数据库系统概论课件16
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《数据库系统概述》课件
关系数据库
关系数据库
一种基于关系的数据库，通过表 格的形式来组织数据，每个表格 包含若干行和列，每列代表一个 属性，每行代表一个记录。
关系完整性
关系数据库中的数据完整性是指 数据的正确性和一致性，包括实 体完整性、参照完整性和用户自 定义完整性。
关系代数
一种用于描述关系数据库中数据 操作的数学模型，包括选择、投 影、连接等操作。
事务管理
确保数据完整性的重要手段之一，通过事务来保证 一系列操作要么全部成功执行，要么全部不执行。
并发控制
在多用户并发访问数据库时，通过各种并发 控制技术来保证数据的一致性和完整性。
03
数据库系统设计
数据库设计的基本原则
确保数据完整性
设计时应考虑数据的准确性、一致性和完整 性，避免数据冗余和冲突。
优化查询语句，避免全表扫描，减 少不必要的计算和数据传输。
缓存技术
利用缓存存储常用数据，减少对数 据库的访问次数。
04
数据库系统的备份与恢复
备份策略
制定定期备份和增量备份策略，确保数据安 全。
备份存储
选择可靠的存储介质和设备，确保备份数据 不会丢失。
数据恢复
在数据丢失或损坏时，能够快速恢复数据， 减少业务中断时间。
等。
02
数据库系统基本概念
数据模型
概念模型
数据模型的一种，用于描述现实世界事物以及事物之间的 关系，常见的概念模型有实体-联系模型（E-R模型）。
逻辑模型
数据模型的一种，用于描述数据结构、数据操作和数据约 束，常见的逻辑模型有层次模型、网状模型和关系模型。
物理模型
数据模型的一种，用于描述数据存储和数据访问方式，常 见的物理模型有B树、B+树等。
数据库系统概述PPT课件
19.04.2020
15
人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段
19.04.2020
数据不保存，不共享，无独立性， 无专用软件管理数据
数据以文件形式长期保存，由文件系统管理 数据 ，程序与数据间有一定独立性
数据结构化 ，共享性高、冗余度低 ， 独立性高 ，有统一的数据控制功能
数据的安全性控制 数据的完整性控制
第1章 数据库系统概述
数据库
数据的仓库，即数据存放的地方
通讯录： 图书馆：
小数据库 可用手工管理
大型数据库 必须由计算机进行管理
科学计算
计算机三大主 要应用领域？
过程控制 数据处理
70% 利用数据库系统可
科学地组织和存储
数据,以便于高效地
19.04.2020
检索和处理
2
1.1 信息、数据、数据处理与数据管理 1.1.1 数据与信息
特点
数据存放在文件中，应用程序通过文件名来逻辑地 访问文件。
有了管理数据的软件——文件系统，文件的物理存 储由文件系统管理，文件系统还负责对文件的逻辑 结构与存储结构进行转换。
程序和数据有了一定的独立性。程序不再负责数据 存储的物理细节，因此可大大节省维护程序的工作 量，程序员也可不必过多地考虑物理细节，可把精 力集中在算法上。
数据的存取基本上以记录为单位。按文件名访问， 按记录进行存取。
19.04.2020
9
文件系统阶段：应用程序与数据的关系
程序1
数据缓冲区
文
内存
程序2
件
数据缓冲区
系
统
程序3 数据缓冲区
外存 文件1 文件2 文件3
19.04.2020
10
数据库系统概论课时ppt课件
.
关系数据模型的优缺点（续）
❖ 缺点
▪ 存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非 关系数据模型
▪ 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化 增加了开发DBMS的难度
.
E-R模型向关系模型的转换
❖ 一个实体转换为一个关系模式。实体的属性就 是关系的属性，实体的标识符就是关系的码。
❖ 对于实体间的联系有以下不同的情况：
在一个给定的应用领域中，所有关系的集合 构成一个关系数据库
.
二、关系数据模型的操纵与完整性约束
❖ 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系
▪ 查询 ▪ 插入 ▪ 删除 ▪ 更新
❖ 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的 集合
❖ 存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎 么干”
❖ 逻辑结构----二维表
从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表
.
一、关系数据模型的数据结构
学生登记表
属性
学号 2005004 2005006 2005008
…
姓名 王小明 黄大鹏 张文斌
…
年龄 19 20 18 …
元组
性别 女 男 女 …
系名 社会学 商品学
法律 …
.
年级 2005 2005 2005
…
关系数据模型的数据结构（续）
▪ 关系（Relation）
一个关系对应通常说的一张表
▪ 元组（Tuple）
表中的一行即为一个元组
▪ 属性（Attribute）
表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即 属性名
.
关系数据模型的数据结构（续）
ห้องสมุดไป่ตู้▪ 分量 元组中的一个属性值。
关系数据模型的优缺点（续）
❖ 缺点
▪ 存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非 关系数据模型
▪ 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化 增加了开发DBMS的难度
.
E-R模型向关系模型的转换
❖ 一个实体转换为一个关系模式。实体的属性就 是关系的属性，实体的标识符就是关系的码。
❖ 对于实体间的联系有以下不同的情况：
在一个给定的应用领域中，所有关系的集合 构成一个关系数据库
.
二、关系数据模型的操纵与完整性约束
❖ 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系
▪ 查询 ▪ 插入 ▪ 删除 ▪ 更新
❖ 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的 集合
❖ 存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎 么干”
❖ 逻辑结构----二维表
从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表
.
一、关系数据模型的数据结构
学生登记表
属性
学号 2005004 2005006 2005008
…
姓名 王小明 黄大鹏 张文斌
…
年龄 19 20 18 …
元组
性别 女 男 女 …
系名 社会学 商品学
法律 …
.
年级 2005 2005 2005
…
关系数据模型的数据结构（续）
▪ 关系（Relation）
一个关系对应通常说的一张表
▪ 元组（Tuple）
表中的一行即为一个元组
▪ 属性（Attribute）
表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即 属性名
.
关系数据模型的数据结构（续）
ห้องสมุดไป่ตู้▪ 分量 元组中的一个属性值。
《数据库系统原理》课件
确保引用完整性，即外键的值必须是所引用表中存在的记录。
域完整性约束
确保数据的合法性，如非空约束、数据类型约束等。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA
数据库系统查询语言SQL
总结词：了解SQL的基本语法和功能是使用SQL进行数据库操作的基础。
VS
SQL的数据更新功能允许用户修改数据库表中的现有数据。
随着互联网和大数据技术的发展，出现了分布式数据库、NoSQL数据库、实时数据库等新一代数据库技术。
新一代数据库技术
数据模型是描述数据、数据关系和数据操作的抽象表示，是数据库系统的核心组成部分。
数据模型
关系数据库是使用关系数据模型组织的数据库，是最常见的数据库类型之一。
关系数据库
数据库模式是数据库中数据的逻辑结构，包括数据类型、数据关系和完整性约束等。
数据库系统提供数据完整性机制，确保数据的准确性和可靠性。
早期的计算机系统通过人工管理数据，缺乏有效的数据组织和检索手段。
人工管理阶段
随着计算机技术的发展，出现了文件管理系统，实现了数据的集中存储和检索。
文件管理阶段
随着关系数据库技术的发展，出现了数据库管理系统，实现了数据的结构化存储和高效检索。
数据库管理系统阶段
03
02
01
事务隔离
锁机制
乐观并发控制
03
恢复策略
根据数据备份和日志记录，制定合适的恢复策略，确保数据库能够快速恢复正常运行。
01
数据备份
定期对数据库进行备份，以便在数据丢失或损坏时能够恢复数据。
02
日志记录
记录数据库的变更日志，以便在数据出现问题时能够回溯和恢复数据。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA
域完整性约束
确保数据的合法性，如非空约束、数据类型约束等。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA
数据库系统查询语言SQL
总结词：了解SQL的基本语法和功能是使用SQL进行数据库操作的基础。
VS
SQL的数据更新功能允许用户修改数据库表中的现有数据。
随着互联网和大数据技术的发展，出现了分布式数据库、NoSQL数据库、实时数据库等新一代数据库技术。
新一代数据库技术
数据模型是描述数据、数据关系和数据操作的抽象表示，是数据库系统的核心组成部分。
数据模型
关系数据库是使用关系数据模型组织的数据库，是最常见的数据库类型之一。
关系数据库
数据库模式是数据库中数据的逻辑结构，包括数据类型、数据关系和完整性约束等。
数据库系统提供数据完整性机制，确保数据的准确性和可靠性。
早期的计算机系统通过人工管理数据，缺乏有效的数据组织和检索手段。
人工管理阶段
随着计算机技术的发展，出现了文件管理系统，实现了数据的集中存储和检索。
文件管理阶段
随着关系数据库技术的发展，出现了数据库管理系统，实现了数据的结构化存储和高效检索。
数据库管理系统阶段
03
02
01
事务隔离
锁机制
乐观并发控制
03
恢复策略
根据数据备份和日志记录，制定合适的恢复策略，确保数据库能够快速恢复正常运行。
01
数据备份
定期对数据库进行备份，以便在数据丢失或损坏时能够恢复数据。
02
日志记录
记录数据库的变更日志，以便在数据出现问题时能够回溯和恢复数据。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA
数据库系统概论版PPT课件
重点：
掌握DBMS完整性控制机制的三个方面，即完 整性约束条件的定义、检查和违约处理。
用SQL语言定义关系模式的完整性约束条件。 包括定义主码、参照完整性；定义与应用有 关的完整性。
难点：
如何实现完整性的策略，以确保数据的正确 与有效。较复杂的是参照完整性的实现机制。
3
数据库完整性
数据库的完整性
16
参照完整性检查和违约处理
[练习]对表SC和Course，可能破坏参照完 整性的操作情况
SC表增加一个元组 修改SC表的一个元组 从Course表删除一个元组 修改Course表中一个元组的Cno属性值
17
参照完整性检查和违约处理
可能破坏参照完整性的情况及违约处理
被参照表 (例如Student)
数据的正确性和相容性 数据的完整性和安全性是两个不同概念
数据的完整性 防止数据库中存在不正确的数据 防范对象：不合语义的、不正确的数据
数据的安全性 防止恶意的破坏和非法的存取 防范对象：非法用户和非法操作
4
数据库完整性(续)
为维护数据库的完整性，DBMS必须：
提供定义完整性约束条件的机制 提供完整性检查的方法 违约处理
9
实体完整性定义(续)
[例2]将SC表中的Sno，Cno属性组定义为码
CREATE TABLE SC (Sno CHAR(9) NOT NULL， Cno CHAR(4) NOT NULL， Grade SMALLINT， PRIMARY KEY (Sno，Cno) /*只能在表级定义主码*/);
20
在主表中修改主码例
例：将S关系中Sno=950001的元组中Sno 值改为960123。设SC关系中有4个元组 的Sno=950001
掌握DBMS完整性控制机制的三个方面，即完 整性约束条件的定义、检查和违约处理。
用SQL语言定义关系模式的完整性约束条件。 包括定义主码、参照完整性；定义与应用有 关的完整性。
难点：
如何实现完整性的策略，以确保数据的正确 与有效。较复杂的是参照完整性的实现机制。
3
数据库完整性
数据库的完整性
16
参照完整性检查和违约处理
[练习]对表SC和Course，可能破坏参照完 整性的操作情况
SC表增加一个元组 修改SC表的一个元组 从Course表删除一个元组 修改Course表中一个元组的Cno属性值
17
参照完整性检查和违约处理
可能破坏参照完整性的情况及违约处理
被参照表 (例如Student)
数据的正确性和相容性 数据的完整性和安全性是两个不同概念
数据的完整性 防止数据库中存在不正确的数据 防范对象：不合语义的、不正确的数据
数据的安全性 防止恶意的破坏和非法的存取 防范对象：非法用户和非法操作
4
数据库完整性(续)
为维护数据库的完整性，DBMS必须：
提供定义完整性约束条件的机制 提供完整性检查的方法 违约处理
9
实体完整性定义(续)
[例2]将SC表中的Sno，Cno属性组定义为码
CREATE TABLE SC (Sno CHAR(9) NOT NULL， Cno CHAR(4) NOT NULL， Grade SMALLINT， PRIMARY KEY (Sno，Cno) /*只能在表级定义主码*/);
20
在主表中修改主码例
例：将S关系中Sno=950001的元组中Sno 值改为960123。设SC关系中有4个元组 的Sno=950001
数据库系统PPT课件
数据库系统的性能优化
查询优化
对数据库查询进行优化，包括索引设计、查询语句优化等， 提高查询速度和效率。
硬件优化
根据数据库系统的负载和性能需求，对硬件资源进行合理 配置和优化，包括内存、CPU、存储等。
系统监控与调优
对数据库系统进行实时监控，发现性能瓶颈并进行调优，确保 数据库系统在高负载情况下仍能保持稳定和高效运行。
数据库系统将数据组织 成有逻辑关系的结构化 形式，方便用户进行查 询、更新和管理。
数据库系统允许多个用 户同时访问和操作数据 ，实现数据共享，提高 数据利用率。
数据库系统通过数据模 型和数据管理技术，使 数据与应用程序相互独 立，减少数据冗余和数 据不一致性。
数据库系统提供数据加 密、权限控制等安全机 制，确保数据不被非法 访问和篡改。
逻辑设计
逻辑模型转换
将概念模型转换为逻辑模型，如关系模型。
逻辑优化
根据数据库性能和功能需求，对逻辑模型进行优化。
物理设计
存储结构
设计数据库的物理存储结构，包括文件组织、存储路径等。
索引策略
根据查询需求，设计合适的索引策略以提高查询效率。
数据库实施与维护
数据导入与迁移
将数据从旧系统迁移到新设计的数据库系统中。
公共服务的开展。
02 数据库系统的基本概念
数据模型
概念模型
数据模型的一种，用于描述现实世界事物以 及事物之间的关系，常见的有实体-关系模 型和ER模型。
逻辑模型
数据模型的一种，用于描述数据结构、数据操作和 数据约束，常见的有层次模型、网状模型和关系模 型。
物理模型
数据模型的一种，用于描述数据存储和数据 访问方式，包括数据存储结构、数据存储路 径、数据访问方法等。
数据库系统基础教程PPT完整版
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概念设计的输出
概念设计的输出是概念模型，它为后续的逻辑设计和物理 设计提供了基础。
逻辑设计
逻辑设计的定义
逻辑设计是根据概念设计的结果，将概念模型转换为逻辑模型的过 程。逻辑模型是对数据库结构的详细描述，包括表、视图、索引等。
逻辑设计的方法
逻辑设计通常采用关系型数据库管理系统（RDBMS）来实现，包 括表的设计、关系的定义、约束的添加等。
数据库系统的维护与优化
数据库备份与恢复
定期备份数据库，确保在数据丢失或损坏时能够 恢复。
数据库安全更新与补丁
及时更新数据库系统和应用软件，修补安全漏洞。
ABCD
性能监控与调优
监控数据库性能，通过调整参数和优化查询等方 式提高性能。
数据库系统硬件与软件的维护
定期检查硬件和软件的运行状况，确保数据库系 统的稳定运行。
格式。
模式
02
也称为逻辑模式，描述了数据在数据库中的逻辑结构和关系。
外模式
03
也称为用户模式，描述了数据在用户视角下的表现形式和结构。
03 数据库设计
数据库设计概述
数据库设计定义
数据库设计的基本步骤
数据库设计是指根据特定需求，构建 一个结构合理、性能良好、操作方便 的数据库的过程。
需求分析、概念设计、逻辑设计、物 理设计等。
01
概述
人工智能技术的快速发展对数据库系统产生了深远影响，推动了数据库
系统的智能化进程。
02
挑战
人工智能时代对数据库系统的要求更高，需要具备自适应、自学习、自
推理等能力。
03
技术发展
人工智能技术在数据库系统中的应用不断深入，如机器学习、深度学习、
数据库系统导论PPT课件
（3）用户
用户是指数据库系统的最终用户。不同层次的用户按其业务工作的要求， 通过应用程序的操作界面使用数据库，分别完成日常业务、管理和决策的工作。 如超市的收银员就是一种数据库系统的用户。
参考教材
萨师煊、王珊编著, 数据库系统 (第五版), 高等教育出版社
周立柆等编著,SQL Server 数据库原理— —设计与实现, 清华大学出版
作业
考试以完成实验环节为必要条件,期末考试采用笔试; 本课程总成绩为100分,其中成绩评定由三部分组成： 期末考试成绩: 60% 实验成绩: 25% 平时成绩: 15%
本课程分组实验
分组实验考查：以组为单位，每组设计一个系统，设计工 具：Visual Basic6.0+SqlServer2000
1.2 数据管理技术的发展
1.2.3 数据库系统阶段
3．数据库系统阶段的主要特点
（4）便于对数据实现集中统一的管理与控制
完整性控制 ：数据的完整性是指数据的正确性、有 效性。数据库中的数据是对客观世界中事物性质的 反映，必须要符合一定的语义。数据库系统应提供 必要的功能，保证数据库中的数据在输入、修改过 程中始终符合原来的含义或规定。
1.2 数据管理技术的发展
1.2.3 数据库系统阶段
3．数据库系统阶段的主要特点
（4）便于对数据实现集中统一的管理与控制
安全性控制
完整性控制 并发控制
故障恢复
1.2 数据管理技术的发展
1.2.3 数据库系统阶段
3．数据库系统阶段的主要特点
（4）便于对数据实现集中统一的管理与控制
安全性控制：数据的安全性是指保护数据以防止不 合法的使用所造成的数据泄密或破坏。系统一般用 检查口令或其它手段来验证用户身份，只有合法用 户才能进入数据库系统；可以通过定义保密级别和 数据存取权限来控制进入系统的用户只能使用允许 他使用的数据。
用户是指数据库系统的最终用户。不同层次的用户按其业务工作的要求， 通过应用程序的操作界面使用数据库，分别完成日常业务、管理和决策的工作。 如超市的收银员就是一种数据库系统的用户。
参考教材
萨师煊、王珊编著, 数据库系统 (第五版), 高等教育出版社
周立柆等编著,SQL Server 数据库原理— —设计与实现, 清华大学出版
作业
考试以完成实验环节为必要条件,期末考试采用笔试; 本课程总成绩为100分,其中成绩评定由三部分组成： 期末考试成绩: 60% 实验成绩: 25% 平时成绩: 15%
本课程分组实验
分组实验考查：以组为单位，每组设计一个系统，设计工 具：Visual Basic6.0+SqlServer2000
1.2 数据管理技术的发展
1.2.3 数据库系统阶段
3．数据库系统阶段的主要特点
（4）便于对数据实现集中统一的管理与控制
完整性控制 ：数据的完整性是指数据的正确性、有 效性。数据库中的数据是对客观世界中事物性质的 反映，必须要符合一定的语义。数据库系统应提供 必要的功能，保证数据库中的数据在输入、修改过 程中始终符合原来的含义或规定。
1.2 数据管理技术的发展
1.2.3 数据库系统阶段
3．数据库系统阶段的主要特点
（4）便于对数据实现集中统一的管理与控制
安全性控制
完整性控制 并发控制
故障恢复
1.2 数据管理技术的发展
1.2.3 数据库系统阶段
3．数据库系统阶段的主要特点
（4）便于对数据实现集中统一的管理与控制
安全性控制：数据的安全性是指保护数据以防止不 合法的使用所造成的数据泄密或破坏。系统一般用 检查口令或其它手段来验证用户身份，只有合法用 户才能进入数据库系统；可以通过定义保密级别和 数据存取权限来控制进入系统的用户只能使用允许 他使用的数据。
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An Introduction to Database System
二、属性的定义
DTD中定义属性的格式为：
<!ATTLIST 元素名 (属性名 属性类型 缺省声明) * >
属性类型
字符串类型 枚举类型
缺省声明
#REQUIRED，表示该属性在XML文件中必须出现 #IMPLIED，表示该属性在XML文件中可以缺省
An Introduction to Database System
XML Schema(续)
表16.2 DTD和XML Schema的特征比较
Syntax in XML DTD XML Schema No Yes Namespace Include & Built-in Import type No Yes No Yes 10 37 User-defined Domain Explicit type constraint Null No Yes No Yes No Yes
XML Schema更为完善 DTD简便易用
元素标识名 属性－值对应集合
元素文本内容
图16.1中的XML数据的图模型表示
An Introduction to Database System
XML数据模型(续) XML数据 VS 半结构化数据
(1) XML中存在参照
(2) XML中的元素是有序的 (3) XML中可以将文本与元素混合 (4) XML包含许多其他的内容
文档类型定义DTD(Document Type Descriptors)
用来描述XML文档的结构，类似于模式的概念
DTD定义内容
元素、属性 元素出现的次序、出现的次数 如何相互嵌套 其他详细信息
An Introduction to Database System
一、元素的定义
XML Information Set 对象 定义方式 XML文档 对XML语法项 的附加描述 Xpath 1.0 Data Model XML文档 对一组结点类型 的数据结构和字 符串值的描述 DOM 1.0 Level 2 XML Query Model
XML(或HTML) XML文档或部 文档 分的集合 一组对象接口 的描述 Constructor和 accessor的功能 描述
An Introduction to Database System
概述(续)
XML在SGML和HTML的基础上发展起来的
相对于HTML，XML具有如下的一些特点：
更多的结构和语义
可扩展性 自描述性 数据与显示分离 简洁性
An Introduction to Database System
An Introduction to Database System
六、良构的XML文档
良构的(well-formed)XML文档是指：
文档的构造从语法上都是正确的 只有一个顶层元素，即根元素 至少包含一个元素，即文档中必须有根元素 所有的起始标记都有与之对应的终止标记，或者使用 空元素速记语法 所有的标记都正确的嵌套 每一个元素的所有属性具有不同属性名
An Introduction to Database System
第十六章 XML数据库
16.1 概述
16.2 XML简介 16.3 XML数据模型 16.4 SQL/XML 16.5 小结
An Introduction to Database System
XML数据模型
XML数据是自描述的、不规则的，可以用图模型来表示
声明缺省属性值
［例6］ <!ATTLIST book year CDATA #IMPLIED>
An Introduction to Database System
属性的定义(续)
通常把DTD存储在一个后缀为.dtd的外部文件里 ［例7］ 一个XML DTD 示例 <!-address.dtd-> <!ELEMENT address (name，street，city，state，postal-code)> <!ELEMENT name (title? first-name，last-name)> <!ELEMENT title (#PCDATA)> <!ELEMENT first-name (#PCDATA)> <!ELEMENT last-name (#PCDATA)> <!ELEMENT street (#PCDATA)> <!ELEMENT city (#PCDATA)> <!ELEMENT state (#PCDATA)> <!ELEMENT postal-code (#PCDATA)>
是否要求DTD 或XML Schema 验证
否
否
否
是
An Introduction to Database System
16.3 XML数据模型
16.3.1 XML DTD
16.3.2 XML Schema
An Introduction to Database System
16.3.1 XML DTD
特殊代码而设计的标记
为处理XML文档的应用程序提供信息。
组成：处理指令名称和数据
其格式为<?target data?>。例如<?cocoon-process type=“sql”?>
An Introduction to Database System
五、注释
注释以<!-开始，以->结束
注释可以在XML文档的任何地方插入
数据库系统概论
An Introduction to Database System
第十六章
XML数据库
中南林业科技大学计算机与信息工程学院
An Introduction to Database System
第十六章 XML数据库
16.1 概述
16.2 XML简介 16.3 XML数据模型 16.4 SQL/XML 16.5 小结
An Introduction to Database System
16.3 XML数据模型
16.3.1 XML DTD
16.3.2 XML Schema
An Introduction to Database System
XML Schema
定义XML模式的另外两个标准：
XML Schema Document Content Descriptors(DCDs)
XML Schema
用XML来定义其文档的模式，支持对结构和数据类型 的定义
An Introduction to Database System
XML Schema(续)
XML Schema的例子 ［例8］ <elementType name="paper"> <sequence> <elementTypeRef name="title"/> <elementTypeRef name="author" minOccurs="0"/> <elementTypeRef name="year"/> <choice> <elementTypeRef name="journal"/> <elementTypeRef name="conference"/> </choice> </sequence> </elementType>
XML数据模型：XML Information Set， Xpath1.0 Data Model，DOM model和XML Query Data Model
An Introduction to Database System
XML数据模型(续)
这四种模型都采用树结构。
表16.1 XML数据模型的比较
第十六章 XML数据库
16.1 概述
16.2 XML简介 16.3 XML数据模型 16.4 SQL/XML 16.5 小结
An Introduction to Database System
16.2 XML简介
一、XML说明(XML declaration)
对XML文档处理的环境和要求的说明
DTD定义元素的格式为： <!ELEMENT 元素名(元素内容描述)>
［例1］ <!ELEMENT name (title?，first-name，last-name)> ［例2］ <!ELEMENT addressbook (address+)> ［例3］ <!ELEMENT private-addresses (address*)> ［例4］ <!ELEMENT name(title?，first-name ，( middle-initial | middlename )?，last-name ) > ［例5］ <!ELEMENT city (#PCDATA ) >
三、属性
描述元素的有关信息
格式为：<元素名 属性名=“属性值”>
如<book year=“2000”>。
属性值必须出现在单引号或双引号中
一个元素可以有任意多个属性，每个属性取不同的属性名
An Introduction to Database System
四、处理指令处理指令(p来自ocessing instructions)是为使用一段
二、属性的定义
DTD中定义属性的格式为：
<!ATTLIST 元素名 (属性名 属性类型 缺省声明) * >
属性类型
字符串类型 枚举类型
缺省声明
#REQUIRED，表示该属性在XML文件中必须出现 #IMPLIED，表示该属性在XML文件中可以缺省
An Introduction to Database System
XML Schema(续)
表16.2 DTD和XML Schema的特征比较
Syntax in XML DTD XML Schema No Yes Namespace Include & Built-in Import type No Yes No Yes 10 37 User-defined Domain Explicit type constraint Null No Yes No Yes No Yes
XML Schema更为完善 DTD简便易用
元素标识名 属性－值对应集合
元素文本内容
图16.1中的XML数据的图模型表示
An Introduction to Database System
XML数据模型(续) XML数据 VS 半结构化数据
(1) XML中存在参照
(2) XML中的元素是有序的 (3) XML中可以将文本与元素混合 (4) XML包含许多其他的内容
文档类型定义DTD(Document Type Descriptors)
用来描述XML文档的结构，类似于模式的概念
DTD定义内容
元素、属性 元素出现的次序、出现的次数 如何相互嵌套 其他详细信息
An Introduction to Database System
一、元素的定义
XML Information Set 对象 定义方式 XML文档 对XML语法项 的附加描述 Xpath 1.0 Data Model XML文档 对一组结点类型 的数据结构和字 符串值的描述 DOM 1.0 Level 2 XML Query Model
XML(或HTML) XML文档或部 文档 分的集合 一组对象接口 的描述 Constructor和 accessor的功能 描述
An Introduction to Database System
概述(续)
XML在SGML和HTML的基础上发展起来的
相对于HTML，XML具有如下的一些特点：
更多的结构和语义
可扩展性 自描述性 数据与显示分离 简洁性
An Introduction to Database System
An Introduction to Database System
六、良构的XML文档
良构的(well-formed)XML文档是指：
文档的构造从语法上都是正确的 只有一个顶层元素，即根元素 至少包含一个元素，即文档中必须有根元素 所有的起始标记都有与之对应的终止标记，或者使用 空元素速记语法 所有的标记都正确的嵌套 每一个元素的所有属性具有不同属性名
An Introduction to Database System
第十六章 XML数据库
16.1 概述
16.2 XML简介 16.3 XML数据模型 16.4 SQL/XML 16.5 小结
An Introduction to Database System
XML数据模型
XML数据是自描述的、不规则的，可以用图模型来表示
声明缺省属性值
［例6］ <!ATTLIST book year CDATA #IMPLIED>
An Introduction to Database System
属性的定义(续)
通常把DTD存储在一个后缀为.dtd的外部文件里 ［例7］ 一个XML DTD 示例 <!-address.dtd-> <!ELEMENT address (name，street，city，state，postal-code)> <!ELEMENT name (title? first-name，last-name)> <!ELEMENT title (#PCDATA)> <!ELEMENT first-name (#PCDATA)> <!ELEMENT last-name (#PCDATA)> <!ELEMENT street (#PCDATA)> <!ELEMENT city (#PCDATA)> <!ELEMENT state (#PCDATA)> <!ELEMENT postal-code (#PCDATA)>
是否要求DTD 或XML Schema 验证
否
否
否
是
An Introduction to Database System
16.3 XML数据模型
16.3.1 XML DTD
16.3.2 XML Schema
An Introduction to Database System
16.3.1 XML DTD
特殊代码而设计的标记
为处理XML文档的应用程序提供信息。
组成：处理指令名称和数据
其格式为<?target data?>。例如<?cocoon-process type=“sql”?>
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五、注释
注释以<!-开始，以->结束
注释可以在XML文档的任何地方插入
数据库系统概论
An Introduction to Database System
第十六章
XML数据库
中南林业科技大学计算机与信息工程学院
An Introduction to Database System
第十六章 XML数据库
16.1 概述
16.2 XML简介 16.3 XML数据模型 16.4 SQL/XML 16.5 小结
An Introduction to Database System
16.3 XML数据模型
16.3.1 XML DTD
16.3.2 XML Schema
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XML Schema
定义XML模式的另外两个标准：
XML Schema Document Content Descriptors(DCDs)
XML Schema
用XML来定义其文档的模式，支持对结构和数据类型 的定义
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XML Schema(续)
XML Schema的例子 ［例8］ <elementType name="paper"> <sequence> <elementTypeRef name="title"/> <elementTypeRef name="author" minOccurs="0"/> <elementTypeRef name="year"/> <choice> <elementTypeRef name="journal"/> <elementTypeRef name="conference"/> </choice> </sequence> </elementType>
XML数据模型：XML Information Set， Xpath1.0 Data Model，DOM model和XML Query Data Model
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XML数据模型(续)
这四种模型都采用树结构。
表16.1 XML数据模型的比较
第十六章 XML数据库
16.1 概述
16.2 XML简介 16.3 XML数据模型 16.4 SQL/XML 16.5 小结
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16.2 XML简介
一、XML说明(XML declaration)
对XML文档处理的环境和要求的说明
DTD定义元素的格式为： <!ELEMENT 元素名(元素内容描述)>
［例1］ <!ELEMENT name (title?，first-name，last-name)> ［例2］ <!ELEMENT addressbook (address+)> ［例3］ <!ELEMENT private-addresses (address*)> ［例4］ <!ELEMENT name(title?，first-name ，( middle-initial | middlename )?，last-name ) > ［例5］ <!ELEMENT city (#PCDATA ) >
三、属性
描述元素的有关信息
格式为：<元素名 属性名=“属性值”>
如<book year=“2000”>。
属性值必须出现在单引号或双引号中
一个元素可以有任意多个属性，每个属性取不同的属性名
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四、处理指令处理指令(p来自ocessing instructions)是为使用一段