第2章數(shù)據(jù)庫技術基礎

1、第第2 2章章 數(shù)據(jù)庫技術基礎數(shù)據(jù)庫技術基礎 內容提要內容提要u數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展u數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)幾個重要的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)幾個重要的概念u數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結構是三級模式結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結構是三級模式結構u概念模型概念模型u數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型本章知識點本章知識點掌握數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展的三個階段掌握數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展的三個階段熟悉數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構熟悉數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念掌握掌握概念概念模型的基本概念和方法模型的基本概念和方法掌握掌握數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)模型的基本概念和方法模型的基本概念和方法2.12.1 數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展 隨著計算機硬件和軟件

2、的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術也不隨著計算機硬件和軟件的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術也不斷地發(fā)展。數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展經歷了以下三個階段：斷地發(fā)展。數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展經歷了以下三個階段：手工管理數(shù)據(jù)階段、文件系統(tǒng)階段和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)手工管理數(shù)據(jù)階段、文件系統(tǒng)階段和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)階段。階段。 2.1.1 2.1.1 手工管理數(shù)據(jù)階段手工管理數(shù)據(jù)階段 這一階段（這一階段（20世紀世紀50年代中期前），計算機主要用于科學年代中期前），計算機主要用于科學計算。由于計算機技術還很落后，外部存儲器只有磁帶、卡計算。由于計算機技術還很落后，外部存儲器只有磁帶、卡片和紙帶等，還沒有磁盤等可以直接存取的存儲設備。軟件片和紙帶等，還沒有磁

3、盤等可以直接存取的存儲設備。軟件只有匯編語言，還沒有必要的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理方面的只有匯編語言，還沒有必要的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理方面的軟件。數(shù)據(jù)處理方式是批處理。這個階段的數(shù)據(jù)管理有如下軟件。數(shù)據(jù)處理方式是批處理。這個階段的數(shù)據(jù)管理有如下幾個特點：幾個特點： 1、數(shù)據(jù)缺乏獨立性、數(shù)據(jù)缺乏獨立性 2、數(shù)據(jù)不能共享、數(shù)據(jù)不能共享 3、數(shù)據(jù)不能保存、數(shù)據(jù)不能保存2.1.2 2.1.2 文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的特點及缺陷文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的特點及缺陷 20世紀世紀50年代后期至年代后期至60年代中期，計算機不僅年代中期，計算機不僅用于科學計算，并開始應用在信息管理方面。用于科學計算，并開始應用在信息管理方面

4、。 隨著數(shù)據(jù)量的增加，數(shù)據(jù)的存儲、檢索和維護等隨著數(shù)據(jù)量的增加，數(shù)據(jù)的存儲、檢索和維護等問題需要更有效的解決辦法，數(shù)據(jù)結構和數(shù)據(jù)管理技問題需要更有效的解決辦法，數(shù)據(jù)結構和數(shù)據(jù)管理技術迅速發(fā)展起來。此時，已有磁盤、磁鼓等直接存取術迅速發(fā)展起來。此時，已有磁盤、磁鼓等直接存取的外部存儲設備。軟件領域出現(xiàn)了操作系統(tǒng)和高級軟的外部存儲設備。軟件領域出現(xiàn)了操作系統(tǒng)和高級軟件。操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)是專門管理外存的數(shù)據(jù)管件。操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)是專門管理外存的數(shù)據(jù)管理軟件，文件是操作系統(tǒng)管理的重要資源之一。數(shù)據(jù)理軟件，文件是操作系統(tǒng)管理的重要資源之一。數(shù)據(jù)處理方式有批處理，也有聯(lián)機實時處理。處理方式有批處理

5、，也有聯(lián)機實時處理。一、文件系統(tǒng)管理階段數(shù)據(jù)的管理特點一、文件系統(tǒng)管理階段數(shù)據(jù)的管理特點 文件系統(tǒng)管理階段數(shù)據(jù)的管理主要有以下文件系統(tǒng)管理階段數(shù)據(jù)的管理主要有以下4 4個特點：個特點： 1 1、數(shù)據(jù)管理由文件管理系統(tǒng)完成、數(shù)據(jù)管理由文件管理系統(tǒng)完成 2 2、數(shù)據(jù)可長期保存、數(shù)據(jù)可長期保存 3 3、文件形式多樣化、文件形式多樣化 4 4、數(shù)據(jù)存儲以記錄為單位、數(shù)據(jù)存儲以記錄為單位二、文件管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理上的缺點二、文件管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理上的缺點 1 1、數(shù)據(jù)獨立性差、數(shù)據(jù)獨立性差 2 2、數(shù)據(jù)冗余度大、數(shù)據(jù)不一致性、數(shù)據(jù)冗余度大、數(shù)據(jù)不一致性 6060年代后期，計算機應用于管理的規(guī)模更加龐大年

6、代后期，計算機應用于管理的規(guī)模更加龐大, ,應用也越來越廣泛，數(shù)據(jù)量越來越大，數(shù)據(jù)共享的要應用也越來越廣泛，數(shù)據(jù)量越來越大，數(shù)據(jù)共享的要求也越來越強；出現(xiàn)了內存大、運行速度快的主機和求也越來越強；出現(xiàn)了內存大、運行速度快的主機和大容量的硬盤；計算機的硬件價格在下降，軟件價格大容量的硬盤；計算機的硬件價格在下降，軟件價格在上升，編寫和維護計算機軟件所需的成本也相對增在上升，編寫和維護計算機軟件所需的成本也相對增加。因此，文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方法已經無法適應新加。因此，文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方法已經無法適應新形勢的情況，由此引入了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系形勢的情況，由此引入了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)克

7、服了文件系統(tǒng)的缺陷，提供了對數(shù)據(jù)更高級、更統(tǒng)克服了文件系統(tǒng)的缺陷，提供了對數(shù)據(jù)更高級、更有效的管理。有效的管理。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理具有以下特點： 1、數(shù)據(jù)結構化、數(shù)據(jù)結構化 2、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)共享 3、減少了數(shù)據(jù)冗余、減少了數(shù)據(jù)冗余 4、有較高的數(shù)據(jù)獨立性、有較高的數(shù)據(jù)獨立性 5、用戶接口、用戶接口 6、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)控制功能、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)控制功能2.1.4 2.1.4 數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展歷程和研究方向數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展歷程和研究方向 1、數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展歷程、數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展歷程 數(shù)據(jù)庫技術最初產生于數(shù)據(jù)庫技術最初產生于2020世紀世紀6060年代中期年代中期. . 隨著計算

8、機管理數(shù)隨著計算機管理數(shù)據(jù)的規(guī)模越來越大應用越來越廣泛，數(shù)據(jù)庫技術也在不斷地發(fā)展據(jù)的規(guī)模越來越大應用越來越廣泛，數(shù)據(jù)庫技術也在不斷地發(fā)展和提高和提高, ,先后經歷了三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)先后經歷了三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)( (層次結構、網狀結構、關系層次結構、網狀結構、關系結構數(shù)據(jù)模型結構數(shù)據(jù)模型) )。 2、數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展趨勢、數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展趨勢 由于數(shù)據(jù)庫應用領域的不斷擴大，數(shù)據(jù)庫技術不僅應用在數(shù)據(jù)由于數(shù)據(jù)庫應用領域的不斷擴大，數(shù)據(jù)庫技術不僅應用在數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)中的管理系統(tǒng)中,而且已經開始應用到工程項目設計、多媒體數(shù)據(jù)處而且已經開始應用到工程項目設計、多媒體數(shù)據(jù)處理、工業(yè)自動化控制和計算機輔助設計等新的

9、應用領域中（詳情理、工業(yè)自動化控制和計算機輔助設計等新的應用領域中（詳情見見16章新型數(shù)據(jù)庫技術及發(fā)展）章新型數(shù)據(jù)庫技術及發(fā)展）2.1.12.1.1數(shù)據(jù)庫的基本概念數(shù)據(jù)庫的基本概念 1 1、數(shù)據(jù)（、數(shù)據(jù)（DataData） 2 2、數(shù)據(jù)庫（、數(shù)據(jù)庫（Data BaseData Base，簡稱，簡稱DBDB）2.2.2 2.2.2 數(shù)據(jù)庫管理及應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理及應用系統(tǒng) 1、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Data Base Manage system，簡稱，簡稱DBMS） 2、數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng) 2.2.3 2.2.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Data B

10、ase system,簡稱簡稱DBS）,它是指引入它是指引入數(shù)據(jù)庫技術后的計算機系統(tǒng)。由數(shù)據(jù)庫技術后的計算機系統(tǒng)。由4部分組成：部分組成： 硬件硬件(計算機、網計算機、網絡、存儲設備等絡、存儲設備等)、軟件、軟件(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、支持軟件平臺如：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、支持軟件平臺如：操作系統(tǒng)、開發(fā)工具：實用程序、應用開發(fā)程序、設計輔助、操作系統(tǒng)、開發(fā)工具：實用程序、應用開發(fā)程序、設計輔助、報表書寫器和事務管理器與事務監(jiān)控器等報表書寫器和事務管理器與事務監(jiān)控器等)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶。理員和用戶。 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫硬件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)各部分之間關系 從數(shù)據(jù)庫管

11、理系統(tǒng)的角度看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常采用三從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的角度看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常采用三級模式結構級模式結構,它們是模式（概念模式或邏輯模式）、外它們是模式（概念模式或邏輯模式）、外模式（子模式或用戶模式）、內模式（存儲模式或物理模式（子模式或用戶模式）、內模式（存儲模式或物理模式）。模式）。2.2.4 2.2.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構應應用用A應應用用B應應用用C應應用用D應應用用E外模式外模式1外模式外模式2外模式外模式3模模 式式內模式內模式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫外模式外模式模式映象模式映象模式模式內模式映像內模式映像數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式1. 三級模式結構

12、三級模式結構（1）模式模式（Schema）：是介于內外模式之間的層次，與結構數(shù)據(jù)模型）：是介于內外模式之間的層次，與結構數(shù)據(jù)模型對應。是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中對應。是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中全局數(shù)據(jù)結構和特征全局數(shù)據(jù)結構和特征的描述。它是一種抽的描述。它是一種抽象的描述，象的描述，不涉及具體的硬件平臺和軟件環(huán)境不涉及具體的硬件平臺和軟件環(huán)境，主要，主要描述數(shù)據(jù)的描述數(shù)據(jù)的概念記錄類型及它們之間的關系概念記錄類型及它們之間的關系，含一些數(shù)據(jù)間的語義約束，安，含一些數(shù)據(jù)間的語義約束，安全性、完整性要求，概念模式是全性、完整性要求，概念模式是唯一唯一的。的。 （2）外模式外模式（External Schema）：它是用戶

13、所看到的數(shù)據(jù)視圖，最接）：它是用戶所看到的數(shù)據(jù)視圖，最接近用戶。它是與某一具體應用有關的數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征描述近用戶。它是與某一具體應用有關的數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征描述,僅給出每個用戶僅給出每個用戶局部描述局部描述，為用戶所見到的概念模式的一部分。，為用戶所見到的概念模式的一部分。它是通過概念模式推導而出，可看作概念模式的一個子集。由于它是通過概念模式推導而出，可看作概念模式的一個子集。由于不同用戶要求不同，看待數(shù)據(jù)的方式、對數(shù)據(jù)保密要求、所使用不同用戶要求不同，看待數(shù)據(jù)的方式、對數(shù)據(jù)保密要求、所使用的編程語言等不同的編程語言等不同,從而產生不同的外模式。從而產生不同的外模式。外模式不唯一外模

14、式不唯一。（3）內模式內模式（Internal Schema）:是數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)物理結構和存儲方式物理結構和存儲方式的描述，的描述，即數(shù)據(jù)庫的即數(shù)據(jù)庫的“內部視圖內部視圖”，由內部記錄型中各個類型的值組成。，由內部記錄型中各個類型的值組成。它定義了數(shù)據(jù)庫中各種存儲記錄、存儲記錄的物理表示、存儲結它定義了數(shù)據(jù)庫中各種存儲記錄、存儲記錄的物理表示、存儲結構與物理存取方法，如數(shù)據(jù)存儲的文件結構、索引、集簇等存儲構與物理存取方法，如數(shù)據(jù)存儲的文件結構、索引、集簇等存儲方式和路徑等，一個數(shù)據(jù)庫方式和路徑等，一個數(shù)據(jù)庫只有一個內模式只有一個內模式。它的物理性質主要。它的物理性質主要表現(xiàn)在操作系統(tǒng)級和文件級上表

15、現(xiàn)在操作系統(tǒng)級和文件級上,本身并不深入到設備級上本身并不深入到設備級上(如磁盤機如磁盤機磁盤操作磁盤操作).2. 三種模式間的映射三種模式間的映射 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結構中，內模式處于最底層，它最接近于反映數(shù)據(jù)在計在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結構中，內模式處于最底層，它最接近于反映數(shù)據(jù)在計算機中的實際存儲形式。概念模式處于中層算機中的實際存儲形式。概念模式處于中層,它反映了設計者的數(shù)據(jù)全局邏輯要它反映了設計者的數(shù)據(jù)全局邏輯要求求 。外模式處于最外層。外模式處于最外層,它反映了用戶對數(shù)據(jù)的實際要求。它反映了用戶對數(shù)據(jù)的實際要求。 三種模式說明了作為數(shù)據(jù)庫主體的數(shù)據(jù)三種模式說明了作為數(shù)據(jù)庫主體的數(shù)據(jù)必須按照必須

16、按照這些模式所描述的這些模式所描述的框架結構框架結構進行進行組織組織。為了能夠實現(xiàn)三個模式的聯(lián)系和轉換，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在這三級模。為了能夠實現(xiàn)三個模式的聯(lián)系和轉換，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在這三級模式之間提供了兩層映像，即三級模式之間的式之間提供了兩層映像，即三級模式之間的聯(lián)系和轉換聯(lián)系和轉換是通過二級映射來實現(xiàn)是通過二級映射來實現(xiàn)的。的。（1）外模式模式映像外模式模式映像：對應同一個模式可以有任意多個外模式：對應同一個模式可以有任意多個外模式 。每一個外。每一個外模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都有一個外模式模式映像，它定義了兩者之間的模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都有一個外模式模式映像，它定義了兩者之間的對應對應關系。關系。當模式當

17、模式改變改變時數(shù)據(jù)庫管理員對各個外模式模式映像時數(shù)據(jù)庫管理員對各個外模式模式映像做相應改變做相應改變，可以使外模，可以使外模式保持不變。應用程序是依據(jù)外模式編寫的，應用程序就可不修改從而保證了式保持不變。應用程序是依據(jù)外模式編寫的，應用程序就可不修改從而保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性。數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性。（2 2）模式內模式映像：模式內模式映像：它定義了數(shù)據(jù)庫的全局邏輯結構與存儲結構之間的對它定義了數(shù)據(jù)庫的全局邏輯結構與存儲結構之間的對應關系。當數(shù)據(jù)庫的存儲結構改變時，由數(shù)據(jù)庫管理員對模式內模式映像做應關系。當數(shù)據(jù)庫的存儲結構改變時，由數(shù)據(jù)庫管理員對模式內模式映像做相應改變可以使模式保持不變

18、，應用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理相應改變可以使模式保持不變，應用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性。獨立性。 在三級模式結構中，在三級模式結構中，模式是數(shù)據(jù)庫的中心與關鍵模式是數(shù)據(jù)庫的中心與關鍵，它獨立于數(shù)據(jù)庫的其他層，它獨立于數(shù)據(jù)庫的其他層次，因此，涉及數(shù)據(jù)庫模式結構時應首先確定數(shù)據(jù)庫的邏輯結構。次，因此，涉及數(shù)據(jù)庫模式結構時應首先確定數(shù)據(jù)庫的邏輯結構。 數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫技術的核心，在進行數(shù)據(jù)處理之數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫技術的核心，在進行數(shù)據(jù)處理之前前,必須要先建立數(shù)據(jù)模型必須要先建立數(shù)據(jù)模型,根據(jù)根據(jù)應用目的應用目的不同不同,模型分模型分為概念模型和數(shù)據(jù)模型為概念模型和數(shù)據(jù)模型

19、。2.3.12.3.1概念模型的基本概念概念模型的基本概念 概念模型是按概念模型是按用戶的觀點用戶的觀點對數(shù)據(jù)和信息建模，它只對數(shù)據(jù)和信息建模，它只是描述信息的是描述信息的特性特性，而不涉及信息在計算機中的，而不涉及信息在計算機中的表示表示形式形式，它是現(xiàn)實世界到計算機世界的，它是現(xiàn)實世界到計算機世界的第一層抽象第一層抽象。1、概念模型的基本概念、概念模型的基本概念 （1）實體（實體（Entity） （2）屬性（）屬性（Attribute） （3）碼（）碼（Key） （4）域（）域（Domain） （5）實體型（）實體型（Entity Type） （6）實體集（）實體集（Entity Set）

20、 （7）實體間的聯(lián)系）實體間的聯(lián)系2、實體間的聯(lián)系類型、實體間的聯(lián)系類型 實體之間存在的聯(lián)系可歸納成三種類型。實體之間存在的聯(lián)系可歸納成三種類型。 （1）一對一聯(lián)系（）一對一聯(lián)系（1：1） 例如，兩個實體集，國家和總統(tǒng)，顯然，一個國家例如，兩個實體集，國家和總統(tǒng)，顯然，一個國家只有一個總統(tǒng)，而一個總統(tǒng)只能在一個國家任職，則只有一個總統(tǒng)，而一個總統(tǒng)只能在一個國家任職，則國家和總統(tǒng)之間具有一對一聯(lián)系。國家和總統(tǒng)之間具有一對一聯(lián)系。 （2）一對多聯(lián)系（）一對多聯(lián)系（1：n） 例如兩個實體集，系和教師，一個系可以有若干名例如兩個實體集，系和教師，一個系可以有若干名教師，一個教師只能屬于一個系，則系和教

21、師之間具教師，一個教師只能屬于一個系，則系和教師之間具有一對多聯(lián)系。有一對多聯(lián)系。 概念模型中最常用的就是實體聯(lián)系方法（簡稱概念模型中最常用的就是實體聯(lián)系方法（簡稱E-R方法）方法）,它與傳統(tǒng)的它與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型有所不同。數(shù)據(jù)模型有所不同。E-R方法模型是方法模型是面向現(xiàn)實世界面向現(xiàn)實世界,而而不是面向實現(xiàn)方法不是面向實現(xiàn)方法的，它主要是用于描述現(xiàn)實信息世界中數(shù)據(jù)的的，它主要是用于描述現(xiàn)實信息世界中數(shù)據(jù)的靜態(tài)特性靜態(tài)特性。而。而不涉及數(shù)據(jù)不涉及數(shù)據(jù)的處理過程的處理過程。由于它簡單易學，因而在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用的設計中，得到。由于它簡單易學，因而在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用的設計中，得到了廣泛應用。了廣泛應用。

22、 1. E-R的分析方法的分析方法(見見P27頁頁) 2. E-R圖的表示方法圖的表示方法(見見P28頁頁) （3）多對多聯(lián)系（多對多聯(lián)系（m:n） 例如兩個實體集，教師和課程，一個教師可以教若干門課，一門課又例如兩個實體集，教師和課程，一個教師可以教若干門課，一門課又可以由若干個教師講，則教師和課程之間具有多對多聯(lián)系?？梢杂扇舾蓚€教師講，則教師和課程之間具有多對多聯(lián)系。 數(shù)據(jù)模型是對客觀事物及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型是對客觀事物及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)描述,是對數(shù)據(jù)是對數(shù)據(jù)庫中庫中數(shù)據(jù)邏輯結構的描述數(shù)據(jù)邏輯結構的描述，是現(xiàn)實世界，是現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象數(shù)據(jù)特征的抽象.2.4.1 2.4.1 數(shù)據(jù)模型

23、概述數(shù)據(jù)模型概述 數(shù)據(jù)模型有層次模型、網狀模型和關系模型。數(shù)據(jù)模型有層次模型、網狀模型和關系模型。 數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作和和完整性約束完整性約束三三部分組成，稱之為數(shù)據(jù)模型的部分組成，稱之為數(shù)據(jù)模型的三要素三要素。(見見P29) 層次模型和網狀模型統(tǒng)稱為非關系模型，非關系模型數(shù)據(jù)層次模型和網狀模型統(tǒng)稱為非關系模型，非關系模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在庫系統(tǒng)在20世紀世紀70年代至年代至80年代初非常流行，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)年代初非常流行，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)產品中占據(jù)主導地位，而現(xiàn)在已經被關系模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)取產品中占據(jù)主導地位，而現(xiàn)在已經被關系模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)取代。關系模型是目前使

24、用代。關系模型是目前使用最廣泛最廣泛的數(shù)據(jù)模型，占據(jù)了統(tǒng)治地的數(shù)據(jù)模型，占據(jù)了統(tǒng)治地位。所以，后續(xù)課程中我們主要介紹關系模型。位。所以，后續(xù)課程中我們主要介紹關系模型。一、層次模型：一、層次模型： 用層次結構表示實體及實體間聯(lián)系的模型稱為層次模型用層次結構表示實體及實體間聯(lián)系的模型稱為層次模型,它它 是數(shù)據(jù)庫中最早使用的數(shù)據(jù)模型，它的數(shù)據(jù)結構是一棵倒置是數(shù)據(jù)庫中最早使用的數(shù)據(jù)模型，它的數(shù)據(jù)結構是一棵倒置 有向樹有向樹，樹的每個結點代表一個實體集，結點間的連線表示，樹的每個結點代表一個實體集，結點間的連線表示實體間的聯(lián)系。實體間的聯(lián)系。 層次數(shù)據(jù)模型的特點是：層次數(shù)據(jù)模型的特點是：（1）有且僅有

25、一個結點）有且僅有一個結點無父結點無父結點，這個結點稱為，這個結點稱為根結點根結點；（2）其它結點有且僅有一個父結點。）其它結點有且僅有一個父結點。 在層次模型中，同一父結點的子女結點稱為在層次模型中，同一父結點的子女結點稱為“兄弟結點兄弟結點”，沒有子女的結點稱為沒有子女的結點稱為“葉結點葉結點”。院系教研室教師班級 學生課程層次模型二、網狀模型：二、網狀模型： 用網狀結構表示實體及實體間聯(lián)系的模型稱為網狀模型。用網狀結構表示實體及實體間聯(lián)系的模型稱為網狀模型。如圖用網狀模型表示學校院系的組織結構圖。如圖用網狀模型表示學校院系的組織結構圖。網狀模型的特點是：網狀模型的特點是：（1）允許有）允

26、許有一個以上一個以上的結點的結點無父結點無父結點。（2）允許）允許一個結點一個結點可以有可以有多個父結點多個父結點。網狀模型網狀模型院系教研室班級教師學生授課選課課程 網狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點：網狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點：（1）能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結點可以有能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結點可以有多個雙親。多個雙親。（2）具有良好的性能，存取效率較高。）具有良好的性能，存取效率較高。 網狀數(shù)據(jù)模型的缺點：網狀數(shù)據(jù)模型的缺點：（1）結構比較復雜，且隨著應用環(huán)境的擴大，數(shù)據(jù)庫的）結構比較復雜，且隨著應用環(huán)境的擴大，數(shù)據(jù)庫的結構變得越來越復雜，不利于最終用戶的掌握。結構變得越來越復雜，不利于最終用戶的掌握。（2）其）其DDL(數(shù)據(jù)定義語言數(shù)據(jù)定義語言),DML(數(shù)據(jù)操作語言數(shù)據(jù)操作語言)語言復語言復雜，用戶不易使用雜，用戶不易使用（3）由于記錄之間的聯(lián)系是通過存取路徑實現(xiàn)的，應用）由于記錄之間的聯(lián)系是通過存取路徑實現(xiàn)的，應用程序在訪問數(shù)據(jù)時必須程序在訪問數(shù)據(jù)時必須選擇適當選擇適當?shù)拇嫒÷窂?，因此，用戶的存取路徑，因此，用戶必須了解系統(tǒng)結構的細節(jié)，加重了編寫應用程序的負擔。必須了解系統(tǒng)結構的細節(jié)，加重了編寫應用程序的負擔。三、關系模型三、關系模型 用用二維表結構二維表結