数据库结构与概念44556.docx

三、数据库的概念与用途 ? 数据库的概念 什么是是数据库呢?当人们从不不同的角度来来描述这一概概念时就有不不同的定义(当然是描述述性的)。例如，称称数据库是一一个“记录保存系系统”(该定义强强调了数据库库是若干记录录的集合)。又如称数数据库是“人们为解决决特定的任务务，以一定的的组织方式存存储在一起的的相关的数据据的集合”(该定义侧重重于数据的组组织)。更有甚者者称数据库是是“一个数据仓仓库”。当然，这这种说法虽然然形象，但并并不严谨。严严格地说，数数据库是“按照数据结结构来组织、存存储和管理数数据的仓库”。在经济管管理的日常工工作中，常常常需要把某些些相关的数据据放进这样“仓库”，并根据管管理的需要进进行相应的处处理。例如，企企业或事业单单位的人事部部门常常要把把本单位职工工的基本情况况(职工号、姓姓名、年龄、性性别、籍贯、工工资、简历等等)存放在表200.6.3中中，这张表就就可以看成是是一个数据库库。有了这个个“数据仓库”我们就可以以根据需要随随时查询某职职工的基本情情况，也可以以查询工资在在某个范围内内的职工人数数等等。这些些工作如果都都能在计算机机上自动进行行，那我们的的人事管理就就可以达到极极高的水平。此此外，在财务务管理、仓库库管理、生产产管理中也需需要建立众多多的这种“数据库”，使其可以以利用计算机机实现财务、仓仓库、生产的的自动化管理理。 J.MMartinn给数据库下下了一个比较较完整的定义义：数据库是是存储在一起起的相关数据据的集合，这这些数据是结结构化的，无无有害的或不不必要的冗余余，并为多种种应用服务；数据的存储储独立于使用用它的程序；对数据库插插入新数据，修修改和检索原原有数据均能能按一种公用用的和可控制制的方式进行行。当某个系系统中存在结结构上完全分分开的若干个个数据库时，则则该系统包含含一个“数据库集合合”。 ? 数据库的优优点 使用数数据库可以带带来许多好处处：如减少了了数据的冗余余度，从而大大大地节省了了数据的存储储空间；实现现数据资源的的充分共享等等等。此外，数数据库技术还还为用户提供供了非常简便便的使用手段段使用户易于于编写有关数数据库应用程程序。特别是是近年来推出出的微型计算算机关系数据据库管理系统统dBASEELL，操作作直观，使用用灵活，编程程方便，环境境适应广泛(一般的十六六位机，如IIBM/PCC/XT，国国产长城05520等均可可运行种软件件)，数据处理理能力极强。数数据库在我国国正得到愈来来愈广泛的应应用，必将成成为经济管理理的有力工具具。 数据库库是通过数据据库管理系统统(DBMSS-DATAA BASEE MANAAGEMENNT SYSSTEM)软软件来实现数数据的存储、管管理与使用的的dBASEELL就是一一种数据库管管理系统软件件。 ? 数据库结构构与数据库种种类 数据库库通常分为层层次式数据库库、网络式数数据库和关系系式数据库三三种。而不同同的数据库是是按不同的数数据结构来联联系和组织的的。 1.数数据结构模型型 (1)数据结构 所谓数数据结构是指指数据的组织织形式或数据据之间的联系系。如果用DD表示数据，用用R表示数据对对象之间存在在的关系集合合，则将DSS(D，R)称为数据据结构。例如如，设有一个个电话号码簿簿，它记录了了n个人的名字字和相应的电电话号码。为为了方便地查查找某人的电电话号码，将将人名和号码码按字典顺序序排列，并在在名字的后面面跟随着对应应的电话号码码。这样，若若要查找某人人的电话号码码(假定他的名名字的第一个个字母是Y)，那么只须须查找以Y开头的那些些名字就可以以了。该例中中，数据的集集合D就是人名和和电话号码，它它们之间的联联系R就是按字典典顺序的排列列，其相应的的数据结构就就是DS(D，R)，即一个个数组。 (2)数据结构种种类 数据结结构又分为数数据的逻辑结结构和数据的的物理结构。数数据的逻辑结结构是从逻辑辑的角度(即数据间的的联系和组织织方式)来观察数据据，分析数据据，与数据的的存储位置无无关。数据的的物理结构是是指数据在计计算机中存放放的结构，即即数据的逻辑辑结构在计算算机中的实现现形式，所以以物理结构也也被称为存储储结构。本节节只研究数据据的逻辑结构构，并将反映映和实现数据据联系的方法法称为数据模模型。 目前，比比较流行的数数据模型有三三种，即按图图论理论建立立的层次结构构模型和网状状结构模型以以及按关系理理论建立的关关系结构模型型。 2.层层次、网状和和关系数据库库系统 (1)层次结构模模型 层次结结构模型实质质上是一种有有根结点的定定向有序树(在数学中“树”被定义为一一个无回的连连通图)。例如图200.6.4是是一个高等学学校的组织结结构图。这个个组织结构图图像一棵树，校校部就是树根根(称为根结点点)，各系、专专业、教师、学学生等为枝点点(称为结点)，树根与枝枝点之间的联联系称为边，树树根与边之比比为1:N，即树树根只有一个个，树枝有NN个。这种数数据结构模型型的一般结构构见图20.6.5所示示。图20.6.44 高等学学校的组织结结构图 图20.6.5 层次次结构模型 图200.6.5中中，Ri(ii1，2，6)代表记记录(即数据的集集合)，其中R1就是根结结点(如果Ri看成是一一个家族，则则R1就是祖先先，它是R22、R3、R4的双亲，而而R2、R3、R4互为兄弟弟)，R5、R6也是兄弟弟，且其双亲亲为R3。R2、R4、R5、R6又被称为为叶结点(即无子女的的结点)。这样，Rii(i1，2，6)就组成成了以R1为树根的的一棵树，这这就是一个层层次数据结构构模型。 按照层层次模型建立立的数据库系系统称为层次次模型数据库库系统。IMMS(Infformattion MManagee-menttSysteem)是其典典型代表。 (2)网状结构模模型? 在图220.6.66中，给出了了某医院医生生、病房和病病人之间的联联系。即每个个医生负责治治疗三个病人人，每个病房房可住一到四四个病人。如如果将医生看看成是一个数数据集合，病病人和病房分分别是另外两两个数据集合合，那么医生生、病人和病病房的比例关关系就是M:N:P(即即M个医生，N个病人，P间病房)。这种数据据结构就是网网状数据结构构，它的一般般结构模型如如图20.66.7所示。在在图中，记录录Ri(i1，2，8)满足以下下条件： 可以以有一个以上上的结点无双双亲(如R1、R2、R3)。 至少少有一个结点点有多于一个个以上的双亲亲。在“医生、病人人、病房”例中，“医生集合有有若干个结点点(M个医生结结点)无“双亲”，而“病房”集合有P个结点(即病房)，并有一个个以上的“双亲”(即病人)。图20.6.66 医生、病病房和病人之之间的关系图20.6.77 网状结结构模型 按照网网状数据结构构建立的数据据库系统称为为网状数据库库系统，其典典型代表是DDBTG(DData BBase TTask GGroup)。用数学方方法可将网状状数据结构转转化为层次数数据结构。 (3)关系结构模模型 关系式式数据结构把把一些复杂的的数据结构归归结为简单的的二元关系(即二维表格格形式)。例如某单单位的职工关关系就是一个个二元关系(见表20.66.8)。这这个四行六列列的表格的每每一列称为一一个字段(即属性)，字段名相相当于标题栏栏中的标题(属性名称)；表的每一一行是包含了了六个属性(工号、姓名名、年龄、性性别、职务、工工资)的一个六元元组，即一个个人的记录。这这个表格清晰晰地反映出该该单位职工的的基本情况。表20.6.88 职工基基本情况 通常一一个m行、n列的二维表表格的结构如如表20.66.9所示。 表中每每一行表示一一个记录值，每每一列表示一一个属性(即字段或数数据项)。该表一共共有m个记录。每每个记录包含含n个属性。 作为一一个关系的二二维表，必须须满足以下条条件： (1)表中每一列列必须是基本本数据项(即不可再分分解)。 (2)表中每一列列必须具有相相同的数据类类型(例如字符型型或数值型)。 (3)表中每一列列的名字必须须是唯一的。 (4)表中不应有有内容完全相相同的行。 (5)行的顺序与与列的顺序不不影响表格中中所表示的信信息的含义。 由关系系数据结构组组成的数据库库系统被称为为关系数据库库系统。 在关系系数据库中，对对数据的操作作几乎全部建建立在一个或或多个关系表表格上，通过过对这些关系系表格的分类类、合并、连连接或选取等等运算来实现现数据的管理理。dBASSEII就是是这类数据库库管理系统的的典型代表。对对于一个实际际的应用问题题(如人事管理理问题)，有时需要要多个关系才才能实现。用用dBASEEII建立起起来的一个关关系称为一个个数据库(或称数据库库文件)，而把对应应多个关系建建立起来的多多个数据库称称为数据库系系统。dBAASEII的的另一个重要要功能是通过过建立命令文文件来实现对对数据库的使使用和管理，对对于一个数据据库系统相应应的命令序列列文件，称为为该数据库的的应用系统。因因此，可以概概括地说，一一个关系称为为一个数据库库，若干个数数据库可以构构成一个数据据库系统。数数据库系统可可以派生出各各种不同类型型的辅助文件件和建立它的的应用系统。 ? 数据库的要要求与特性 为了使使各种类型的的数据库系统统能够充分发发挥它们的优优越性，必须须对数据库管管理系统的使使用提出一些些明确的要求求。 1.建建立数据库文文件的要求 (1)尽量减少数数据的重复，使使数据具有最最小的冗余度度。计算机早早期应用中的的文件管理系系统，由于数数据文件是用用户各自建立立的，几个用用户即使有许许多相同的数数据也得放在在各自的文件件中，因而造造成存储的数数据大量重复复，浪费存储储空间。数据据库技术正是是为了克服这这一缺点而出出现的，所以以在组织数据据的存储时应应避免出现冗冗余。 (2)提高数据的的利用率，使使众多用户都都能共享数据据资源。 (3)注意保持数数据的完整性性。这对某些些需要历史数数据来进行预预测、决策的的部门(如统计局、银银行等)特别重要。 (4)注意同一数数据描述方法法的一致性，使使数据操作不不致发生混乱乱。如一个人人的学历在人人事档案中是是大学毕业，而而在科技档案案中却是大学学程度，这样样就容易造成成混乱。 (5)对于某些需需要保密的数数据，必须增增设保密措施施。 (6)数据的查找找率高，根据据需要数据应应能被及时维维护。2.数据库文件件的特征无论使用哪一种种数据库管理理系统，由它它们所建立的的数据库文件件都可以看成成是具有相同同性质的记录录的集合，因因而这些数据据库文件都有有相同的特性性： (1)文件的记录录格式相同，长长度相等。 (2)不同的行是是不同的记录录，因而具有有不同的内容容。 (3)不同的列表表示不同的字字段名，同一一列中的数据据的性质(属性)相同。 (4)每一行各列列的内容是不不能分割的，但但行的顺序和和列的顺序不不影响文件内内容的表达。 3.文文件的分类 对文件件引用最多的的是主文件和和事物文件。其其他的文件分分类还包括表表文件、备份份文件、档案案的输出文件件等。下面将将讲述这些文文件。 (1)主文件。主主文件是某特特定应用领域域的永久性的的数据资源。主主文件包含那那些被定期存存取以提供信信息和经常更更新以反映最最新状态的记记录。典型的的主文件有库库存文件、职职工主文件和和收帐主文件件等。 (2)事务文件。事事务文件包含含着作为一个个信息系统的的数据活动(事务)的那些记录录。这些事务务被分批以构构成事务文件件。例如，从从每周工资卡卡上录制下来来的数分批存存放在一个事事务文件上，然然后对照工资资清单文件进进行处理以便便打印出工资资支票和工资资记录簿。 (3)表文件。表表文件是一些些表格。之所所以单独建立立表文件而不不把表设计在在程序中是为为了便于修改改。例如，一一个公用事业业公司的税率率表或国内税税务局的税率率就可以存储储在表中文件件。 (4)备用文件。备备用文件是现现有生产性文文件的一个复复制品。一旦旦生产性文件件受到破坏，利利用备用文件件就可以重新新建立生产性性文件。 (5)档案文件。档档案文件不是是提供当前处处理使用的，而而是保存起来来作为历史参参照的。例如如，国内税务务局(IRSS)可能要求求检查某个人人最近15年的历史史。实际上，档档案文件恰恰恰是在给定时时间内工作的的一个“快照”。 (6)输出文件。输输出文件包含含将要打印在在打印机上的的、显在屏幕幕上的或者绘绘制在绘图仪仪上的那些信信息的数值映映象。输出文文件可以是“假脱机的”(存储在辅存存设备上)，当输出设设备可用时才进行实际际的输出。