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第一章 关系数据库原理 1.1 数据库系统的基本概念 1.2 E-R概念模型 1.3 关系数据模型 1.4 数据库系统结构及组成 1.5 基本关系运算 1.6 关系的完整性规则 1.7 关系的规范化 1.8 小结 1.3 关系数据模型 1.3.1 数据模型的组成要素 1.3.2 最常用的数据模型 1.3.3 层次模型 1.3.4 网状模型 1.3.5 关系模型 1.3.1 数据模型的组成要素 数据结构 数据操作 完整性约束条件 一、 数据结构 什么是数据结构 描述数据库的组成对象，以及对象之间的联系 描述的内容 与数据类型、内容、性质有关的对象 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 二、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 查询 更新(包括插入、删除、修改) 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 请举例说明 三、数据的完整性约束条件 数据的完整性约束条件 一组完整性规则的集合。 完整性规则：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。 数据的完整性约束条件(续) 数据模型对完整性约束条件的定义 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。 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。 1.3 关系数据模型 1.3.1 数据模型的组成要素 1.3.2 最常用的数据模型 1.3.3 层次模型 1.3.4 网状模型 1.3.5 关系模型 1.3.2 最常用的数据模型 非关系模型 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） 对象关系模型(Object Relational Model) 1.3 关系数据模型 1.3.1 数据模型的组成要素 1.3.2 最常用的数据模型 1.3.3 层次模型 1.3.4 网状模型 1.3.5 关系模型 1.3.3 层次模型 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 层次模型用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系 一、 层次数据模型的数据结构 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 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 层次数据模型的数据结构(续) 层次数据模型的数据结构(续) 层次模型的特点： 结点的双亲是唯一的 只能直接处理一对多的实体联系 每个记录类型可以定义一个排序字段，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 层次数据模型的数据结构(续) 图1.17 教员学生层次数据库模型 层次数据模型的数据结构(续) 图1.18 教员学生层次数据库的一个值 二、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 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 三、层次模型的数据操纵与完整性约束 层次模型的数据操纵 查询 插入 删除 更新 层次模型的数据操纵与完整性约束（续） 层次模型的完整性约束条件 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 四、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 层次数据模型的存储结构（续） 层次数据模型的存储结构（续） 链接法 用指引来反映数据之间的层次联系 子女－兄弟链接法 层次序列链接法 层次数据模型的存储结构（续） 层次数据模型的存储结构（续） 层次序列链接法 按树的前序穿越顺序链接各记录值 五、层次模型的优缺点 优点 层次模型的数据结构比较简单清晰 查询效率高，性能优于关系模型，不低于