管理信息系统第四章数据库与数据库管理系统

二 文件组织 File Organization
1.
2.
文件结构（组织）问题不是DB出现后才有的， 在文件系统中已经充分研究过。目前，文件管 理仍是操作系统的主要功能之一。有些DBMS就 以操作系统的文件管理作为其物理层的基础。 更多的DBMS独立设计存储结构。 DB中的文件既继承了传统文件系统的某些技术， 又有与之相区别的特点。
文件组织关系到数据处理的效率和对记录的操 作方式。
3.
二 文件组织 File Organization

1. 顺序文件
记录按其在文件中的逻辑顺序依次进入存 储介质而建立的文件，一个记录紧接着前 一个记录顺序排列。 如：磁带文件 连续存取的速度快，适用于批处理和定期 处理任务。 如：数据备份和定期的财务报表
数据独立性强
物理独立性。数据库的物理组织发生变化不影响 数据的逻辑结构。


逻辑独立性。数据库的逻辑结构改变时，无须改 变应用程序。 数据冗余度小 数据的共享性高 数据的一致性好 有数据安全和完整性保障。
三 数据库系统
3.数据库的三级体系结构
用户 用户级 子模式 用户 用户 子模式 用户视图
如职工的数据可包括：姓名（字符），年龄 （数值），照片（图像）
一 数据组织Data Organization

数据模型
是对数据的某种抽象表示形式，是描述数 据的一组概念和定义。数据模型决定了对 数据项的组织方式。 描述包括： 静态（结构，联系，约束） 动态：定义在数据上的操作 逻辑数据模型和物理数据模型

一 数据组织Data Organization

数据层次
层次 数据库 文件 记录
课程号 课程名 数学 学分 10 学时 100
示例
学生数据库 课程文件，简历文件，财务文件。。。
课程号 J101 W201 Y301 课程名 数学 物理 化学 学分 10 8 8 学时 100 80 80
三 数据库系统


3）数据库方法阶段
使用数据库管理系统DBMS 不仅描述数据本身，还描述数据之间的联系。 数据在统一控制下，为尽可能多的用户服务。
用户或用户程序 用户或用户程序 用户或用户程序 数据库管理系统 如：ACCESS FOXPRO ORACLE DB2等

数据库
三 数据库系统

2. 数据项，记录，文件 数据项：描述的实体的一个属性


记录：与数据处理的某一对象有关的一切 数据项排列构成一个纪录 文件：相关纪录的集合构成文件
一 数据组织Data Organization

三个世界模型
现实世界
认识抽象
信息世界或 概念模型
转换
数据世界
现实世界 存在于人们头脑之外的客观世界 信息世界 现实世界在人们头脑中的反映，人们把它用文字和符号记录下来 数据世界 信息世界的信息在机器世界中以数据形式存储
数据项 字节 位
J101
J101 （课程号字段）
10101010（字母J的ASCII码）
0
一 数据组织Data Organization
1.实体和属性 实体：数据所代表的事件或事物。 如：职工甲 属性：实体的特征 属性域：属性值的变化范围 实体集：实体的集合。 如：全厂职工
一 数据组织Data
4. 数据库模型 DB概念模型：层次模型，网络模型，关系 模型。 RDB在80年代退出，新推出的DBMS几乎都 支持关系模型。 关系模型以表（TABLE）这一统一形式来 表示数据的逻辑结构。 关系数据库有一套完善的关系代数理论和 方法支持。
三 数据库系统
1）层次模型的数据结构（Hierarchical Model） 用树形结构来表示实体之间联系的模型叫层次模型 层次数据库系统的典型代表是IBM公司的IMS系统 特点： 每个记录只有一个父节点，当表示M:N关系时必然存在冗 余。 只有一个结点无父结点 总是从父记录指向子记录 一个单位的层次模型可有多棵树构成 联系一般用指针实现（或物理邻接） 每个记录只有一条查找路径
数据块系统运行以后还可以进行调整，有些索引一时难以 决定是否建立，可留待运行时通过实验来确定
三 数据库系统
1. 数据管理技术的发展 1） 程序管理阶段
应用程序1 应用程序2
. . .
数据组1 数据组2
. . .
应用程序N
数据组N
三 数据库系统
2） 文件管理阶段
应用程序1 应用程序2
. . .
数据组1 操作系统
子模式\映式模式 概念级 DBA视图
模式
模式\存储模式映射 物理级 存储模式 系统管理员 视图
三 数据库系统
ANSI提出的数据库结构的标准化建意： 用户级：亦称外模式。 是数据库用户看到的数据视图。 概念级，称为概念模式，模式 1. 对数据库整体逻辑结构的描述。 2. 统一考虑所有用户现在和将来的需求，并把这些需求所涉 及的记录及记录间的联系有机地结合成一个逻辑整体。 物理级：又称内模式或存储模式。 1. 对数据物理结构和存储方式的描述，对用户是透明的。 2. 物理组织修改后，不必修改模式。
三 数据库系统 1. 数据库管理技术的发展 2. 数据库系统的组成 3. 数据库的三级体系结构 4. 关系数据库模型 5. 数据库设计初步 四 数据库语言
一 数据组织Data Organization
1. 2.
数据：对现实事物的记录和描述 可包括若干的数据项 在DB中，能被计算机接受和处理的数字， 字符，图形，声音统称为数据。

三 数据库系统
代号 编号 P1 P2 P2 P4 P5 数量 300 400 300 500 600
代号 S2 S4 编号 P1 P2 P4 P5 名称 螺丝帽 螺栓 螺丝钉 法兰盘
代号 S2 S2 S4 S4 S4
生产厂家 机床配件厂 工业设备厂
城市 北京 上海
S2 S2 S4 S4
材质 钢 铁 钢 铝
生产厂家 机床配件厂 机床配机厂 工业设备厂 工业设备厂 工业设备厂
规格 12 17 14 12
城市 北京 北京 上海 上海 上海 编号 P1 P2 P2 P4 P5 数量 300 400 300 500 600
S4
名称 螺丝帽 螺栓 螺栓 螺丝钉 法兰盘
材质 钢 铁 铁 钢 铝
规格 12 17 17 14 12
三 数据库系统
系 系号 系名称 负责人
专业 专业代号 专业名
教师 教师编号 姓名 职务
学生 学号 姓名 年龄 性别
课程
课号 课程名 类别 学时
查询时采取广度遍历策略，操作人员必须非常熟悉数据的层次结构
层次模型使用指针来避免大量的数据冗余，但这样做会导致 数据模式的不清晰
三 数据库系统
2）网状模型的数据结构： 用有向图结构表示实体类型及实体间的联系 网状数据模型的典型代表是DBTG系统 特点 可以有一个以上的结点无父结点 至少有一个结点多于一个父节点 联系由指针实现 每个记录可由多条查找路径

先根据关键字从索引表中查出记录所在的 位置，然后再到该位置取出数据。 逻辑顺序与记录的物理顺序无关。 提高查询效率 索引本身要占一定空间
二 文件组织 File Organization

满足下列条件之一的属性或表不宜建立索引： 不出现或很少出现在查询条件中的属性
属性值很少的属性，如：性别，用索引还不如顺 序扫描。 属性值分布严重不均匀的属性。如：职工年龄 经常更新的属性或表，因为更新时索引需要维护 过长的属性，如：超过30个字节，索引的存储空 间比较大。 太小的表
文件系统
数据组2
. . .
应用程序N
数据组N
三 数据库系统
（1）程序管理阶段 • 数据和程序结合为一个不可分的整体 • 一组数据对应一个应用程序 （2）文件系统管理阶段 • 数据文件按应用程序的要求而建立 • 程序和数据有一定的独立性，仍相互依赖 • 各文件相互独立，分散保管。数据的一致性不易 控制。 • 文件系统是用户和用户应用程序与数据文件间的 接口。
记录地址
数据文件 学号 1104 1102 1103 1101 姓名 张三 李四 王五 丁六 专业 MIS MIS MS MS A B C D E F G
索引区 索引文件两部分 数据区
前部分，数据项 通常就是关键字 后部分，记录的存储地址—指针
二 文件组织 File Organization



第4章 数据库与数据库管理系统
用户 应用软件 系统软件 硬件 操作系统 数据库管理系统
MIS软件层次
第4章 数据库与数据库管理系统
本讲内容： 一 数据组织 1.实体和属性 2.数据项，记录，文件 3.纪录的关键字 二 文件组织 1.顺序文件 2.散列文件 3.索引文件

第4章 数据库与数据库管理系统
三 数据库系统
代号 S2 S2 S4 S4 S4 生产厂家 机床配件厂 机床配机厂 工业设备厂 工业设备厂 工业设备厂 城市 北京 北京 上海 上海 上海 编号 P1 P2 P2 P4 P5 数量 300 400 300 500 600 名称 螺丝帽 螺栓 螺栓 螺丝钉 法兰盘 材质 钢 铁 铁 钢 铝 规格 12 17 17 14 12

一 数据组织Data Organization
现实世界 全体 个体 特征 信息世界 实体集 实体 属性 数据世界 文件 记录 数据项 （字段） 例子 某厂全体职工的个人数据资料 职工张三的数据 （张三，男，25，工程师）
一 数据组织Data Organization

3.关键字
在一个文件内，通常我们以相同的方式存放着若 干记录，记录中的关键字是指：该记录中具有以 下特征的一个或一组数据项，特征为：对于该文 件中的所有记录来讲，该数据项或者该组数据项 它的值是唯一的。意味着根据一个关键字可以确 定一个特定的记录。 设立关键字在检索，更新，排序中有很大的作用。