1、An Introduction to Database Systenm,数据库原理及应用教程，,An Introduction to Database Systenm, 参考书,Access SQL Server 2000 Power Desinger,An Introduction to Database Systenm,为什么要学习数据库?,An Introduction to Database Systenm,什么是数据库？,存放数据的仓库？ 存放载有数据的存储介质的仓库？,An Introduction to Database Systenm,学习方式, 听课（启发式、讨论式） 读书（
2、预习、复习） 报告（综合练习）,An Introduction to Database Systenm,考试成绩,平时成绩（书面作业、上机练习、综合练习） 期末考试,An Introduction to Database Systenm,数据库系统原理 An Theory to Database System第一章 绪论,An Introduction to Database Systenm,第一章 绪论,1.1 引言,1.1.1四个基本概念1.1.2 数据管理技术的产生与发展,An Introduction to Database Systenm,什么是数据库？,存放数据的仓库？ 存放载有数
3、据的存储介质的仓库？,An Introduction to Database Systenm,1 数据库系统概述,An Introduction to Database Systenm,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,An Introduction to Database Systenm,社会信息量急剧膨胀(企业信息，政府信息, 科研信息)，信息大爆炸已成为众所皆知的事实。 信
4、息已成为与材料、能源同等重要甚至更加重要的战略性资源。离开了信息人们将无所适从。人们迫切需要提高效率和管理水平，加强信息处理的效率。 问题：1、信息和数据有什么关系?2、在现实生活中我们和哪些数据在打交道？,An Introduction to Database Systenm,1.1.3 数据管理技术的产生与发展,An Introduction to Database Systenm,1.1.3 数据管理技术的产生和发展,什么是数据管理 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 数据管理技术的发展过程 人工管理阶段(40年代中-50年代中) 文件系统阶段(50年代末
5、-60年代中) 数据库系统阶段(60年代末-现在),An Introduction to Database Systenm,数据管理技术的产生和发展(续),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,An Introduction to Database Systenm,一、人工管理,时期 40年代中-50年代中产生的背景 应用需求 主要用于科学计算 硬件水平 无直接存取存储设备，纸带、卡片、磁带，没有磁盘。 软件水平 没有操作系统和管理软件 处理方式 批处理,An Introduction to Database Systenm,人工管理(续),特点 数据的管
6、理者：科学计算数据不需保存。 数据面向的对象：某一应用程序要设计逻辑和物理结构，包括存储结构和方法，输入方式等。 数据的共享程度：面向应用程序，各自定义，无共享、冗余度极大。 数据的独立性：不独立，完全依赖于程序，逻辑和物理结构变化，必须修改相应的应用程序。 数据的结构化：无结构，附在应用程序后。 数据控制能力：应用程序自己控制。,An Introduction to Database Systenm,应用程序与数据的对应关系(人工管理),An Introduction to Database Systenm,二、文件系统,时期 50年代末-60年代中产生的背景 应用需求 不仅科学计算、还用于
7、管理 硬件水平 发展了磁盘、磁鼓直接存储设备 软件水平 有文件系统（专门的数据管理软件） 处理方式 不仅文件批处理，还联机实时处理。,An Introduction to Database Systenm,文件系统(续),特点 数据的管理者：文件系统，数据可长期保存，由专门的文件系统进行数据管理：查询、修改、增删。 数据面向的对象：某一应用程序，但有了一定的独立性，物理结构的改变不影响程序。 数据的共享程度：共享性差、各自建立自己的文件系统，冗余度大，易造成数据的不一致，文件之间是独立的。 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。
8、数据控制能力：应用程序自己控制。,An Introduction to Database Systenm,应用程序与数据的对应关系(文件系统),An Introduction to Database Systenm,文件系统中数据的结构,记录内有结构。 数据的结构是靠程序定义和解释的。 数据只能是定长的。 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。 文件间是独立的，因此数据整体无结构。 可以间接实现数据整体的有结构，但必须在应用程序中对描述数据间的联系。 数据的最小存取单位是记录。,An Introduction to Database Systenm,三、数据库系统,时期 6
9、0年代末以来 产生的背景 应用背景：量增大，大规模管理，要求数据共享越来越强烈。 硬件背景：展了大容量磁盘，硬件价格下降，软件价格上升，编制和维护软件成本增加。 软件背景：了解决多用户多应用共享数据的需求，出现了数据库技术和统一管理数据的专门软件：数据库管理系统。 处理方式：联机实时处理,分布处理,批处理,An Introduction to Database Systenm,数据库系统(续),特点 数据的结构化：整体结构化 数据面向的对象：现实世界。 数据的共享程度：共享性好，冗余度低。 数据的独立性：高度的物理独立性和一定的逻辑独立性 数据控制能力：由DBMS统一管理和控制,An Intr
10、oduction to Database Systenm,应用程序与数据的对应关系(数据库系统),An Introduction to Database Systenm,数据的高共享性的好处,从整体角度描述数据，不再面向某个应用程序，降低数据的冗余度，节省存储空间 避免数据间的不一致性（同一数据的不同拷贝） 使系统易于扩充,An Introduction to Database Systenm,数据独立性,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。因为数据的存储结构和逻辑结构之间具有映象或转换功能，保证了物理结构改变时，相应
11、地改变映象可以保持逻辑结构的不变。 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。因为应用程序所涉及的局部逻辑结构和数据库的总体逻辑结构之间具有映象或转换功能，保证了逻辑独立性。数据与程序的独立性使得数据的定义与描述从应用程序中分离出来，而且数据的存取由DBMS管理，用户不必考虑存取的细节。,An Introduction to Database Systenm,数据结构化,整体数据的结构化是数据库的主要特征之一。区别于文件系统，不仅要考虑某个应用的数据结构（学生人事管理），还要考虑整个组织的数据结构（学籍管理和选课管理），不仅描述数据本
12、身，还要描述数据之间的联系。数据库中实现的是数据的真正结构化 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。,An Introduction to Database Systenm,DBMS对数据的控制功能,由于数据实施了统一管理，所以对数据的使用可以取整体数据的各种合理子集用于不同应用系统，系统弹性大，易于扩充。数据的安全性（Security）保护 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。数据的完整性（Integrity）检查 指数据的正确性、有效性和相容性。即将数据控制在有效的范围内，或保证
13、数据之间满足一定的关系。,An Introduction to Database Systenm,DBMS对数据的控制功能,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，并似的数据库的完整性遭到破坏。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。软硬件的故障、操作员的失误以及故意破坏都会影响数据库中数据的正确性，甚至造成数据丢失。DBMS必须负责数据库数据从错误中到完整或一致状态的恢复。,An Introduction to Database Systenm,小结：数据管理技术的三个阶段比较,An Introd
14、uction to Database Systenm,问题？,、什么是数据库？什么是数据库管理系统？、数据库有哪些优点？ 、文件系统用于数据管理存在哪些明显的缺陷？、数据独立性的含义是什么？、主要有哪三种数据模型？,An Introduction to Database Systenm,1.1.1 四个基本概念,数据(Data) 数据库(Database) 数据库管理系统(DBMS) 数据库系统(DBS),An Introduction to Database Systenm,一、数据,数据(Data)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 文字、图形、图象、声音
15、 数据的特点 数据与其语义是不可分的,An Introduction to Database Systenm,数据举例,学生档案中的学生记录 （李明，男，1972，江苏，计算机系，1990） 数据的形式不能完全表达其内容 数据的解释 语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间 解释：李明是个大学生，1972年出生，江苏人，1990年考入计算机系,An Introduction to Database Systenm,二、数据库（举例）,An Introduction to Database Systenm,二、数据库(续),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
16、起来以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息数据库的定义 数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合,An Introduction to Database Systenm,二、数据库(续),数据库的特征 数据按一定的数据模型组织、描述和储存 可为各种用户共享 冗余度较小 数据独立性较高 易扩展,An Introduction to Database Systenm,三、数据库管理系统,什么是DBMS 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。 DBMS的用途 科学
17、地组织和存储数据、高效地获取和维护数据,An Introduction to Database Systenm,DBMS的主要功能,数据定义功能提供数据定义语言(DDL)定义数据库中的数据对象 数据操纵功能:提供数据操纵语言(DML)操纵数据实现对数据库的基本操作(查询、插入、删除和修改),An Introduction to Database Systenm,DBMS的主要功能,数据库的运行管理保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用发生故障后的系统恢复 数据库的建立和维护功能(实用程序)数据库数据批量装载数据库转储介质故障恢复数据库的重组织性能监视等,An Introduction
18、 to Database Systenm,四、数据库系统,什么是数据库系统 数据库系统（Database System，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。 在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。 数据库系统的构成 由数据库、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。,An Introduction to Database Systenm,数据库系统(续),数据库系统构成图示 参看教材page_2 图1.1数据库系统在计算机系统中的位置图示 参看教材page_ 2 图1.2,An Introduction to Database Syst
19、enm,总结:,、（ataBase） 、（ataBase Management System） 、（Database System）,An Introduction to Database Systenm,1.数据库（Database,简称DB）是指长期存储在计算机内、有组织、可共享的数据集合。 2.数据库管理系统(Database Management System, 简称DBMS) 是指用于完成数据库的定义、建立、运行和维护，使用户能方便地操纵和控制数据，并能保证数据的安全性、完整性、并发性和可恢复性的软件系统。 3.数据库系统(DataBase System简称DBMS)是指利用数据库管
20、理系统及开发工具对数据库中的数据进行处理的应用软件系统。,An Introduction to Database Systenm,数据库系统层次结构图,应用系统,应用开发工具软件,数据库管理系统,操作系统,硬件/数据库,数据库用户,An Introduction to Database Systenm,数据库系统的要素组成,Database,An Introduction to Database Systenm,第一章 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 t
21、o Database Systenm,如何把现实世界中的各种信息用计算机表示出来？,在数据处理中，数据描述将涉及到不同的范畴。从事物的特性到计算机中的具体表示，实际上经历了三个阶段概念设计中的数据描述、逻辑设计中的数据描述和物理设计中的数据描述。本节先介绍这三个阶段的数据描述，再介绍数据之间联系如何描述。 三个阶段：概念数据描述逻辑数据描述物理存储介质描述,An Introduction to Database Systenm,数据模型,在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中不能被计算机直接处理的事物为计算机能够处理的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟 数据模型应
22、满足三方面要求。 能比较真实地模拟现实世界 容易为人所理解 便于在计算机上实现,An Introduction to Database Systenm,数据模型(续),针对不同的使用对象和应用目的采用不同的数据模型。数据模型分成两个不同的层次： (1) 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。 (2) 数据模型 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。,An Introduction to Database Systenm,数据模型(续),客观对象的抽象过程-两步抽象 现实世界中的客观对象抽象为概念模型； 把概念模型转换为某一DBMS支持的
23、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 Systenm,1.2 数据模型,1.2.1 数据模型的组成要素（数据模型的共性）1.2.2 概念模型1.2.3 常用数据模型1.2.4 层次模型1.2.5 网状模型1.2.6 关系模型,An Introduction to Database Systenm,1.2.1 数据模型的组成要素：,数据结构 数据操作 数据的完整性约束条件,An Introduction to Database Systenm,1. 数据结构,什么是数据结构 所研究的对象类型的集合两类对象（数据库的组成成分
24、） 与数据类型、内容、性质有关的对象（网状模型：数据项、记录；关系模型：属性、关系） 与数据之间联系有关的对象数据结构是对系统静态特性的描述,An Introduction to Database Systenm,2.数据操作,数据操作 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 数据操作的类型有两大类： 检索（查询） 更新（包括插入、删除、修改）,An Introduction to Database Systenm,数据操作(续),数据模型对操作的定义 操作的确切含义 操作符号 操作规则（如优先级） 实现操作的语言数据操作是对系统动态特性的描述。,An Introd
25、uction to Database Systenm,3.数据的约束条件,数据的约束条件 是一组完整性规则的集合。 而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。,An Introduction to Database Systenm,数据的约束条件(续),数据模型对约束条件的定义 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（在2章细讲） 。 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
26、约束条件。例如学生数据库中的年龄不得超过30岁等。,An Introduction to Database Systenm,1.2.2 概念模型,1. 概念模型： 为了将现实世界中的具体事物抽象、组织成为DBMS支持的数据模型，我们要先将现实世界中的客观内对象抽象为某一信息结构（不依赖于具体的计算机系统），而是一个概念级的模型，它是现实世界到机器世界的一个中间层次，是第一层抽象，是用户与数据库设计人员之间进行交流的语言，然后再将这个信息结构转换为机器世界中的数据模型。 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 Systenm,
27、1. 概念模型,概念模型的用途 概念模型用于信息世界的建模 是现实世界到机器世界的一个中间层次 是数据库设计的有力工具 数据库设计人员和用户之间进行交流的语言 对概念模型的基本要求 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 简单、清晰、易于用户理解。,An Introduction to Database Systenm,2. 信息世界中的基本概念,(1) 实体（Entity） 客观存在并可相互区别的事物称为实体。可以是具体的人、事、物或抽象的概念。例如：一个学生 (2) 属性（Attribute） 实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。例如：学生的
28、学号、姓名、系 (3) 码（Key） 唯一标识实体的属性集称为码。例如：学生的学号,An Introduction to Database Systenm,信息世界中的基本概念(续),(4) 域（Domain） 属性的取值范围称为该属性的域。性别域：男、女 (5) 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，例如：学生（学号，姓名，系） (6) 实体集（Entity Set） 同型实体的集合称为实体集，例如：全体学生,An Introduction to Database Systenm,信息世界中的基本概念(续),(7) 联系（Relations
29、hip） 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（属性之间的联系）和实体之间（实体型之间）的联系 实体型间联系 两个实体型 一对一联系（1:1） 三个实体型 一对多联系（1:n） 一个实体型 多对多联系（m:n）,An Introduction to Database Systenm,两个实体型间的联系,An Introduction to Database Systenm,两个实体型间的联系,一对一联系 如果对于实体集A（例如：班级集合）中的每一个实体，实体集B（例如：班长集合）中至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:
30、1。 实例：班级与班长之间的联系：一个班级只有一个正班长一个班长只在一个班中任职,An Introduction to Database Systenm,两个实体型间的联系 (续),一对多联系 如果对于实体集A （例如：班级集合）中的每一个实体，实体集B（例如：学生集合）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与实体集B有一对多联系，记为1:n 实例：班级与学生之间的联系：一个班级中有若干名学生，每个学生只在一个班级中学习,An Introduction to Database Systenm,两个实体型间的联系 (续),
31、多对多联系（m:n） 如果对于实体集A（例:课程集合）中的每一个实体，实体集B（例:学生集合）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 实例：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个学生可以同时选修多门课程,An Introduction to Database Systenm,多个实体型间的联系(续),多个实体型间的一对多联系 若实体集E1，E2，.，En存在联系，对于实体集Ej（j=1，2，.，i-1，i+1，.，n）中的给定实体，最多只和Ei中的一个实体相联系，则我
32、们说Ei与E1，E2，.，Ei-1，Ei+1，.，En之间的联系是一对多的。,An Introduction to Database Systenm,多个实体型间的联系(续),实例课程、教师与参考书三个实体型 如果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 课程与教师、参考书之间的联系是一对多的 多个实体型间的一对一联系 多个实体型间的多对多联系,An Introduction to Database Systenm,同一实体集内各实体间的联系,一对多联系 实例职工实体集内部具有领导与被领导的联系 某一职工（干部）“领导”若干名职
33、工 一个职工仅被另外一个职工直接领导 这是一对多的联系 一对一联系 多对多联系,An Introduction to Database Systenm,3. 概念模型的表示方法,概念模型的表示方法很多常用的方法是实体联系方法(E-R方法) 用E-R图来描述现实世界的概念模型 E-R方法也称为E-R模型该方法是抽象和描述显示世界的有力工具，用E-R图表示的概念模型独立于具体的DBMS所支持的数据模型，是各种数据模型的基础，因此比数据模型更一般、更抽象、更接近现实世界。,An Introduction to Database Systenm,E-R图的表示方法,实体型 用矩形表示，矩形框内写明实体
34、名。,学生,教师,An Introduction to Database Systenm,E-R图的表示方法(续),属性 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 Systenm,E-R图的表示方法(续),联系 联系本身：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） 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，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来,An Introduction to Database Systenm,联系的表
35、示方法,An Introduction to Database Systenm,联系的表示方法(续),An Introduction to Database Systenm,联系的表示方法示例,An Introduction to Database Systenm,联系的表示方法示例(续),An Introduction to Database Systenm,联系属性的表示方法,An Introduction to Database Systenm,有车间和车间主任两个实体，并且有语义：一个车间只能有一名车间主任，一个职工也只能在一个车间当主任。那么车间和车间主任之间的联系是一对一的，我们把
36、这种联系命名为任职。,一对一联系的例子,任职,车间,车间主任,1,1,An Introduction to Database Systenm,有仓库和职工两个实体，并且有语义：一个仓库可以有多名职工，但是一个职工只能在一个仓库工作。那么仓库和职工之间的联系是一对多的，我们把这种联系命名为工作。,一对多联系的例子,工作,仓库,职工,1,n,An Introduction to Database Systenm,多个实体之间的联系,有仓库、器件、供应商三个实体，并且有语义：每个仓库可以向多个供应商发出订购，可购买多种器件；每个供应商可向多个仓库供货，可供应多种器件；每种器件可由多个供应商供应，可由
37、多个仓库购买。,An Introduction to Database Systenm,仓库,器件,供应商,订购,m,n,p,An Introduction to Database Systenm,多个实体之间的另外一种联系,An Introduction to Database Systenm,属性的表示方式,实体的属性用椭圆框表示，框内写上属性名，并用连线连到相应实体。也可以直接将属性名写在实体旁边。,An Introduction to Database Systenm,联系本身也有属性，联系是通过相关联的实体的有关属性体现出来的。,联系的属性,An Introduction to Da
38、tabase Systenm,ER图的设计方法,大体应遵两条原则: 针对每一用户作出该用户信息的局部ER图,确定该用户的实体、属性、联系。注意,能作为属性的就不作为实体,利于简化ER图。 综合局部ER图,生成总体ER图。在综合过程中,同名实体只能出现一次,还要去掉不必要的联系,以消除冗余。 一个系统的ER图不是惟一的,强调不同的侧面作出的E-R图可能有很大不同。,An Introduction to Database Systenm,ER图综合实例一,1. 学校有若干教员,教员带若干课程.还有若干学生,每个学生选修若干课程,每门课程可由若干学生选修.用E-R图画出该校的概念模型.（参考答案）
39、2. 在物资管理中,一个供应商为多个项目供应多种零件,一种零件只能保存在一个仓库中,一个仓库中可保存多种零件,一个仓库有多名员工值班,由一个员工负责管理.画出该物资管理系统的E-R图.（参考答案）,An Introduction to Database Systenm,ER图综合实例二,3. 在活期存款业务中,设 一个储户可在多个储蓄所存取款,画出该E-R图.（参考答案）4. 在课程管理系统中,涉及到班级,学生,课程,教师,参考书等实体,假设，一个教师只可上一门课程，一门课程可由多个教师讲授，可使用多本参考书，画出该系统的概念模型。（参考答案）,An Introduction to Datab
40、ase Systenm,概念数据模型中的基本联系,实体之间的联系类型并不取决于实体本身，而是取决于现实世界的管理方法，或者说取决于语义，即同样两个实体，如果有不同的语义则可以得到不同的联系类型。,An Introduction to Database Systenm,以仓库和器件两个实体之间的关联为例：,如果规定一个仓库只能存放一种器件，并且一种器件只能存放在一个仓库，这时仓库和器件之间的联系是一对一的； 如果规定一个仓库可以存放多种器件，但是一种器件只能存放在一个仓库，这时仓库和器件之间的联系是一对多的； 如果规定一个仓库可以存放多种器件，同时一种器件可以存放在多个仓库，这时仓库和器件之间的
41、联系是多对多的。,An Introduction to Database Systenm,如何把现实世界中的信息用计算机表示出来？,在数据处理中，数据描述将涉及到不同的范畴。从事物的特性到计算机中的具体表示，实际上经历了三个阶段概念设计中的数据描述、逻辑设计中的数据描述和物理设计中的数据描述。本节先介绍这三个阶段的数据描述，再介绍数据之间联系如何描述。 三个阶段：概念数据描述逻辑数据描述物理存储介质描述,An Introduction to Database Systenm,1.2.3 常用数据模型,不同的数据模型有不同的数据结构，常用的有：层次模型、网状模型和关系模型。非关系模型（层次和网状
42、模型）现在大都被关系模型取代。 非关系模型：实体用记录表示，实体之间的联系转换成记录之间的 两两联系。 层次模型（Hierarchical Model） 网状模型(Network Model ),An Introduction to Database Systenm,传统的三大数据模型,层次模型,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systenm,树,父母,子女,种植,砍伐,养育,赡养,学生宿舍,学生,教研室,专业系,教师,(a),(e),(d),网状模型,学生,课程,父亲,子女,(c),(b),人,A
43、n Introduction to Database Systenm,关系模型,An Introduction to Database Systenm,常用数据模型(续),关系模型(Relational Model) 数据结构：表面向对象模型(Object Oriented Model） 数据结构：对象,An Introduction to Database Systenm,1.2 数据模型,1.2.1 数据模型的组成要素1.2.2 概念模型1.2.3 常用数据模型1.2.4 层次模型1.2.5 网状模型1.2.6 关系模型,An Introduction to Database Systen
44、m,1.2.4 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 Systenm,1. 层次数据模型的数据结构,层次模型(倒树）满足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，这个结点称为根结点 2. 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点 层次模型中的几个术语 根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点,An Introduction to Database Systenm
45、,层次数据模型的数据结构(续）,双亲结点,双亲结点,An Introduction to Database Systenm,层次数据模型的数据结构(续）,表示方法 实体型：用记录类型描述。每个结点表示一个不同的记录类型。 属性：用字段描述。每个记录类型可包含若干个字段。 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 实例：教员-学生数据模型（P15图1-16）,An Introduction to Database Systenm,层次数据模型的数据结构(续）,特点 结点的双亲是唯一的 只能直接处理一对多的实体联系，而多对多联系要分解成一对多才能处理 每个记录类型定义一个排序字段，
46、也称为码字段 任何记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义 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 Database Systenm,层次数据模型的数据结构(续）,多对多联系在层次模型中的表示 用层次模型间接表示多对多联系 方法 将多对多联系分解成一对多联系 分解方法 冗余结点法 虚拟结点法 实例P16图1-18,An Introduction to Database Systenm,2. 层次模型的数据操纵与完整性约束,查询插入删除更新,An Introduction to Database Systenm,3. 层次模型的数据操纵与完整性
47、约束,无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值 如果删除双亲结点值，则相应的子女结点值也被同时删除 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 Systenm,4.层次数据模型的存储结构,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 放，即通过物理空间的位置相邻来实现层次顺序 链接法 用指引元（指针）来反映数据之间的层次联系 子女兄弟链接法（设两类指针指向左子女和最近的兄弟） 层次序列链接法（树的前序穿越）,An Introduction to Database Systenm,5. 层次模型的优缺点,优点 层次数据模型简单，需很少的命令就能操纵数据库，对具有一对多的层次关系的部门描述自然、直观，容易理解 性能优于关系模型，不低于网状模型 层次数据模型提供了良好的完整性支持 缺点 多对多联系表示不自然 对插入和删除操作的限制多 查询子女结点必须通过双亲结点 由于结构严密，层次命令趋于程序化,An Introduction to Database Systenm,6. 典型的层次数据库系统,IMS数据库管理系统 第一个大型商用DBMS 1968年推出 IBM公司研制,An Introduction to Database Systenm,下课了。,追求,休息一会儿。,
