自考“管理系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)應(yīng)用”課堂筆記（五）

自考“管理系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)應(yīng)用”課堂筆記（五）

　　2.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

　　2.3.1數(shù)據(jù)庫的基本概念

　　1.數(shù)據(jù)庫的基本術(shù)語

　?。?）數(shù)據(jù)庫（DataBase，DB）：以一定的方式將相關(guān)數(shù)據(jù)組織在一起并存儲(chǔ)在外存儲(chǔ)器上所形成的、能為多個(gè)用戶共享的、與應(yīng)用程序彼此獨(dú)立的一組相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合。

　?。?）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：指幫助用戶建立、使用和管理數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)，簡稱為DBMS（DataBaseManagementSystem）。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，DBMS通常由下列三個(gè)基本部分組成，即：

　?、贁?shù)據(jù)描述語言DDL（DataDescriPtionLanguage）。用來描述數(shù)據(jù)庫、表的結(jié)構(gòu)，供用戶建立數(shù)據(jù)庫及表。

　　②數(shù)據(jù)操作語言DML（DataManiPulationLanguage）。供用戶對(duì)數(shù)據(jù)表進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢（包括檢索與統(tǒng)計(jì)）和存儲(chǔ)（包括增加、刪除與修改）等操作。

　?、燮渌芾砗涂刂瞥绦颉?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫建立、運(yùn)行和維護(hù)時(shí)的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制，從而保證數(shù)據(jù)的安全、完整，及多用戶并發(fā)操作。同時(shí)完成初始數(shù)據(jù)的輸入、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)存、恢復(fù)、監(jiān)控、通信，以及工作日志等管理控制的實(shí)用程序。

　?。?）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBaseSystem）：指以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)庫方式管理大量共享數(shù)據(jù)的綜合系統(tǒng)。它一般由數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)硬軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和用戶（最終用戶、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)員和數(shù)據(jù)庫管理員）四個(gè)部分構(gòu)成。

　?。?）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)：是在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）支持下建立的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，簡寫為DBAS.

　　2.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和其他數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)相比，有如下一些基本特點(diǎn)。

　?。?）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。文件系統(tǒng)中，獨(dú)立文件內(nèi)部的數(shù)據(jù)一般是有結(jié)構(gòu)的，但文件之間不存在聯(lián)系，因此從數(shù)據(jù)的整體來說是沒有結(jié)構(gòu)的。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)雖然也常常分成許多單獨(dú)的數(shù)據(jù)文件，并且文件內(nèi)部也具有完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但是它更注意同一數(shù)據(jù)庫中各數(shù)據(jù)文件之間的相互聯(lián)系。

　　（2）數(shù)據(jù)共享。共享是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的目的，也是它的重要特點(diǎn)。一個(gè)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，不僅可以為同一企業(yè)或組織的內(nèi)部各部門共享，還可以為不同組織、地區(qū)甚至不同國家的用戶所共享。而在文件系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)總是由特定用戶專用的。

　?。?）數(shù)據(jù)獨(dú)立性。在文件系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用程序是相互依賴的，任何一方的改變總是要影響另一方。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，這種相互依賴性是很小的，數(shù)據(jù)和程序具有相對(duì)的獨(dú)立性。

　　數(shù)據(jù)庫模式主要分為物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。描述物理結(jié)構(gòu)的稱為物理數(shù)據(jù)庫描述（或物理模式、內(nèi)模式），它直接與操作系統(tǒng)或硬件相聯(lián)系。一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)只有一個(gè)內(nèi)模式。

　　描述邏輯結(jié)構(gòu)的稱為模式（或概念模式、邏輯模式），它是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的完整表示，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)只有一個(gè)模式，它總是以某一種數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，統(tǒng)一考慮所有用戶的要求，并有機(jī)地綜合成一個(gè)邏輯整體。模式僅僅是數(shù)據(jù)型的描述，不涉及具體數(shù)據(jù)值。模式的一組值稱為模式的一個(gè)實(shí)例，一個(gè)模式往往有許多的實(shí)例。模式是相對(duì)穩(wěn)定的，而實(shí)例是不斷變動(dòng)的。因?yàn)槟Ｊ椒从车氖菙?shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，一旦定義好基本上就不再變動(dòng)；而實(shí)例反映的是數(shù)據(jù)庫某個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是在不斷更新變化的。針對(duì)每一個(gè)用戶或應(yīng)用，又由模式導(dǎo)出若干個(gè)子模式（或叫外模式、用戶模式）。子模式是直接面向用戶的，用戶能夠看見并使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)描述。每一個(gè)子模式都是模式的一個(gè)子集；也可以把它看成是模式的一個(gè)窗口。一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以有多個(gè)子模式。

　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式中還提供了兩個(gè)映像功能：一個(gè)是在物理結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)之間的映像（轉(zhuǎn)換）功能；另一個(gè)是在邏輯結(jié)構(gòu)與用戶結(jié)構(gòu)之間的映像（轉(zhuǎn)換）功能。第一種映像使得數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)改變時(shí)邏輯結(jié)構(gòu)不變，因而相應(yīng)的程序也不變，這就是數(shù)據(jù)庫的物理獨(dú)立性；第二種映像使得邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，用戶結(jié)構(gòu)不變，應(yīng)用程序也不用改變，這就是數(shù)據(jù)和程序的邏輯獨(dú)立性。由于這種獨(dú)立性，使得應(yīng)用程序的編寫再也不需要考慮數(shù)據(jù)的描述和存取問題，從而大大減少了應(yīng)用程序的修改和維護(hù)工作。

　?。?）可控冗余度。在文件系統(tǒng)中，由于每個(gè)應(yīng)用都擁有并使用自己的數(shù)據(jù)，各數(shù)據(jù)文件中難免有許多數(shù)據(jù)相互重復(fù)，這就是冗余。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是為了整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享而建立的，各應(yīng)用的數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)、共同使用，盡可能地避免了數(shù)據(jù)的重復(fù)存儲(chǔ)，減少了數(shù)據(jù)的冗余。

　?。?）統(tǒng)一的管理和控制。數(shù)據(jù)庫通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件包統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)。由于多用戶共享數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫還具有安全性、完整性、并發(fā)性控制和數(shù)據(jù)恢復(fù)功能。

　　2.3.2數(shù)據(jù)模型的基本概念

　　1.模型的概念

　　對(duì)現(xiàn)實(shí)世界事物特征的模擬和抽象就是這個(gè)事物的模型。在數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)模型是抽象的表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中數(shù)據(jù)的工具。

　　模型應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：一是真實(shí)地反映現(xiàn)實(shí)世界；二是容易被人理解；三是便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)等。信息采用逐步抽象的方法，把數(shù)據(jù)模型劃分為兩類，以人的觀點(diǎn)模擬現(xiàn)實(shí)世界的模型叫做概念模型（或稱信息模型），以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)模擬現(xiàn)實(shí)世界的模型叫做數(shù)據(jù)模型。

　　2.概念模型

　　概念模型就是概念層次的數(shù)據(jù)模型。它獨(dú)立于任何數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，但是又很容易向數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的邏輯數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。

　?。╨）基本術(shù)語

　　實(shí)體：客觀存在，并且可以互相區(qū)別的事物。它可以是具體的物件，也可以是抽象的概念，還可以是某種聯(lián)系。

　　屬性：實(shí)體具有的每一個(gè)特性都稱為一個(gè)屬性。屬性有“型”和“值”的概念，屬性的名稱（說明）就是屬性的“型”；對(duì)型的具體賦值就是屬性的“值”。

　　碼：在眾多屬性中能夠惟一標(biāo)識(shí)（確定）實(shí)體的屬性或?qū)傩越M的稱為實(shí)體的碼。

　　域：屬性的取值范圍稱為該屬性的域。

　　實(shí)體型：用實(shí)體名及描述它的各屬性名，可以刻畫出全部同質(zhì)實(shí)體的共同特征和性質(zhì)，它被稱為實(shí)體型。

　　實(shí)體集：某個(gè)實(shí)體型下的全部實(shí)體，叫做實(shí)體集。

　　聯(lián)系：一個(gè)實(shí)體集內(nèi)部各實(shí)體之間的相互聯(lián)系，叫做實(shí)體內(nèi)。

　　（2）實(shí)體集內(nèi)部的聯(lián)系。在一個(gè)實(shí)體集內(nèi)部也存在著一對(duì)一、一對(duì)多和多對(duì)多的聯(lián)系。

　　3.數(shù)據(jù)模型

　　它分為邏輯數(shù)據(jù)模型和物理數(shù)據(jù)模型兩類。

　　邏輯數(shù)據(jù)模型：是用戶通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)看到的現(xiàn)實(shí)世界，它描述了數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的整體結(jié)構(gòu)。邏輯模型通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)完整性約束三部分概念組成。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述，人們一般以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型來命名數(shù)據(jù)模型，如層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ偷取?/P>

　　物理數(shù)據(jù)模型：是用來描述數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方法的。它不但受數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)控制，而且與計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器、操作系統(tǒng)密切相關(guān)。

　?。╨）層次模型。層次數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)是實(shí)體之間按層次關(guān)系部定義。實(shí)體用記錄（類型）表示，實(shí)體的屬性對(duì)應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)；實(shí)體之間的聯(lián)系用有向連線表示。

　　層次模型以每個(gè)實(shí)體為結(jié)點(diǎn)，上層結(jié)點(diǎn)叫做父結(jié)點(diǎn)，下層結(jié)點(diǎn)叫做子結(jié)點(diǎn)。層次模型像一棵倒置的樹，最上層的結(jié)點(diǎn)沒有雙親，稱為根結(jié)點(diǎn)；最下層的結(jié)點(diǎn)沒有子女，稱為葉結(jié)點(diǎn)。所以層次模型是一種以記錄類型為結(jié)點(diǎn)的有向樹結(jié)構(gòu)。

　?。?）網(wǎng)狀模型。由于層次模型還不能很好地表達(dá)實(shí)體間的復(fù)雜關(guān)系（多對(duì)多聯(lián)系），于是又產(chǎn)生了網(wǎng)狀模型，它很好地解決了實(shí)體間復(fù)雜關(guān)系的表達(dá)問題，但是它也有致命的弱點(diǎn)，即當(dāng)需求擴(kuò)展時(shí)，對(duì)原有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用程序的修改會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

　?。?）關(guān)系模型。關(guān)系模型以人們經(jīng)常使用的表格形式作為基本的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，通過相同關(guān)鍵字段來實(shí)現(xiàn)表格間的數(shù)據(jù)聯(lián)系。

　?。?）面向?qū)ο竽Ｐ?。不同于層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型這些傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型是非傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型。將面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合就產(chǎn)生了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

　　2.3.3關(guān)系模型與關(guān)系數(shù)據(jù)庫

　　1.關(guān)系模型

　　關(guān)系模型是一種新的數(shù)據(jù)模型。它建立在集合論和謂詞演算公式的基礎(chǔ)上。它提供的邏輯結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)據(jù)獨(dú)立性強(qiáng)，存取具有對(duì)稱性、操縱靈活。

　　在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如果依照關(guān)系模型定義，就是關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由許多不同的關(guān)系構(gòu)成，其中每個(gè)關(guān)系就是一個(gè)實(shí)體，可以用一張二維表表示。

　　關(guān)系二維表中的術(shù)語解釋如下：

　　。關(guān)系（Relation）：一張二維表對(duì)應(yīng)一個(gè)關(guān)系。

　　。屬性（Attribute）：表中每一列叫做一個(gè)屬性，屬性有名和值的區(qū)別。

　　。元組（Topl）：由屬性值組成的每一行叫做一個(gè)元組。

　　?？蚣埽╮ramework）：由屬性名組成的表頭稱為框架（關(guān)系型）。

　　。分量：表中的每一個(gè)屬性值。

　　。域（Domain）：每個(gè)屬性的取值范圍。

　　。候選碼（CandidateKey）：可以惟一確定的一個(gè)元組的屬性或?qū)傩越M（可簡稱碼）。

　　。主碼（PrimaryKey）：一個(gè)關(guān)系中往往會(huì)有多個(gè)候選碼，可以指定一個(gè)為主碼。

　　。主屬性（PrimaryAttribute）：可以作為候選碼的屬性也叫主屬性。

　　。非主屬性（Non-keyAttribute）：不能作為候選碼的屬性叫做非主屬性。

　　。關(guān)系模式：對(duì)關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式，常常記做：

　　關(guān)系名（屬性1，屬性2，屬性3，……，屬性n）

　　在關(guān)系模型中，不但實(shí)體用關(guān)系表示，而且實(shí)體之間的聯(lián)系也用關(guān)系來表示。

　　關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)范化的，即要求每個(gè)關(guān)系必須滿足一定的條件，其中最基本的一條就是，關(guān)系中每(湖北自考網(wǎng)