數(shù)據(jù)庫(kù)原理課件01緒論1

1、1,數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)簡(jiǎn)介,數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用向各行各業(yè)的滲透。數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫(kù)信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個(gè)國(guó)家信息化程度的重要標(biāo)志。,2,數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展回顧,經(jīng)歷了三代演變層次/網(wǎng)狀系統(tǒng)、關(guān)系系統(tǒng)、新一代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)造就了三位圖靈獎(jiǎng)得主C.W.Bachman、E.F.Codd和James Gray發(fā)

2、展了一門計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)學(xué)科以數(shù)據(jù)模型和DBMS核心技術(shù)為主，內(nèi)容豐富、領(lǐng)域?qū)拸V形成了一個(gè)巨大的軟件產(chǎn)業(yè)DBMS及其相關(guān)工具產(chǎn)品、應(yīng)用解決方案,3,1998圖靈獎(jiǎng)獲得者數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和事務(wù)處理專家——吉姆.格雷,數(shù)據(jù)庫(kù)方面三位圖靈獎(jiǎng)獲得者,“關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)之父” 1981,“網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)之父” 1973,4,第一章 緒論,1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2 數(shù)據(jù)模型1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5 小結(jié),5,

3、1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述,1.1.1 四個(gè)基本概念1.1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展1.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn),返回,6,1.1.1 四個(gè)基本概念,返回,數(shù)據(jù)庫(kù)（Database）,數(shù)據(jù)(Data),數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DBS),7,一、數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)(Data)的定義數(shù)據(jù)是信息的具體表現(xiàn)形式描述事物的符號(hào)記錄,數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式各類數(shù)據(jù)必須數(shù)字化后才能加工處理。,,數(shù)字文字圖形圖像聲

4、音等,8,一、數(shù)據(jù)（續(xù)）,數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的,,例如：93是一個(gè)數(shù)據(jù)語(yǔ)義1：學(xué)生某門課的成績(jī)語(yǔ)義2：某人的體重語(yǔ)義3：計(jì)算機(jī)系2007級(jí)學(xué)生人數(shù),例如：學(xué)生檔案中的一條記錄：（ 李明 男 1982 江蘇 計(jì)算機(jī)系 2000）,9,二、數(shù)據(jù)庫(kù)(續(xù)),數(shù)據(jù)庫(kù)的定義數(shù)據(jù)庫(kù)(Database,簡(jiǎn)稱DB)是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合。,10,三、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),什么是DBMS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Da

5、tabase Management System，簡(jiǎn)稱DBMS）是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。,DBMS的用途組織和存儲(chǔ)好大量的數(shù)據(jù)，并提供方便、高效地檢索數(shù)據(jù)和維護(hù)數(shù)據(jù)的手段。,11,DBMS的主要功能,12,四、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),什么是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（Database System，簡(jiǎn)稱DBS）是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)。,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理員

6、（DBA）,13,四、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(續(xù)),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 構(gòu)成圖示,返回,數(shù)據(jù)庫(kù),應(yīng)用系統(tǒng),應(yīng)用開發(fā)工具,操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),,,,,,,,,,,數(shù)據(jù)庫(kù)管理員,用戶,用戶,用戶,14,數(shù)據(jù)庫(kù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位,返回,15,1.1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展,16,,1.1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展,數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程人工管理階段(40年代中--50年代中)文件系統(tǒng)階段(50年代末--60年代中)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段

7、(60年代末--現(xiàn)在),數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展動(dòng)力應(yīng)用需求的推動(dòng)、計(jì)算機(jī)軟/硬件的發(fā)展,17,一、人工管理,時(shí)期40年代中--50年代中產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求科學(xué)計(jì)算硬件水平紙帶、卡片、磁帶軟件水平?jīng)]有操作系統(tǒng)處理方式批處理,18,一、人工管理,邏輯結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)存取方法輸入方式等,,數(shù)據(jù)不保存,數(shù)據(jù)由程序各自管理,數(shù)據(jù)不共享：一組數(shù)據(jù)只能對(duì)應(yīng)一個(gè)程序,數(shù)據(jù)不具獨(dú)立性：數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后（物理或邏輯上），應(yīng)用

8、程序必須做相應(yīng)的修改。,19,應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(人工管理階段),,返回,20,二、文件系統(tǒng),時(shí)期50年代末--60年代中產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求科學(xué)計(jì)算、管理硬件水平磁盤、磁鼓軟件水平專門管理數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng)處理方式聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、批處理,21,應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(文件系統(tǒng)),,22,文件系統(tǒng)(續(xù)),特點(diǎn)數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu),整體無(wú)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：有了一

9、定的獨(dú)立性，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變必須修改應(yīng)用程序數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、冗余度大,,,23,三、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),時(shí)期60年代末以來(lái)產(chǎn)生的背景應(yīng)用背景大規(guī)模管理硬件背景大容量磁盤軟件背景有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)處理方式聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、分布處理、批處理,返回,24,應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)),,25,1.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn),特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：DBMS數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：整體

10、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的共享程度：共享性高數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：高度的物理獨(dú)立性和一定的 邏輯獨(dú)立性數(shù)據(jù)控制能力：由DBMS統(tǒng)一管理和控制,,,,返回,26,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化,整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特征之一，也是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。,數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的真正結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)內(nèi)部是結(jié)構(gòu)化的，整體也是結(jié)構(gòu)化的。不僅描述數(shù)據(jù)本身，也描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型描述，無(wú)需程序定義和解釋。數(shù)據(jù)的

11、最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)。,27,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化,例如，建立學(xué)生信息管理系統(tǒng)，系統(tǒng)包含的數(shù)據(jù)：學(xué)生文件：學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、性別、系別、年齡）課程文件：課程（課程號(hào)、課程名）成績(jī)文件：成績(jī)（學(xué)號(hào)、課程號(hào)、成績(jī)）,,其實(shí)3個(gè)文件的記錄之間是有聯(lián)系的，成績(jī)文件中的學(xué)號(hào)必須是成績(jī)文件中某個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)，選課的課程號(hào)必須是課程文件中某門課程的編號(hào)。,28,數(shù)據(jù)獨(dú)立性,物理獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存

12、儲(chǔ)改變了，應(yīng)用程序不用改變。邏輯獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變。數(shù)據(jù)獨(dú)立性是由DBMS的二級(jí)映像功能來(lái)保證的。,,29,DBMS對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能,數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護(hù)使每個(gè)用戶只能按指定方式使用和處理指定數(shù)據(jù)，保護(hù)數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞。,,返回,數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查將數(shù)據(jù)控制在有效范圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)間滿足一

13、定的關(guān)系。,并發(fā)（Concurrency）控制對(duì)多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，防止相互干擾而得到錯(cuò)誤的結(jié)果。,數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)（Recovery）將數(shù)據(jù)庫(kù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)。,30,1.2 數(shù)據(jù)模型,1.2.1 兩類數(shù)據(jù)模型 1.2.2 數(shù)據(jù)模型的組成要素 1.2.3 概念模型 1.2.4 最常用的數(shù)據(jù)模型 1.2.5 層次模型 1.2.6 網(wǎng)狀模型 1.2.7 關(guān)系模型,31,1

14、.2.1 兩大數(shù)據(jù)模型,模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中某個(gè)對(duì)象特征的模擬和抽象。,數(shù)據(jù)模型也是一種模型，它是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。數(shù)據(jù)模型是用來(lái)描述數(shù)據(jù)、組織數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的。應(yīng)滿足三方面要求能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界容易為人所理解便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn),32,兩大數(shù)據(jù)模型(續(xù)),數(shù)據(jù)模型分為兩類（分屬兩個(gè)不同的層次）,(1) 概念模型：也稱信息模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模，用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。(2) 邏輯模型和物理模型邏輯模

15、型主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ偷?，按?jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，用于DBMS實(shí)現(xiàn)。物理模型描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的表示方式和存取方法，在磁盤或磁帶上的存儲(chǔ)方式和存取方法。,33,兩大類數(shù)據(jù)模型 (續(xù)),返回,34,1.2.2 數(shù)據(jù)模型的組成要素,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 描述數(shù)據(jù)庫(kù)的組成對(duì)象，以及對(duì)象之間的聯(lián)系是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述數(shù)據(jù)操作 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象（型）的實(shí)例（值）允許執(zhí)行的操作及有關(guān)的操作規(guī)則。數(shù)據(jù)操作是對(duì)系

16、統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述數(shù)據(jù)的約束條件 一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是對(duì)數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系定義的制約和儲(chǔ)存規(guī)則。,返回,35,1.2.3 概念模型,信息世界中的基本概念兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系兩個(gè)以上實(shí)體型之間的聯(lián)系單個(gè)實(shí)體型內(nèi)的聯(lián)系概念模型的一種表示方法一個(gè)實(shí)例,返回,36,一、信息世界中的基本概念,(1) 實(shí)體（Entity） 客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體?？梢允蔷唧w的人、事、物或抽象的概念。,(2) 屬性（

17、Attribute） 實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫。,(3) 碼（Key） 唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為碼。,37,信息世界中的基本概念(續(xù)),(4) 域（Domain） 屬性的取值范圍稱為該屬性的域。,(5) 實(shí)體型（Entity Type） 用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻畫同類實(shí)體稱為實(shí)體型,(6) 實(shí)體集（Entity Set） 同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集,38,信息世界中的基本概念(續(xù))

18、,(7) 聯(lián)系（Relationship） 現(xiàn)實(shí)世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界中反映為實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體之間的聯(lián)系。實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系通常是指組成實(shí)體的各屬性之間的聯(lián)系。實(shí)體之間的聯(lián)系通常是指不同實(shí)體集之間的聯(lián)系。,返回,39,二、兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系,40,兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系,一對(duì)一聯(lián)系 　 如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中至多有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有一對(duì)一聯(lián)系。記為1:1。

19、,實(shí)例班級(jí)與班長(zhǎng)之間的聯(lián)系：一個(gè)班級(jí)只有一個(gè)正班長(zhǎng)一個(gè)班長(zhǎng)只在一個(gè)班中任職,41,兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系 (續(xù)),一對(duì)多聯(lián)系如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中至多只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B有一對(duì)多聯(lián)系。記為1:n,實(shí)例班級(jí)與學(xué)生之間的聯(lián)系：一個(gè)班級(jí)中有若干名學(xué)生，每個(gè)學(xué)生只在一個(gè)班級(jí)中學(xué)習(xí),42,兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系 (續(xù)),多對(duì)

20、多聯(lián)系（m:n）如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中也有m個(gè)實(shí)體（m≥0）與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體B具有多對(duì)多聯(lián)系。記為m:n,返回,實(shí)例課程與學(xué)生之間的聯(lián)系：一門課程同時(shí)有若干個(gè)學(xué)生選修一個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門課程,43,三、多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系(續(xù)),多個(gè)實(shí)體型間的一對(duì)多聯(lián)系若實(shí)體集E1，E2，...，En存在聯(lián)系，對(duì)于實(shí)體集Ej（j=1，2

21、，...，i-1，i+1，...，n）中的給定實(shí)體，最多只和Ei中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則我們說Ei與E1，E2，...，Ei-1，Ei+1，...，En之間的聯(lián)系是一對(duì)多的。,44,多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系(續(xù)),實(shí)例 課程、教師與參考書三個(gè)實(shí)體型一門課程可以有若干個(gè)教師講授，使用若干本參考書，每一個(gè)教師只講授一門課程，每一本參考書只供一門課程使用,45,多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系(續(xù)),多個(gè)實(shí)體型間的一對(duì)一聯(lián)系多個(gè)實(shí)體型間的多對(duì)多聯(lián)

22、系供應(yīng)商、項(xiàng)目、零件三個(gè)實(shí)體型一個(gè)供應(yīng)商可以供給多個(gè)項(xiàng)目多種零件，每個(gè)項(xiàng)目可以使用多個(gè)供應(yīng)商供應(yīng)的零件，每種零件可由不同供應(yīng)商供給。,返回,46,四、同一實(shí)體集內(nèi)各實(shí)體間的聯(lián)系,一對(duì)多聯(lián)系實(shí)例職工實(shí)體型內(nèi)部具有領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)系某一職工（干部）“領(lǐng)導(dǎo)”若干名職工一個(gè)職工僅被另外一個(gè)職工直接領(lǐng)導(dǎo)這是一對(duì)多的聯(lián)系,返回,47,五、概念模型的表示方法,概念模型的表示方法很多實(shí)體－聯(lián)系方法(E-R方法)用E-R圖來(lái)描述

23、現(xiàn)實(shí)世界的概念模型E-R方法也稱為E-R模型P.P.S.Chen于1976年提出,48,E-R圖,實(shí)體型用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。屬性用橢圓形表示，并用無(wú)向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來(lái),學(xué)生,教師,49,E-R圖(續(xù)),聯(lián)系聯(lián)系本身：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無(wú)向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來(lái)，同時(shí)在無(wú)向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1、1:n或m:n） 聯(lián)系的屬性：聯(lián)系本身也是一種實(shí)體型，也可以有屬性。如果一個(gè)

24、聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無(wú)向邊與該聯(lián)系連接起來(lái)。,返回,50,六、一個(gè)實(shí)例,用E-R圖表示某個(gè)工廠物資管理的概念模型實(shí)體倉(cāng)庫(kù)： 倉(cāng)庫(kù)號(hào)、面積、電話號(hào)碼零件 ：零件號(hào)、名稱、規(guī)格、單價(jià)、描述供應(yīng)商：供應(yīng)商號(hào)、姓名、地址、電話號(hào)碼、帳號(hào)項(xiàng)目：項(xiàng)目號(hào)、預(yù)算、開工日期職工：職工號(hào)、姓名、年齡、職稱,51,一個(gè)實(shí)例,實(shí)體之間的聯(lián)系如下： (1)一個(gè)倉(cāng)庫(kù)可以存放多種零件，一種零件可以存放在多個(gè)倉(cāng)庫(kù)中。倉(cāng)庫(kù)和零件具有多對(duì)多的

25、聯(lián)系。用庫(kù)存量來(lái)表示某種零件在某個(gè)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)量。 (2)一個(gè)倉(cāng)庫(kù)有多個(gè)職工當(dāng)倉(cāng)庫(kù)保管員，一個(gè)職工只能在一個(gè)倉(cāng)庫(kù)工作，倉(cāng)庫(kù)和職工之間是一對(duì)多的聯(lián)系。職工實(shí)體型中具有一對(duì)多的聯(lián)系 (3)職工之間具有領(lǐng)導(dǎo)-被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系。即倉(cāng)庫(kù)主任領(lǐng)導(dǎo)若干保管員。 (4)供應(yīng)商、項(xiàng)目和零件三者之間具有多對(duì)多的聯(lián)系。,52,一個(gè)實(shí)例,返回,53,1.2.4 常用的數(shù)據(jù)模型,層次模型（Hierarchical Model）網(wǎng)狀模型(Network Mode

26、l )關(guān)系模型(Relational Model) 面向?qū)ο竽Ｐ?Object Oriented Model）對(duì)象關(guān)系模型(Object Relational Model）,這里講的數(shù)據(jù)模型都是邏輯上的，是計(jì)算機(jī)能夠理解，且被 DBMS 支持的數(shù)據(jù)視圖。,返回,54,1.2.5 層次模型,1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2. 數(shù)據(jù)操縱3. 完整性約束 4. 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 5. 優(yōu)缺點(diǎn),返回,55,1. 層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),層次模型

27、滿足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。1.有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，該結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)2.根以外的其它結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn),56,層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)),,圖1.16 一個(gè)層次模型的示例,57,層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)),表示方法實(shí)體型:用記錄類型描述,每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型。屬性：用字段描述,每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。聯(lián)系：用結(jié)點(diǎn)之間的連線（有向邊)表示記錄型之間的一對(duì)多的聯(lián)系。實(shí)例：教員-

28、學(xué)生數(shù)據(jù)模型,58,層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)),圖1.17 教員學(xué)生層次數(shù)據(jù)庫(kù)模型,字段,根結(jié)點(diǎn),記錄型系的子女結(jié)點(diǎn)記錄型教員的雙親結(jié)點(diǎn),葉結(jié)點(diǎn),葉結(jié)點(diǎn),59,圖1.18 教員學(xué)生層次數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)值,60,層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)),特點(diǎn)結(jié)點(diǎn)的雙親是唯一的每個(gè)記錄類型定義一個(gè)排序字段，也稱為碼字段任何記錄值只有按其路徑查看時(shí)，才能顯出它的全部意義沒有一個(gè)子女記錄值能夠脫離雙親記錄值而獨(dú)立存在只能直接處理一對(duì)多的實(shí)體聯(lián)

29、系,61,多對(duì)多聯(lián)系在層次模型中的表示,多對(duì)多聯(lián)系在層次模型中的表示用層次模型間接表示多對(duì)多聯(lián)系,返回,方法將多對(duì)多聯(lián)系分解成一對(duì)多聯(lián)系分解方法冗余結(jié)點(diǎn)法虛擬結(jié)點(diǎn)法,62,多對(duì)多聯(lián)系在層次模型中的表示(續(xù)),學(xué)生實(shí)體與課程實(shí)體之間的多對(duì)多聯(lián)系： 一個(gè)學(xué)生可以選修多門課程，一門課程可以由多個(gè)學(xué)生選修；,返回,63,多對(duì)多聯(lián)系在層次模型中的表示(續(xù)),冗余結(jié)點(diǎn)法：,返回,,,S,C,S,C,64,多對(duì)多聯(lián)系在層次模型中的表示

30、(續(xù)),虛擬結(jié)點(diǎn)法：,返回,,,S,C,S,C,V.C,V.S,65,2.層次模型的數(shù)據(jù)操縱,查詢插入刪除更新進(jìn)行插入、刪除、更新操作時(shí)要滿足層次模型的完整性約束條件。,返回,66,3. 層次模型的完整性約束,1、無(wú)相應(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就不能插入子女結(jié)點(diǎn)值,返回,2、如果刪除雙親結(jié)點(diǎn)值，則相應(yīng)的子女結(jié)點(diǎn)值也被同時(shí)刪除,3、更新操作時(shí)，應(yīng)更新所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性,67,4.層次數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),鄰接法 按照層次樹前序

31、遍歷的順序把所有記錄值依次鄰接存放，即通過物理空間的位置相鄰來(lái)實(shí)現(xiàn)層次順序,,返回,68,層次數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（續(xù)）,,69,4.層次數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),鏈接法用指針來(lái)反映數(shù)據(jù)之間的層次聯(lián)系子女－兄弟鏈接法 P24層次序列鏈接法 P24,,,返回,70,層次數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（續(xù)）,子女-兄弟鏈接法每個(gè)記錄設(shè)兩類指針，分別指向最左邊的子女（每個(gè)記錄型對(duì)應(yīng)一個(gè)）和最近的兄弟。,,71,層次數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（續(xù)）,層次