自考“管理系統(tǒng)中計算機應用”課堂筆記（五）

自考“管理系統(tǒng)中計算機應用”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)庫的基本術語

　?。?）數(shù)據(jù)庫（DataBase，DB）：以一定的方式將相關數(shù)據(jù)組織在一起并存儲在外存儲器上所形成的、能為多個用戶共享的、與應用程序彼此獨立的一組相互關聯(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、表的結構，供用戶建立數(shù)據(jù)庫及表。

　?、跀?shù)據(jù)操作語言DML（DataManiPulationLanguage）。供用戶對數(shù)據(jù)表進行數(shù)據(jù)的查詢（包括檢索與統(tǒng)計）和存儲（包括增加、刪除與修改）等操作。

　?、燮渌芾砗涂刂瞥绦?。實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫建立、運行和維護時的統(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。同時完成初始數(shù)據(jù)的輸入、轉換、轉存、恢復、監(jiān)控、通信，以及工作日志等管理控制的實用程序。

　　（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBaseSystem）：指以計算機系統(tǒng)為基礎，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、計算機硬軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和用戶（最終用戶、應用程序設計員和數(shù)據(jù)庫管理員）四個部分構成。

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

　　2.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點

　　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。

　?。?）數(shù)據(jù)結構化。文件系統(tǒng)中，獨立文件內部的數(shù)據(jù)一般是有結構的，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構的。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)雖然也常常分成許多單獨的數(shù)據(jù)文件，并且文件內部也具有完整的數(shù)據(jù)結構，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。

　?。?）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。一個數(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)獨立性。在文件系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)結構和應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)和程序具有相對的獨立性。

　　數(shù)據(jù)庫模式主要分為物理結構和邏輯結構兩個方面。描述物理結構的稱為物理數(shù)據(jù)庫描述（或物理模式、內模式），它直接與操作系統(tǒng)或硬件相聯(lián)系。一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)只有一個內模式。

　　描述邏輯結構的稱為模式（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。一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)只有一個模式，它總是以某一種數(shù)據(jù)模型為基礎，統(tǒng)一考慮所有用戶的要求，并有機地綜合成一個邏輯整體。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實例，一個模式往往有許多的實例。模式是相對穩(wěn)定的，而實例是不斷變動的。因為模式反映的是數(shù)據(jù)庫的結構，一旦定義好基本上就不再變動；而實例反映的是數(shù)據(jù)庫某個時刻的狀態(tài)，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是在不斷更新變化的。針對每一個用戶或應用，又由模式導出若干個子模式（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)的邏輯結構描述。每一個子模式都是模式的一個子集；也可以把它看成是模式的一個窗口。一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以有多個子模式。

　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式中還提供了兩個映像功能：一個是在物理結構與邏輯結構之間的映像（轉換）功能；另一個是在邏輯結構與用戶結構之間的映像（轉換）功能。第一種映像使得數(shù)據(jù)庫物理結構改變時邏輯結構不變，因而相應的程序也不變，這就是數(shù)據(jù)庫的物理獨立性；第二種映像使得邏輯結構改變時，用戶結構不變，應用程序也不用改變，這就是數(shù)據(jù)和程序的邏輯獨立性。由于這種獨立性，使得應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，從而大大減少了應用程序的修改和維護工作。

　?。?）可控冗余度。在文件系統(tǒng)中，由于每個應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，這就是冗余。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是為了整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享而建立的，各應用的數(shù)據(jù)集中存儲、共同使用，盡可能地避免了數(shù)據(jù)的重復存儲，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)恢復功能。

　　2.3.2數(shù)據(jù)模型的基本概念

　　1.模型的概念

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

　　模型應當滿足以下要求：一是真實地反映現(xiàn)實世界；二是容易被人理解；三是便于在計算機上實現(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，以人的觀點模擬現(xiàn)實世界的模型叫做概念模型（或稱信息模型），以計算機系統(tǒng)的觀點模擬現(xiàn)實世界的模型叫做數(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)模型轉換。

　?。╨）基本術語

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

　　碼：在眾多屬性中能夠惟一標識（確定）實體的屬性或屬性組的稱為實體的碼。

　　域：屬性的取值范圍稱為該屬性的域。

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

　　實體集：某個實體型下的全部實體，叫做實體集。

　　聯(lián)系：一個實體集內部各實體之間的相互聯(lián)系，叫做實體內。

　?。?）實體集內部的聯(lián)系。在一個實體集內部也存在著一對一、一對多和多對多的聯(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)實世界，它描述了數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的整體結構。邏輯模型通常由數(shù)據(jù)結構、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)結構是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述，人們一般以數(shù)據(jù)結構的類型來命名數(shù)據(jù)模型，如層次模型、網(wǎng)狀模型、關系模型、面向對象模型等。

　　物理數(shù)據(jù)模型：是用來描述數(shù)據(jù)的物理存儲結構和存儲方法的。它不但受數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)控制，而且與計算機存儲器、操作系統(tǒng)密切相關。

　　（l）層次模型。層次數(shù)據(jù)庫的特點是實體之間按層次關系部定義。實體用記錄（類型）表示，實體的屬性對應記錄的數(shù)據(jù)項；實體之間的聯(lián)系用有向連線表示。

　　層次模型以每個實體為結點，上層結點叫做父結點，下層結點叫做子結點。層次模型像一棵倒置的樹，最上層的結點沒有雙親，稱為根結點；最下層的結點沒有子女，稱為葉結點。所以層次模型是一種以記錄類型為結點的有向樹結構。

　?。?）網(wǎng)狀模型。由于層次模型還不能很好地表達實體間的復雜關系（多對多聯(lián)系），于是又產生了網(wǎng)狀模型，它很好地解決了實體間復雜關系的表達問題，但是它也有致命的弱點，即當需求擴展時，對原有數(shù)據(jù)結構及應用程序的修改會產生嚴重的后果。

　?。?）關系模型。關系模型以人們經常使用的表格形式作為基本的存儲結構，通過相同關鍵字段來實現(xiàn)表格間的數(shù)據(jù)聯(lián)系。

　?。?）面向對象模型。不同于層次模型、網(wǎng)狀模型、關系模型這些傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，面向對象數(shù)據(jù)模型是非傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型。將面向對象程序設計方法與數(shù)據(jù)庫技術相結合就產生了面向對象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

　　2.3.3關系模型與關系數(shù)據(jù)庫

　　1.關系模型

　　關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上。它提供的邏輯結構簡單，數(shù)據(jù)獨立性強，存取具有對稱性、操縱靈活。

　　在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)結構如果依照關系模型定義，就是關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由許多不同的關系構成，其中每個關系就是一個實體，可以用一張二維表表示。

　　關系二維表中的術語解釋如下：

　　。關系（Relation）：一張二維表對應一個關系。

　　。屬性（Attribute）：表中每一列叫做一個屬性，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元組。

　　?？蚣埽╮ramework）：由屬性名組成的表頭稱為框架（關系型）。

　　。分量：表中的每一個屬性值。

　　。域（Domain）：每個屬性的取值范圍。

　　。候選碼（CandidateKey）：可以惟一確定的一個元組的屬性或屬性組（可簡稱碼）。

　　。主碼（PrimaryKey）：一個關系中往往會有多個候選碼，可以指定一個為主碼。

　　。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。

　　。關系模式：對關系的描述稱為關系模式，常常記做：

　　關系名（屬性1，屬性2，屬性3，……，屬性n）

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

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