Database Systems数据举例（数据举例（2）l学生档案中的学生记录（李明，男，197205，江苏南京市，计算机系，1990）l语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在院系、

11、入学时间l解释：李明是个大学生，1972年5月出生，江苏南京市人，1990年考入计算机系请给出另一个解释和语义An Introduction to Database Systems二、数据库二、数据库(DB)lDB：Database l数据库的定义l数据库(Database,简称DB)是长期储存长期储存在计算机内、有组织有组织的、可共享可共享的大量大量数据的集合。l数据库的基本特征l数据按一定的数据模型组织、描述和储存l可为各种用户共享l冗余度较小冗余度较小l数据独立性较高数据独立性较高l易扩展易扩展An Introduction to Database Systems三、数据库管理系统三、数

12、据库管理系统(DBMS)(1)lDBMS：Database Management Systeml位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，称为数据库管理系统。lDBMS的用途 科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。An Introduction to Database Systems(DBMS)(2)-数据库在计算机系统数据库在计算机系统中的位置中的位置硬件平台硬件平台基础软件平台基础软件平台软件基础构架平台软件基础构架平台应用软件平台应用软件平台软件产品软件产品协同软件协同软件办公软件办公软件数据库系统数据库系统操作系统操作系统 中间件中间件 应用服务器应用服务器An Introduc

13、tion to Database Systems数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)(3)lDBMS的主要功能有：1 1、数据定义功能、数据定义功能 如：数据库对象：表、索引、约束、用户的定义等。如：数据库对象：表、索引、约束、用户的定义等。2 2、数据操纵功能、数据操纵功能 实现对数据库的基本操作，如：增、删、改、查等。实现对数据库的基本操作，如：增、删、改、查等。3、数据组织、存储和管理4、数据库的运行管理如：恢复、并发控制、完整性控制、安全性控制等。5、数据库的建立、维护及其他如：初始数据的转换和装入、数据备份、数据库的重组织、性能监控和分析等。通常由一些实用程序完成。An Intr

14、oduction to Database Systems数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)(4)DBMS的分类：l按数据模型l网状型DBMS、层次型DBMS、关系型DBMS、对象DBMS、其它DBMSl按所支持的用户数l单用户DBMS、多用户DBMSl按允许数据库可以分布的站点数l集中式DBMS、分布式DBMSl按用途l通用DBMS，如Oracle、Informix等l专用DBMS，如时态数据库、空间数据库、移动数据库等。An Introduction to Database Systems四、数据库系统四、数据库系统(DBS)l什么是数据库系统（Database System，简称，简

15、称DBS）在计算机系统中引入数据库后的系统构成在计算机系统中引入数据库后的系统构成l数据库系统的构成l数据库数据库l数据库管理系统（及其开发工具）数据库管理系统（及其开发工具）l应用系统应用系统l数据库管理员数据库管理员 An Introduction to Database Systems 数据库数据库 应用系统应用系统应用开发工具 操作系统 数 据 库 管数 据 库 管理系统理系统 数据库管理员数据库管理员用户用户用户数据库系统的组成数据库系统的组成(1)An Introduction to Database Systems数据库系统的组成数据库系统的组成(2)l数据库系统一般由数据库、数

16、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构成。An Introduction to Database Systems数据库系统的组成数据库系统的组成(3)l硬件平台及数据库：l软件：DBMS 操作系统 高级语言及其编译系统 以DBMS为核心的应用开发工具 开发出的数据库应用系统。l人员：数据库管理员（DBA）数据库设计员和系统分析员 应用程序员 终端用户An Introduction to Database Systems数据库系统在计算机系统中的地位数据库系统在计算机系统中的地位动画动画An Introduction to Database Systems 1.1.2 数据

17、管理技术的发展数据管理技术的发展(1)l什么是数据管理l对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护l数据处理的中心问题l数据管理技术的发展过程l人工管理阶段 (20世纪40年代中-50年代中)l文件系统阶段 (20世纪50年代末-60年代中)l数据库系统阶段(20世纪60年代末-现在)An Introduction to Database Systems数据管理技术的产生和发展数据管理技术的产生和发展(2)l数据管理技术的发展动力l应用需求的推动应用需求的推动l计算机硬件的发展计算机硬件的发展l计算机软件的发展计算机软件的发展An Introduction to Database Syste

18、ms数据管理技术的发展数据管理技术的发展(3)l人工管理阶段（20世纪50年代中以前）l数据不保存在机器中l应用程序自己管理数据l数据无结构，无共享l数据不具有独立性，完全依赖于程序l只有程序概念，没有文件概念程序程序1 1程序程序2 2数据数据1 1数据数据2 2An Introduction to Database Systems数据管理技术的发展数据管理技术的发展(4)An Introduction to Database Systems数据管理技术的发展数据管理技术的发展(5-1)l文件系统阶段（20世纪50s后60s中）l数据可以长期保存在磁盘上l文件系统管理数据l数据共享性差，冗余

19、大l数据独立性差：程序通过文件名即可访问数据，但文件结构改变时必须修改程序程序程序1 1程序程序2 2数据数据1 1数据数据2 2OSOSAn Introduction to Database Systems数据管理技术的发展数据管理技术的发展(5-2)-文件系统中数据的结构文件系统中数据的结构l记录内有结构。l数据的结构是靠程序定义和解释的。l数据只能是定长的。l可以间接实现数据变长要求，但访问相应数据的应用程可以间接实现数据变长要求，但访问相应数据的应用程序复杂了。序复杂了。l文件间是独立的，因此数据整体无结构。l可以间接实现数据整体的有结构，但必须在应用程序中可以间接实现数据整体的有结构

20、，但必须在应用程序中对描述数据间的联系对描述数据间的联系。l数据的最小存取单位是记录。An Introduction to Database Systems数据管理技术的发展数据管理技术的发展(6)An Introduction to Database Systems数据管理技术的发展数据管理技术的发展(7-1)-数据库系统阶段数据库系统阶段l时期l20世纪60年代末以来l产生的背景l应用背景大规模管理l硬件背景大容量磁盘、磁盘阵列l软件背景有数据库管理系统l处理方式联机实时处理,分布处理,批处理An Introduction to Database Systems数据管理技术的发展数据管理技

21、术的发展(7-2)l数据库系统阶段（20世纪60s末）l数据结构化：采用复杂数据模型，不仅可以表示数据，还可以表示数据间的联系l高共享，低冗余l数据独立性高l数据由DBMS统一控制程序程序1 1程序程序2 2DBMSDBMS数据库数据库An Introduction to Database Systems数据管理技术的发展数据管理技术的发展(8)An Introduction to Database Systems数据管理数据管理3个阶段的比较个阶段的比较An Introduction to Database Systems1.1.3 数据库系统的特点数据库系统的特点l数据结构化l数据的共享性

22、高，冗余度低，易扩充l数据独立性高l数据由DBMS统一管理和控制An Introduction to Database Systems特点特点1：数据结构化数据结构化l整体数据的结构化整体数据的结构化是数据库的主要特征之一 l整体结构化l不再仅仅针对某一个应用，而是面向全组织不再仅仅针对某一个应用，而是面向全组织l不仅数据内部结构化，整体是结构化的，数据不仅数据内部结构化，整体是结构化的，数据之间具有联系之间具有联系l数据库中实现的是数据的真正结构化l数据的结构用数据的结构用数据模型数据模型描述，无需程序定义和描述，无需程序定义和解释解释l数据可以数据可以变长变长l数据的最小存取单位是数据的最

23、小存取单位是数据项数据项An Introduction to Database Systems特点特点2：数据的共享性高，冗余度数据的共享性高，冗余度低，易扩充低，易扩充l数据库系统从整体角度看待和描述数据，数据面向整个系统，可以被多个用户、多个应用共享使用。l数据共享的好处l减少数据冗余，节约存储空间l避免数据之间的不相容性与不一致性 l使系统易于扩充An Introduction to Database Systems特点特点3：数据独立性高数据独立性高 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。当数据的物数据库中数据是相互独立的

24、。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变理存储改变了，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，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An Introduction to Database Systems特点特点4：数据由数据由DBMS统一管理和统一管理和控制控制lDBMS提供的数据控制功能l(1)数据的安全性（Security）保护保护数据，以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。l(2)数据的完整性（Integrit

25、y）检查将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系。l(3)并发（Concurrency）控制对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错误的结果。l(4)数据库恢复（Recovery）将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。An Introduction to Database Systems数据管理技术的发展数据管理技术的发展l1968：IBM设计了层次数据库系统IMSl1969：CODASYL的DBTG发表了关于网状数据模型的报告，标志着网状数据库系统的产生l1970：IBM的E.F.Codd提出了关系数据模型，奠定了关系数据库理论基础l1985：开始研究面向对

26、象数据库技术l1990：M.Stonebraker发表“第三代数据库系统宣言”，提出对象关系数据模型l1998：提出了半结构化数据模型（XML1.0）An Introduction to Database Systems数据库技术的研究领域数据库技术的研究领域一、数据库管理系统软件的研制lDBMS的研制包括研制DBMS本身以及以DBMS为核心的一组相互联系的软件系统。二、数据库设计l主要的研究方向是数据库设计方法学和设计工具。三、数据库理论l数据库理论的研究主要集中于关系的规范化理论、关系数据理论等。l近年来，随着人工智能与数据库理论的结合、并行计算机的发展，数据库逻辑演绎和知识推理、并行算法

27、等理论研究，以及演绎数据库系统、知识库系统的研制都已成为新的研究方向。An Introduction to Database Systems讨论：讨论：l谈谈你对数据库的一些基本概念的理解。数据数据库数据库管理系统数据库系统数据库应用系统数据管理技术的发展An Introduction to Database Systems1.2 数据模型数据模型l在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和抽象、表示和处理处理现实世界中的数据和信息。l通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟。l数据模型应满足三方面要求l能比较能比较真实真实地模拟现实世界地模拟现实世界l容易容易为人所为人所理解理解l便于在计算机上便

28、于在计算机上实现实现An Introduction to Database Systems 1.2.1 两类数据模型两类数据模型l数据模型分为两类（分属两个不同的层次）(1)概念模型概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来对数也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。据和信息建模，用于数据库设计。(2)逻辑模型和物理模型逻辑模型和物理模型 也称数据模型也称数据模型逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型等，按计算机系统的观点对数据建模，面向对象模型等，按计算机系统的观点对数据建模，用于用于DBMS实现实现

29、。物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。An Introduction to Database Systems两大类数据模型两大类数据模型(续续)l客观对象的抽象过程-两步抽象两步抽象l现实世界中的客观对象现实世界中的客观对象抽象抽象为概念模型；为概念模型；l把概念模型把概念模型转换转换为某一为某一DBMS支持的数据模型。支持的数据模型。An Introduction to Database Systems两大类数据模型两

30、大类数据模型(续续)DBMS支持的数据模型支持的数据模型概念模型概念模型认识认识抽象抽象信息世界信息世界机器世界机器世界现实世界中客观对象的抽象过程现实世界中客观对象的抽象过程现实世界现实世界现实世界现实世界 概念模型概念模型数据库设计人员完成数据库设计人员完成逻辑模型逻辑模型 物理模型物理模型由由DBMS完成完成概念模型概念模型 逻辑模型逻辑模型数据库设计人员完成数据库设计人员完成An Introduction to Database Systems 1.2 数据模型数据模型 1.2.1 两大类数据模型两大类数据模型 1.2.2 数据模型的组成要素数据模型的组成要素 1.2.3 概念模型概念

31、模型 1.2.4 最常用的数据模型最常用的数据模型 1.2.5 层次模型层次模型 1.2.6 网状模型网状模型 1.2.7 关系模型关系模型An Introduction to Database Systems 1.2.2 数据模型的组成要素数据模型的组成要素l数据结构 l数据操作 l完整性约束条件An Introduction to Database Systems 一、一、数据结构数据结构l什么是数据结构l描述数据库的组成对象，以及对象之间的联系l描述的内容l与数据类型、内容、性质有关的对象l与数据之间联系有关的对象l数据结构是对系统静态特性的描述An Introduction to Da

32、tabase Systems 二、数据操作二、数据操作 l数据操作l对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的 操作操作及有关的操作规则操作规则l数据操作的类型l查询l更新(包括插入、删除、修改)An Introduction to Database Systems 数据操作数据操作(续续)l数据模型对操作的定义l操作的确切含义l操作符号l操作规则（如优先级）l实现操作的语言l数据操作是对系统动态特性的描述请举例说明An Introduction to Database Systems三、数据的完整性约束条件三、数据的完整性约束条件l数据的完整性约束条件l一组完整性规则的集合。l完整性规则

33、：给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规则l用以限定符合数据模型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。An Introduction to Database Systems 数据的完整性约束条件数据的完整性约束条件(续续)l数据模型对完整性约束条件的定义l反映和规定本反映和规定本数据模型数据模型必须遵守的必须遵守的基本的通用的基本的通用的完完整性约束条件。例如在关系模型中，任何关系必须整性约束条件。例如在关系模型中，任何关系必须满足实体完整性和参照完整性两个条件。满足实体完整性和参照完整性两个条件。l提供定义完整性约束条件的机制，以反映提供定义完整性约束条件的机制

34、，以反映具体应用具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。An Introduction to Database Systems 1.2 数据模型数据模型 1.2.1 两大类数据模型两大类数据模型 1.2.2 数据模型的组成要素数据模型的组成要素 1.2.3 概念模型概念模型 1.2.4 最常用的数据模型最常用的数据模型 1.2.5 层次模型层次模型 1.2.6 网状模型网状模型 1.2.7 关系模型关系模型An Introduction to Database Systems1：概念模型：概念模型l概念模型用于对信息世界的建模，是数据库设计的有

35、力工具。An Introduction to Database Systems信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(1)l实体实体(Entity)客观存在并可相互区别的事物称为实体。l属性(Attribute)，又称：数据元、数据项、基本项实体所具有的某一特性称为属性。l属性值(Attribute Value),又称：数据元值每个属性（数据元）中包含的实际数据和信息An Introduction to Database Systems信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(2)l码(Key)，又称：关键数据元唯一标识实体的属性集称为码。l域(Domain)属性的取值范围称为该属性的域。l

36、实体型(Entity Type)用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。l实体集(Entity Set)同型实体的集合称为实体集。An Introduction to Database Systems信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(3)例：l一个学生，一本书，一次订购（实体）l学生的姓名、学号，书的书名、作者，订购的时间、数量（属性）l张小敏，数据库系统概论，咖啡，1盒（属性值）l学生的学号，书的书号，订购的票据号（码）l学生的年龄必须为整数，订购的数量必须大于1（域）l学生（学号，姓名，年龄）（实体型）l所有的学生（实体集）An Introduction to Da

37、tabase Systems信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(4)l联系(Relationship)l现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。l实体内部联系指各属性之间的联系。l实体型之间的联系指不同实体集之间的联系。l实体型之间的联系不仅存在于两个实体型之间，也存在于两个以上的实体型之间。l同一个实体集内的各实体之间也可以存在联系。An Introduction to Database Systems信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(5)实体型之间的联系分为三类：l一对一联系（1:1）l如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至

38、多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系。记为1:1。例：医院的病人与病床，剧场的观众与座位，学校的班级与班长，证券公司的帐户与个人lAn Introduction to Database Systems信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(6)l一对多联系（1:n）l如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体B有一对多联系。记为1:n。例：医院的病人与病房，学校的系与班级、教研组与教师，企业的客户与订单An Introduction to Dat

39、abase Systems信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(7)l多对多联系（m:n）l如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n0）与之联系，反之，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）与之联系，则称实体集A与实体B具有多对多联系。记为m:n。l例：医院的病人与医生，学校的学生与教师，企业的产品与零件An Introduction to Database Systems描述概念模型的描述概念模型的E-R方法方法(1)l概念模型的表示方法很多，其中最为常用的是实体-联系方法(E-R方法)，也称E-R模型。l实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。l属性

40、：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来An Introduction to Database Systems描述概念模型的描述概念模型的E-R方法方法(2)l联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或m:n）。An Introduction to Database Systems描述概念模型的描述概念模型的E-R方法方法(3)l用E-R方法表示的概念模型独立于具体的DBMS所支持的数据模型，同时是各种数据模型的共同基础。An Introduction to Database Systems描述概念模型的描述

41、概念模型的E-R方法方法(4)l使用Microsoft Visio 2002制作的E-R图。An Introduction to Database Systems两个以上实体型之间的联系两个以上实体型之间的联系l两个以上实体型之间一对多联系l若实体集若实体集E1，E2，.，En存在联系，对于存在联系，对于实体集实体集Ej（j=1，2，.，i-1，i+1，.，n）中的给定实体，最多只和中的给定实体，最多只和Ei中的一个实体中的一个实体相联系，则我们说相联系，则我们说Ei与与E1，E2，.，Ei-1，Ei+1，.，En之间的联系是一对多的之间的联系是一对多的An Introduction to D

42、atabase Systems两个以上实体型之间的联系两个以上实体型之间的联系(续续)l实例 课程、教师与参考书三个实体课程、教师与参考书三个实体型型 一门课程可以有若干个教师讲一门课程可以有若干个教师讲授，授，使用若干本参考书，使用若干本参考书，每一个教师只讲授一门课程，每一个教师只讲授一门课程，每一本参考书只供一门课程使每一本参考书只供一门课程使用用课程课程讲授讲授教师教师1m两个以上实体型间两个以上实体型间1:n联系联系参考书参考书nAn Introduction to Database Systems两个以上实体型之间的联系两个以上实体型之间的联系(续续)l多个实体型间的一对一联系l两

43、个以上实体型间的多对多联系l实例 供应商、项目、零件三个实供应商、项目、零件三个实体型体型一个供应商可以供给多个项目一个供应商可以供给多个项目多种零件多种零件每个项目可以使用多个供应商每个项目可以使用多个供应商供应的零件供应的零件每种零件可由不同供应商供给每种零件可由不同供应商供给供应商供应商供应供应项目项目mp两个以上实体型间两个以上实体型间m:n联系联系零件零件nAn Introduction to Database Systems单个实体型内的联系单个实体型内的联系l一对多联系l实例 职工实体型内部具有领导与被职工实体型内部具有领导与被领导的联系领导的联系某一职工（干部）某一职工（干部）

44、“领导领导”若干若干名职工名职工一个职工仅被另外一个职工直接一个职工仅被另外一个职工直接领导领导这是一对多的联系这是一对多的联系l一对一联系 请举例职工职工领导领导1n单个实体型内部单个实体型内部1:n联系联系An Introduction to Database Systems单个实体型内的联系单个实体型内的联系实体型实体型1联系名联系名mn单个实体型内的单个实体型内的m:n联系联系v多对多联系请举例An Introduction to Database Systems联系的属性联系的属性课程课程选修选修学生学生mn成绩成绩v联系的属性：联系本身也是一种实体联系本身也是一种实体型，也型，也

45、可以有属性。可以有属性。如果一个联系具有属性，如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向则这些属性也要用无向边与该联系连接起来边与该联系连接起来 An Introduction to Database Systems一个实例一个实例l实体之间的联系如下：(1)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。仓库和零件具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。(2)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工作，仓库和职工之间是一对多的联系。职工实体型中具有一对多的联系(3)职工之间具有领导-被领导关系。即仓库主任领导若干保管员。(4)供应商、项目和零件三者

46、之间具有多对多的联系An Introduction to Database Systems一个实例一个实例An Introduction to Database Systems 1.2 数据模型数据模型 1.2.1 两大类数据模型两大类数据模型 1.2.2 数据模型的组成要素数据模型的组成要素 1.2.3 概念模型概念模型 1.2.4 最常用的数据模型最常用的数据模型 1.2.5 层次模型层次模型 1.2.6 网状模型网状模型 1.2.7 关系模型关系模型An Introduction to Database Systems1.2.4 最常用的数据模型最常用的数据模型l非关系模型l层次模型层次

47、模型(Hierarchical Model)l网状模型网状模型(Network Model)l关系模型(Relational Model)l面向对象模型(Object Oriented Model）l对象关系模型(Object Relational Model)An Introduction to Database Systems1.2.5：层次数据模型：层次数据模型(1)l层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型，层次数据库系统的典型代表是IBM公司的IMS（Information Management System）数据库管理系统。An Introduction to Database S

48、ystems层次数据模型层次数据模型(2)l层次模型的数据结构 层次模型用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系，每一结点表示一个记录类型（实体型），每个记录类型包含若干个字段（实体的属性）。限制限制：l 只有一个结点没有双亲结点，称之为根结点 l 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点 An Introduction to Database Systems层次数据模型层次数据模型(3)l层次模型的数据操纵与完整性约束l层次数据模型的操纵主要有查询、插入、删除和更新。进行插入、删除、更新操作时要满足层次模型的完整性约束条件。l进行插入操作时，如果没有相应的双亲结点值就不能插入子女结点值。l进行删

49、除操作时，如果删除双亲结点值，则相应的子女结点值也被同时删除。l进行更新操作时，应更新所有相应记录，以保证数据的一致性。An Introduction to Database Systems层次数据模型层次数据模型(4)l层次模型的存储结构l邻接法：按照层次树前序穿越的顺序把所有记录值依次邻接存放，即通过物理空间的位置相邻来实现层次顺序。l链接法：用指引元来反映数据之间的层次联系。An Introduction to Database Systems层次数据模型层次数据模型(5)教员学生层次数据库模型 根结点根结点记录型记录型系系的子女结点的子女结点记录型记录型教员教员的双亲结点的双亲结点叶结

50、点叶结点字段字段An Introduction to Database Systems多对多联系在层次模型中的表示多对多联系在层次模型中的表示l多对多联系在层次模型中的表示l用层次模型用层次模型间接间接表示多对多联系表示多对多联系l方法方法将多对多联系将多对多联系分解分解成一对多联系成一对多联系l分解方法分解方法l冗余结点法冗余结点法l虚拟结点法虚拟结点法An Introduction to Database Systems层次数据模型层次数据模型(6)l层次模型的优缺点l优点：数据模型比较简单，操作简单。对于实体间联系是固定的，且预先定义好的应用系统，性能较高。提供良好的完整性支持。l缺点：