第01章数据库绪论课件.ppt

1、第第01章数据库绪论章数据库绪论An Introduction to Database System2教材及参考书教材及参考书 教材教材n萨师煊，王珊：数据库系统概论数据库系统概论(第三第三/四版四版)，高等教育出版社，2000 中国人民大学 参考书参考书n南志红等：数据库实验指导 人民邮电出版社n陈绍钧等：SQL Server 2005 数据库管理入门与提高 人民邮电出版社An Introduction to Database System3上机软件n 上机软件上机软件nSQL Server 2005 数据库管理数据库管理 陈绍钧编陈绍钧编 人民邮电出版社人民邮电出版社 An Introdu

2、ction to Database System4中国地质大学信工学院中国地质大学信工学院数据库系统概论数据库系统概论An Introduction to Database System第一章第一章 绪论绪论An Introduction to Database System5第一章第一章 绪论绪论1.1 数据库系统概述数据库系统概述1.2 数据模型1.3 数据库系统结构1.4 数据库系统的组成1.5 数据库技术的研究领域1.6 小结An Introduction to Database System61.1 数据库系统概述数据库系统概述 1.1.1 数据库的地位 1.1.2 四个基本概念 1

3、.1.3 数据管理技术的产生与发展An Introduction to Database System7数据库的地位数据库的地位n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计算机科学的重要分支n数据库技术是信息系统的核心和基础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n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衡量一个国家信息化程度的重要标志重要标志An Introduction to Database System81.1 数据库系统概述数据库系统概述 1.1.1 数据库的地位 1.1.2 四个基本概念

4、 1.1.3 数据管理技术的产生与发展An Introduction to Database System91.1.2 四个基本概念四个基本概念n数据(Data)n数据库(Database)n数据库管理系统(DBMS)n数据库系统(DBS)An Introduction to Database System10一、数据一、数据n数据(Data)是数据库中存储的基本对象n数据的定义n描述事物的符号记录n数据的种类n文字、图形、图象、声音n数据的特点n数据与其语义是不可分的（如93代表？）An Introduction to Database System11数据举例数据举例n学生档案中的学生记录

5、（李明，男，1972，江苏，计算机系，1990）n数据的形式不能完全表达其内容 n数据的解释n语义(Semantic)：是词语的意义，即对构成语言成分的含义的解说。如学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间n解释：是对数据语义的说明。如李明是个大学生，1972年出生，江苏人，1990年考入计算机系n请给出另一个解释和语义An Introduction to Database System12二、数据库二、数据库n存放数据的仓库。n人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后，应将其保存起来以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息n数据库的定义n数据库(Database,简称DB)是长期

6、储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合An Introduction to Database System13二、数据库（举例）二、数据库（举例）学学生生登登记记表表学学 号号姓姓 名名年年 令令性性 别别系系 名名年年 级级95004王王小小明明19女女社社会会学学9595006黄黄大大鹏鹏20男男商商品品学学9595008张张文文斌斌18女女法法律律学学95An Introduction to Database System14二、数据库二、数据库(续续)n数据库的特征n数据按一定的数据模型组织、描述和储存数据按一定的数据模型组织、描述和储存n可为各种用户共享可为各种用户共享n冗余

7、度较小冗余度较小n数据独立性较高数据独立性较高n易扩展易扩展An Introduction to Database System15三、数据库管理系统三、数据库管理系统n什么是DBMSn数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。nDBMS的用途n科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据An Introduction to Database System16DBMS的主要功能的主要功能n数据定义功能 提供数据定义语言提供数据定义语言(DDL)定义数据库中的数据对象定义数据库中的数据对象n数据操纵功能:提供数据

8、操纵语言(DML)操纵数据，现对数据库的基本操作操纵数据，现对数据库的基本操作 (查询、插入、删除和修改查询、插入、删除和修改)An Introduction to Database System17DBMS的主要功能的主要功能n数据库的运行管理 保证数据的安全性、完整性、保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用多用户对数据的并发使用 发生故障后的系统恢复发生故障后的系统恢复n数据库的建立和维护功能(实用程序实用程序)数据库数据批量装载数据库数据批量装载 数据库转储数据库转储 介质故障恢复介质故障恢复 数据库的重组织数据库的重组织 性能监视等性能监视等An Introduction t

9、o Database System18四、数据库系统四、数据库系统n什么是数据库系统n数据库系统（数据库系统（Database System，简称，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。的系统构成。n在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。n数据库系统的构成n由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、操作系统、数据库管由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、操作系统、数据库管理员（和用户）构成。理员（和用户）构成。An Introduction to Databas

10、e System19数据库系统数据库系统(续续)n数据库系统构成图示An Introduction to Database System20数据库系统数据库系统(续续)n数据库系统在计算机系统中的位置图示An Introduction to Database System211.1 数据库系统概述数据库系统概述 1.1.1 数据库的地位 1.1.2 四个基本概念 1.1.3 数据管理技术的产生与发展An Introduction to Database System221.1.3 数据管理技术的产生和发展数据管理技术的产生和发展n什么是数据管理n对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是

11、数据处理的中心问题对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题n数据管理技术的发展过程n人工管理阶段人工管理阶段(40年代中年代中-50年代中年代中)n文件系统阶段文件系统阶段(50年代末年代末-60年代中年代中)n数据库系统阶段数据库系统阶段(60年代末年代末-现在现在)An Introduction to Database System23数据管理技术的产生和发展数据管理技术的产生和发展(续续)n数据管理技术的发展动力n应用需求的推动应用需求的推动n计算机硬件的发展计算机硬件的发展n计算机软件的发展计算机软件的发展An Introduction to Database

12、 System24一、人工管理一、人工管理n时期n40年代中-50年代中n产生的背景n应用需求科学计算n硬件水平无直接存取存储设备n软件水平没有操作系统n处理方式批处理An Introduction to Database System25人工管理人工管理(续续)n特点n数据的管理者：应用程序，数据不保存。n数据面向的对象：某一应用程序 n数据的共享程度：无共享、冗余度极大n数据的独立性：不独立，完全依赖于程序n数据的结构化：无结构n数据控制能力：应用程序自己控制An Introduction to Database System26应用程序与数据的对应关系应用程序与数据的对应关系(人工管理人

13、工管理)即使多个应用程序使用同一数据，也要各自定义 应用程序应用程序数据集数据集应用程序应用程序数据集数据集应用程序应用程序数据集数据集n.An Introduction to Database System27二、文件系统二、文件系统n时期n50年代末-60年代中n产生的背景n应用需求科学计算、管理n硬件水平磁盘、磁鼓n软件水平有文件系统n处理方式联机实时处理、批处理An Introduction to Database System28文件系统文件系统(续续)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

14、,整体无结构An Introduction to Database System29文件系统文件系统(续续)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An Introduction to Database System30应用程序与数据的对应关系应用程序与数据的对应关系(文件系统文件系统)应用程序应用程序文件文件应用程序应用程序文件文件2应用程序应用程序文件文件n存取方法存取方法.An Introduction to Database System31文件系统中数据的结构文件系统中数据的结构n记录内有结构。n数据的结构是靠程序定义和解释的。n数据

15、只能是定长的。n文件间是独立的，因此数据整体无结构。n数据的最小存取单位是记录。An Introduction to Database System32三、数据库系统三、数据库系统n时期n60年代末以来n产生的背景n应用背景大规模管理n硬件背景大容量磁盘n软件背景有数据库管理系统n处理方式联机实时处理,分布处理,批处理An Introduction to Database System33应用程序与数据的对应关系应用程序与数据的对应关系(数据库系统数据库系统)An Introduction to Database System34数据库系统数据库系统(续续)n特点n数据的管理者：DBMSn数据

16、面向的对象：现实世界n数据的共享程度：共享性高n数据的独立性：高度的物理独立性和一定的 逻辑独立性n数据的结构化：整体结构化n数据控制能力：由DBMS统一管理和控制An Introduction to Database System35数据的高共享性的好处数据的高共享性的好处n降低数据的冗余度，节省存储空间n避免数据间的不一致性n使系统易于扩充An Introduction to Database System36数据独立性数据独立性n物理独立性n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

17、改变了，应用程序不用改变改变了，应用程序不用改变。n逻辑独立性n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程序也可以不变。An Introduction to Database System37数据结构化数据结构化n整体整体数据的结构化是数据库的主要特征之一。n数据库中实现的是数据的真正结构化n数据的结构用数据模型描述，无需程序定义和解释。数据的结构用数据模型描述，无需程序定义和解释。n数据可以变长。数据可以变长。n数据的最小存取单位是数据项数据的最小存取单位是数据项。An

18、Introduction to Database System38DBMS对数据的控制功能对数据的控制功能n数据的安全性（Security）保护n使每个用户只能按指定方式使用和处理指定数据，保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。n数据的完整性（Integrity）检查n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。An Introduction to Database System39DBMS对数据的控制功能对数据的控制功能n并发（Concurrency）控制n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。n数据库恢复（Recovery）n将数据库从错误

19、状态恢复到某一已知的正确状态。An Introduction to Database System40上一节课重点小结上一节课重点小结1。数据库的地位2。数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念3。数据库系统的结构和组成4。数据库系统的优点An Introduction to Database System41第一章第一章 绪论绪论1.1 数据库系统概述1.2 数据模型1.3 数据库系统结构1.4 数据库系统的组成1.5 数据库技术的研究领域1.6 小结An Introduction to Database System42 1.2 数据模型数据模型 1.2.1 两大数据模型两大数据模型

20、 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 1.2.4 常用数据模型 1.2.5 层次模型 1.2.6 网状模型 1.2.7 关系模型An Introduction to Database System43n数据模型定义：在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟 1.2.1 两类数据模型两类数据模型 An Introduction to Database System44数据模型应满足三方面要求n能比较真实地模拟现实世界能比较真实地模拟现实世界n容易为人所理解容易为人所理解n便于在计算

21、机上实现便于在计算机上实现An Introduction to Database System45n数据模型分成两个不同的层次(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据和信息建模。也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。主要用于数据库主要用于数据库设计。设计。(2)逻辑模型与物理模型逻辑模型与物理模型 其中，逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对其中，逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模；物理模型是对数据最底层的抽象，它描述数据在系统内部的表示方式和存取数据建模；物理模型是对数据最底层的

22、抽象，它描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，是面向计算机的。其具体实现是方法，是面向计算机的。其具体实现是DBMS任务，任务，DBA要了解和选择物理模型，一般要了解和选择物理模型，一般用户不必考虑其细节。用户不必考虑其细节。An Introduction to Database System46n 客观对象的抽象过程-两步抽象n现实世界中的客观对象抽象为概念模型；现实世界中的客观对象抽象为概念模型；n把概念模型转换为某一把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。支持的数据模型。概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。An Introduction to Database System

23、47 1.2.2 数据模型的组成要素数据模型的组成要素n数据结构 n数据操作 n数据的约束条件 An Introduction to Database System48 1.数据结构数据结构n什么是数据结构n描述数据库的组成对象及对象之间的联系 n两类对象n与数据类型、内容、性质有关的对象n与数据之间联系有关的对象n数据结构是对系统静态特性的描述An Introduction to Database System49 2.数据操作数据操作 n数据操作n对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作及有关的操作规则n数据操作的类型n检索n更新（包括插入、删除、修改）An Introducti

24、on to Database System50 数据操作数据操作(续续)n数据模型对操作的定义n操作的确切含义n操作符号n操作规则（如优先级）n实现操作的语言n数据操作是对系统动态特性的描述。An Introduction to Database System51 3.数据的约束条件数据的约束条件 n数据的约束条件n一组完整性规则的集合。一组完整性规则的集合。n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和储存规则，用以限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和储存规则，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、相容定符合数据模型的数据库状态

25、以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。An Introduction to Database System52 数据的约束条件数据的约束条件(续续)n数据模型对约束条件的定义n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。例如在关系模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。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。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。n提供定义完整性约束条件的机制，以反映具体应用所涉及的数据必须遵守的特定提供定义完整性约束条件的机制，以反映具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件的语义约束条

26、件。An Introduction to Database System53 1.2.3 概念模型概念模型1.概念模型2.信息世界中的基本概念3.概念模型的表示方法An Introduction to Database System541.概念模型概念模型n概念模型的用途n概念模型用于信息世界的建模概念模型用于信息世界的建模n是现实世界到机器世界的一个中间层次是现实世界到机器世界的一个中间层次n是数据库设计的有力工具是数据库设计的有力工具n数据库设计人员和用户之间进行交流的语言数据库设计人员和用户之间进行交流的语言n对概念模型的基本要求n较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义

27、知识较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识n简单、清晰、易于用户理解简单、清晰、易于用户理解。An Introduction to Database System552.信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(1)实体（Entity）实体实体-客观存在并可相互区别的事物。如：员工、单位等。客观存在并可相互区别的事物。如：员工、单位等。(2)属性（Attribute）属性属性-实体具有的某一特性。如：员工的编号、姓名、性别、出身年月、部门等。实体具有的某一特性。如：员工的编号、姓名、性别、出身年月、部门等。一个实体可以由若干个属性来刻画。一个实体可以由若干个属性来刻画。(

28、3)码（Key）码码-能唯一标识该实体的属性集能唯一标识该实体的属性集。如学号是学生实体的码如学号是学生实体的码An Introduction to Database System56信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(续续)(4)域（Domain）域域-属性的取值范围属性的取值范围。如学号域为6位、姓名的域为字符串集合，性别域为（男，女）。(5)实体型（Entity Type）实体型实体型-表示实体的属性集合表示实体的属性集合。用实体名及其属性名集合来抽象和刻画。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。如，学生（学号，姓名，性别，所在院系，入学时间）等。同类实体称为实体

29、型。如，学生（学号，姓名，性别，所在院系，入学时间）等。(6)实体集（Entity Set）实体集实体集-同一类型实体的集合同一类型实体的集合。如，全体学生。如，全体学生。An Introduction to Database System57信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(续续)(7)联系（Relationship）现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界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中反映为实体内部的联系和实体之间的联系实体型间联系 两个实体型两个实体型 一对一联系（一对一联系（1:1）三个实体型三个实体型 一对多联系（

30、一对多联系（1:n）一个实体型一个实体型 多对多联系（多对多联系（m:n）An Introduction to Database System58两个实体型间的联系两个实体型间的联系 n一对一联系 n如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系，反之亦中至多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集然，则称实体集A与实体集与实体集B具有一对一联系。记为具有一对一联系。记为1:1。n 实例班级与班长之间的联系：班级与班长之间的联系：一个班级只有一个正班长一个班级只有一个正班长一个班长只在一个班中任职一个班长只在一个班中任职An Introdu

31、ction to Database System59两个实体型间的联系两个实体型间的联系(续续)n一对多联系n如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中有中有n个实体（个实体（n0）与之联系，反）与之联系，反之，对于实体集之，对于实体集B中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称中至多只有一个实体与之联系，则称实体集实体集A与实体集与实体集B有一对多联系有一对多联系 记为记为1:nn实例班级与学生之间的联系：班级与学生之间的联系：一个班级中有若干名学生，一个班级中有若干名学生，每个学生只在一个班级中学习每个学生只在一个班级

32、中学习An Introduction to Database System60两个实体型间的联系两个实体型间的联系(续续)n多对多联系（m:n）n如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中有中有n个实体（个实体（n0）与之联系，反）与之联系，反之，对于实体集之，对于实体集B中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集A中也有中也有m个实体（个实体（m0）与之联系，）与之联系，则称实体集则称实体集A与实体与实体B具有多对多联系。记为具有多对多联系。记为m:nn实例课程与学生之间的联系：课程与学生之间的联系：一门课程同时有若干个学生选修一门课程同时有若干个学生选

33、修一个学生可以同时选修多门课程一个学生可以同时选修多门课程An Introduction to Database System61两个实体型间的联系两个实体型间的联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型2111:1联系联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型2mnm:n联系联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型21n1:n联系联系An Introduction to Database System62多个实体型间的联系多个实体型间的联系(续续)n多个实体型间的一对多联系n若实体集若实体集E1，E2，.，En存在联系，对于实体集存在联系，对于实体集Ej（j=1，2，.，i-1，i+1，.

34、，n）中的给定实体，最多只和）中的给定实体，最多只和Ei中的一个实体相联系，则我们说中的一个实体相联系，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 Database System63多个实体型间的联系多个实体型间的联系(续续)n实例 课程、教师与参考书三个实体型课程、教师与参考书三个实体型语义：一门课程可以有若干个教师讲授，使用若干本参考书，每一个教师语义：一门课程可以有若干个教师讲授，使用若干本参考书，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用。只讲授一门课程，每一本参考书只供一门

35、课程使用。课程与教师、参考书之间的联系是一对多的课程与教师、参考书之间的联系是一对多的n多个实体型间的一对一联系n多个实体型间的多对多联系An Introduction to Database System64同一实体集内各实体间的联系同一实体集内各实体间的联系n一对多联系n实例 职工实体集内部具有领导与被领导的联系职工实体集内部具有领导与被领导的联系某一职工（干部）某一职工（干部）“领导领导”若干名职工若干名职工一个职工仅被另外一个职工直接领导一个职工仅被另外一个职工直接领导这是一对多的联系这是一对多的联系n一对一联系n多对多联系An Introduction to Database Sys

36、tem653.概念模型的表示方法概念模型的表示方法n概念模型的表示方法很多n实体联系方法(E-R方法)n用E-R图来描述现实世界的概念模型nE-R方法也称为E-R模型An Introduction to Database System66E-R图图n实体型n用矩形表示，矩形框内写明实体名。学生学生教师教师An Introduction to Database System67E-R图图(续续)n属性n用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来学生学生学号学号年龄年龄性别性别姓名姓名An Introduction to Database System68E-R图图(续续)n联系n联系本身：

37、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（起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或或m:n）n联系的属性：联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具有属性，联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来则这些属性也要用无向边与该联系连接起来 An Introduction to Database System69联系的表示方法联系的表示方法实体型实体型1联系名联系名实体型实体型2111:1联系联系实体型实体型

38、1联系名联系名实体型实体型2mnm:n联系联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型21n1:n联系联系An Introduction to Database System70联系的表示方法联系的表示方法(续续)实体型实体型1联系名联系名mn同一实体型内部的同一实体型内部的m:n联联系系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型21m多个实体型间的多个实体型间的1:n联系联系实体型实体型3nAn Introduction to Database System71联系的表示方法示例联系的表示方法示例班级班级班级班级-班长班长班长班长111:1联系联系课程课程选修选修学生学生mnm:n联系联系班级班级

39、组成组成学生学生1n1:n联系联系An Introduction to Database System72联系的表示方法示例联系的表示方法示例(续续)职工职工领导领导1n同一实体型内部的同一实体型内部的1:n联联系系课程课程讲授讲授教师教师1m多个实体型间的多个实体型间的1:n联系联系参考书参考书nAn Introduction to Database System73联系属性的表示方法联系属性的表示方法课程课程选修选修学生学生mn成绩成绩An Introduction to Database System74 E-R图实例：某工厂物资管理某工厂物资管理E-R图图An Introduction

40、 to Database System75An Introduction to Database System76 An Introduction to Database System77 1.2.4 常用数据模型常用数据模型n非关系模型n层次模型（层次模型（Hierarchical Model）n网状模型网状模型(Network Model)n 数据结构：以基本层次联系为基本单位 基本层次联系：两个记录以及它们之间的一对多（包括一对一）的联系基本层次联系：两个记录以及它们之间的一对多（包括一对一）的联系An Introduction to Database System78常用数据模型常用数

41、据模型(续续)n关系模型(Relational Model)n数据结构：表n面向对象模型(Object Oriented Model）n数据结构：对象An Introduction to Database System79 1.2.5 层次模型层次模型1.层次数据模型的数据结构 2.层次数据模型的数据操纵3.层次数据模型的与完整性约束 4.层次数据模型的存储结构 5.层次数据模型的优缺点 6.典型的层次数据库系统An Introduction to Database System801.层次数据模型的数据结构层次数据模型的数据结构n层次模型 满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。满足

42、下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。1.有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根 结点结点2.根以外的其它结点有且只有一个双亲结点根以外的其它结点有且只有一个双亲结点n层次模型中的几个术语n根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点An Introduction to Database System81层次数据模型的数据结构层次数据模型的数据结构(续）续）兄弟结点兄弟结点根结点根结点 3兄弟结点兄弟结点叶结点叶结点叶结点叶结点叶结点叶结点 4 521An Introduction to Database Syst

43、em82层次数据模型的数据结构层次数据模型的数据结构(续）续）n表示方法实体型：用记录类型描述。实体型：用记录类型描述。每个结点表示一个记录类型。每个结点表示一个记录类型。属性：用字段描述。每个记录类型可包含若干个字段。属性：用字段描述。每个记录类型可包含若干个字段。联系：用结点之间的连线表示记录（类）型之间的联系：用结点之间的连线表示记录（类）型之间的 一对多的联系一对多的联系An Introduction to Database System83 实例：教员实例：教员-学生数据模型（学生数据模型（P21）An Introduction to Database System84 下面是图下面

44、是图1.17数据模型的一个值：数据模型的一个值：An Introduction to Database System85层次数据模型的数据结构层次数据模型的数据结构(续）续）n特点n结点的双亲是唯一的结点的双亲是唯一的n只能直接处理一对多的实体联系只能直接处理一对多的实体联系n每个记录类型定义一个排序字段，也称为码字段每个记录类型定义一个排序字段，也称为码字段n任何记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义任何记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义n没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在An Introduction to Da

45、tabase System86层次数据模型的数据结构（续）层次数据模型的数据结构（续）n多对多联系在层次模型中的表示n用层次模型间接表示多对多联系用层次模型间接表示多对多联系n方法方法将多对多联系分解成一对多联系将多对多联系分解成一对多联系n分解方法分解方法n冗余结点法冗余结点法n虚拟结点法虚拟结点法An Introduction to Database System87例（多对多的联系）例（多对多的联系）n一个学生可以选修多门课程，一门课程可有多个学生选修。An Introduction to Database System882.层次模型的数据操纵层次模型的数据操纵n 查询n 插入n 删除

46、n 更新An Introduction to Database System893.层次模型的完整性约束层次模型的完整性约束n无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值n如果删除双亲结点值，则相应的子女结点值也被同时删除如果删除双亲结点值，则相应的子女结点值也被同时删除n更新操作时，应更新所有相应记录，以保证数据的一致性更新操作时，应更新所有相应记录，以保证数据的一致性An Introduction to Database System904.层次数据模型的存储结构层次数据模型的存储结构n邻接法按照层次树前序遍历的顺序把所有记录值依次邻接存按照层次树前序遍历的

47、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放，即通过物理空间的位置相邻来实现层次顺序n链接法用指针来反映数据之间的层次联系用指针来反映数据之间的层次联系n子女子女兄弟链接法兄弟链接法 P24n层次序列链接法层次序列链接法 P24An Introduction to Database System915.层次模型的优缺点层次模型的优缺点n优点n层次数据模型简单，对具有一对多的层次关系的部门描述自然、直观，容易理解层次数据模型简单，对具有一对多的层次关系的部门描述自然、直观，容易理解n性能优于关系模型，不低于网状模型性能优于关系模型，不低于网状模型n层次数据模型提供了良好

48、的完整性支持层次数据模型提供了良好的完整性支持n缺点n多对多联系表示不自然多对多联系表示不自然n对插入和删除操作的限制多对插入和删除操作的限制多n查询子女结点必须通过双亲结点查询子女结点必须通过双亲结点n层次命令趋于程序化层次命令趋于程序化An Introduction to Database System926.典型的层次数据库系统典型的层次数据库系统IMS数据库管理系统n第一个大型商用第一个大型商用DBMSn1968年推出年推出nIBM公司研制公司研制 1969助阿波罗登月助阿波罗登月An Introduction to Database System93 下课了。下课了。休息一会儿。休息一会儿。结结 语语