数据库系统原理02.ppt

review: 数据库系统概述 数据库(Database) 数据库管理系统(Database Managerment System) 数据库系统(Database System) review:数据库系统概述 人工管理阶段 科学计算 文件系统阶段 批量处理数据 数据库系统阶段 数据规模扩大 数据模型是数据库的基础 数据模型必须能比较真实的模拟现实世界 必须容易被人理解 便于计算机上实现，处理 数据模型的组成要素 数据结构：是对系统静态特性的描述 数据操作：是对系统动态特性的描述 数据的约束条件：一组完整性规则的集合，保证数据正确、有效、相容 review:概念模型 信息世界的基本概念 实体(Entity) 属性(Attribute) 码(Key) 域(Domain) 实体型(Entity Type) 实体集(Entity Set) 联系(Relationship) 一对一联系(1:1) 一对多联系(1:n) 多对多联系(m:n) 概念模型的表示方法 P.P.S.Chen 1976年提出 实体-联系方法(Entity-Relationship) E-R图提供了表示实体型、属性和联系的方法 实体型：用矩形表示 属性：用椭圆表示 联系：用菱形表示 例三：用E-R图表示工厂物资 管理的概念模型 实体及其联系图 1.2.3 常用数据模型 层次模型(Hierarchical Model) 网状模型(Network Model) 关系模型(Relational Model) 面向对象模型(Object Oriented Model) 非关系模型的数据结构 基本层次联系 层次数据模型的数据结构 满足下面两个条件的基本层次关系的集合为层次模型 有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点 多对多联系在层次模型中的表示 层次模型的数据操纵与完整性约束 查询 插入 删除 修改 层次数据模型的存储结构及优缺点 存储结构 邻接法 链接法 优点 模型比较简单 实体间联系固定，性能优于关系模型，不低于网状模型 良好的完整性支持 缺点 很难描述非层次性的联系 对插入，删除操作限制比较多 查询子结点必须通过双亲结点 层次命令趋于程序化 网状数据模型的数据结构 网状模型的数据操纵与完整性约束 网状数据模型的存储结构及优缺点 关系模型 1970年IBM公司的E.F.Codd提出了关系模型，奠定了关系数据库的理论基础，Codd于1981年获得ACM(Association for Computing Machinery)图灵奖 关系数据模型简介(一) 关系(Relation) 元组(Tuple) 属性(Attribute) 域(Domain) 分量 关系模式:对关系的描述 关系数据模型简介(二) 关系数据模型的操纵 集合操作，用户只需指出“干什么”或“找什么”，而不用说明“怎么干”或“怎么找” 完整性约束 实体完整性，参照完整性，用户定义的完整性 存储结构 关系数据模型简介(三) 优点 建立在严格的数学概念之上 概念单一，数据结构简单清晰易懂 存取路径对用户透明 缺点 查询效率较低，为了提高性能必须对查询请求进行优化，增加了开发关系DBMS的难度 关系模型 关系(Relation) 元组(Tuple) 属性(Attribute) 主码(Key) 域(Domain) 分量 关系模式 1.3 数据库系统结构 数据库管理系统角度(内部结构) 三级模式结构 最终用户角度(外部结构) 集中式 分布式 客户/服务器结构 并行结构 集中式系统结构 只是运行在一台单独的计算机系统上，和别的计算机系统没有交互 常用的计算机系统：一个或者几个的CPUs，通过一条总线连接多设备控制器，共享内存 单用户结构：台式机，单用户，通常使用一个CPU和一到多个磁盘；操作系统可能只支持单用户，如PC机或者工作站 主从式结构：多个磁盘，更多的内存，多CPUs，操作系统支持多用户。多个用户通过终端向服务器要求服务，称为主从式结构系统，如银行系统 集中式系统结构图 客户/服务器结构 服务器相应m个客户机系统请求 数据库功能可以被分成： 后台: 管理数据存取结构，查询评估和优化，并发和恢复等 前台: 处理诸如表格，报表和图形界面 前台和后台的交互通过SQL或者API(应用程序接口) 客户/服务器结构图一 客户/服务器结构图二 数据库系统模式的概念 型(Type)和值(Value)的概念 与编程语言中的类型和变量类似 模式(Schema)——数据的结构及其联系 如数据库包括客户、帐户集，以及他们之间的关系信息。 模拟程序中变量的类型信息 物理模式：物理层的数据库设计 逻辑模式：逻辑层的数据库设计 实