第1章数据库概述1-2015-9.

数据库原理及应用2015年09月如何联系我——马丽办公室行政楼303电话15804773200E-Mail[e-mail]课堂要求认真听讲，按时交作业。上机实践要重视，不得抄袭他人代码。上课手机要关闭，不能吃东西，不能随便出入教室。不旷课，不迟到、早退。课程内容数据库基本原理产生、发展、理论基础、设计方法数据库管理系统(DBMS)软件的使用学习使用SQLServer2005考核方式5期末闭卷考试期末成绩+平时成绩=总评成绩对于数据库设计理论及设计方法采用大作业，占平时成绩评定的30%SQLServer软件的使用则通过上机操作考查，占平时成绩评定的40%考勤、作业、报告等占平时成绩30%第一章绪论1.1数据管理技术的产生和发展1、什么是数据管理技术？2、数据管理技术的发展经历了三个阶段：人工管理阶段文件管理阶段数据库系统管理阶段利用计算机管理数据的技术1.1.1人工管理阶段时间：20世纪中期以前特点：①数据不保存在机器中②无软件系统对数据管理，数据由应用程序管理③数据不共享④数据不具有独立性1.1.1人工管理阶段应用程序1应用程序2应用程序n数据集1数据集2数据集n……数据与应用程序之间的关系：一一对应1.1.2文件管理阶段时间：20世纪50年代到60年代期间特点：①数据可以长期保存（数据以文件形式存于磁盘上）②数据由文件系统管理（文件系统把数据组织成相互独立的数据文件）③数据共享性差，冗余度大（数据的存取以记录为单位，文件对应于一个应用程序）④数据独立性差（数据逻辑结构改变，必须修改应用程序、文件结构定义）1.1.2文件管理阶段应用程序1文件组1…文件组2应用程序2…应用程序n文件组n文件系统数据与应用程序之间的关系注意：在文件系统中数据的存取单位是记录。文件管理阶段在数据管理方面有哪些缺陷，请举例说明?文件系统有：数据冗余、数据不一致和数据联系弱三个缺点。工号：123；职工姓名：张三；职工电话：67890123工号：124；职工姓名：李四；职工电话：67543210工号：125；职工姓名：张三；职工电话：65467890工号：123；职工工资：2230元；职工电话：62345000工号：124；职工工资：3500元；职工电话：67543210工号：125；职工工资：2400元；职工电话：65467890职工档案文件职工工资文件冗余，且可能不一致1.1.3数据库系统管理阶段特点：①数据结构化（考虑整个组织的数据结构）②数据由DBMS管理和控制③数据共享性高、冗余度低、易扩充④数据独立性高⑤高度的数据控制能力时间：20世纪60年代后期-----注意：数据结构化是数据库系统与文件系统的根本区别。1.1.3数据库系统管理阶段DBMS提供的数据控制能力：①数据的安全性保护②数据的完整性检查（数据的正确性、有效性、相容性）③并发控制④数据库恢复1.1.3数据库系统管理阶段DatabaseManagementSystem数据库管理系统应用程序1应用程序2…应用程序nDBMS数据库数据与应用程序之间的关系1.2数据库系统概述一、数据概念：描述事物的符号记录称为数据。数据是数据库中存储的基本对象数据的种类包括：数字、文字、图形、图像、声音二、数据库概念：存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。用户数据库应用DBMS数据库1.2数据库系统概述三、数据库管理系统(DBMS)1、概念位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。1.2数据库系统概述是数据库系统中管理数据的软件系统。2、数据库管理系统的功能：1）数据定义功能DBMS提供数据定义语言DDL，用户通过它可以对数据库中的对象进行定义。DDL——DataDefinitionLanguage例如：定义数据库的三级结构；定义数据的完整性、安全控制等约束。1.2数据库系统概述2、数据库管理系统的功能：2）数据组织、存储和管理DBMS要分类组织、存储和管理各种数据，包括：数据字典、用户数据、数据的存储路径等。提供多种存取方法来提高存取效率（索引查找、Hash查找、顺序查找等）。1.2数据库系统概述2、数据库管理系统的功能：3）数据操纵功能通过DBMS提供的数据操纵语言DML,用户可以使用DML操纵数据实现对数据的基本操作。操作包括查询、插入、修改和删除等。DML——DataManipulationLanguage1.2数据库系统概述2、数据库管理系统的功能：4）数据库的事务管理和运行管理数据库的建立、运用和维护由DBMS统一管理、统一控制，以保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。1.2数据库系统概述2、数据库管理系统的功能：5）数据库的建立和维护功能它包括数据库中数据的输入、转换功能，数据库的转储、恢复功能，数据库的性能监视、分析功能等。1.2数据库系统概述2、数据库管理系统的功能：6）其他功能包括：DBMS与网络中其他软件系统的通信功能；一个DBMS与另一个DBMS或文件系统的数据转换功能；异构数据库之间的互访和互操作功能等。1.2数据库系统概述四、数据库系统1、概念是指在计算机系统中引入数据库后的系统。2、组成：由数据库、DBMS、应用系统、数据库管理员和用户五部分组成。1.2数据库系统概述数据库系统的组成硬件操作系统DBMS，数据库应用开发工具软件应用系统PB,VB,VCDELPHIOracle,Db2,Sybase,SQLServer,Informix用户1…..用户n数据库系统应用实例财务管理系统航空售票系统图书管理系统教务管理系统超市业务系统库存管理系统销售管理系统习题：1.下列四项中，不属于数据库特点的是()A.数据共享B.C.数据冗余很高D.数据独立性高2.下列四项中说法不正确的是()A.数据库减少了数据冗余B.数据库中的数据可以共享C.数据库避免了一切数据的重复D.数据库具有较高的数据独立性答案：1、C2、C1.3数据模型一、什么是数据模型？数据模型就是现实世界的模拟，是对现实世界数据特征的抽象。了解数据模型的基本概念是学习数据库的基础。注意：数据模型是数据库系统的核心和基础。1.3.1两类数据模型二、数据模型的种类概念模型、逻辑模型、物理模型三、数据模型的划分（根据模型应用的不同目的）第一类：概念模型（或称信息模型）按用户的观点对数据和信息建模主要用于数据库设计第二类：逻辑模型和物理模型三、数据模型的划分（根据模型应用的不同目的）第二类：逻辑模型和物理模型1）逻辑模型：按计算机系统的观点对数据建模用于DBMS的实现。2）物理模型：对数据最底层的抽象面向计算机系统。1.3.1两类数据模型信息世界概念模型（实体和属性）数据（机器）世界某一DBMS支持的数据模型（记录和数据项）现实世界（事物）认识抽象转换数据模型：是从信息世界到机器世界的转换。这种模型是面向数据库中数据逻辑结构的。概念模型：用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象。1.3.1两类数据模型现实世界信息世界机器世界事物（个体）实体记录Record特性属性字段Field事物（全体）实体集文件File1.3.1两类数据模型1.3.2概念模型1、信息世界中的几个基本概念：（P14）实体：客观存在并相互区别的事物。实体集：同一类型实体的集合。属性：实体所具有的特性。关键字：能唯一标识实体的属性或属性集。也称键或码域：属性的取值范围称为该属性的域。实体型：用实体名及其属性名描述同一类实体为实体型。联系：在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。1.3.2概念模型2、实体间的联系注意：是指不同实体集之间的联系。两个实体型之间的联系分为以下三类：1:1一对一联系1:n一对多联系m:n多对多联系1.3.2概念模型1）1对1联系领导系主任系11实体集(型)A联系名11实体集(型)B1.3.2概念模型2）1对多联系包括班级学生1N联系名1n实体集(型)A实体集(型)B1.3.2概念模型3）多对多联系课程号选课学生课程MN学号姓名性别学分课程名成绩联系名mn实体集(型)A实体集(型)B1.3.2概念模型4）单个实体型内的联系领导职工1联系名1n实体集(型)An同一个实体集内的各实体之间也可以存在一对一、一对多、多对多的联系。1.3.2概念模型5）两个以上实体型之间的联系:一门课程可由多名教员讲，一个教员只能讲一门课,一个课程可使用一本参考书，一本参考书只能由一门课使用.课程参考书讲授1m使用11教员两个以上的实体型之间也存在一对一、一对多、多对多的联系。1.3.2概念模型3、概念模型的表示方法实体—联系方法：该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型。E-R方法也称为E-R模型。E-R图提供了表示实体型、属性和联系的方法：实体型：矩形表示属性：椭圆表示联系：菱形表示421.3.2概念模型431.3.2概念模型441.3.2概念模型451.3.2概念模型461.3.2概念模型471.3.2概念模型481.3.2概念模型491.3.2概念模型1.3.2概念模型50习题：1、学生社团可以接纳多名学生参加，但每个学生只能参加一个社团，从社团到学生之间的联系类型是()A.多对多B.一对一C.多对一D.2、储蓄所有多个储户，一个储户可以在多个储蓄所存取款，储蓄所和储户之间的联系类型是：A.多对多B.一对一C.多对一D.一对多答案：1、D2、A1.3.3数据模型的组成要素数据模型是严格定义的一组概念的集合。这些概念精确地描述系统的：静态特性、动态特性、完整性约束条件。1、数据模型的组成（数据模型三要素）：数据结构、数据操作和数据完整性1.3.3数据模型的组成要素A.数据结构（静态特性的描述）描述数据库的组成对象以及对象之间的联系。数据结构类型：层次、网状、关系结构等B.数据操作（动态特性的描述）对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作的集合。-查询和更新(包括删除、插入、修改）-含义、操作符号、操作规则(如优先级别)、实现操作的语言C.数据完整性：是一组完整性规则2、数据模型的种类最常用的逻辑数据模型（前四种）：层次模型(HierarchicalModel)(树)网状模型(NetworkModel)(图)关系模型(RelationalModel)(表)面向对象模型(ObjectOrientedModel）是DBMS使用最多的一种数据模型1.3.4最常用的数据模型非关系模型1）层次模型特点：(1)有一个根结点。(2)其他结点有且只有一个双亲。(3)上一层和下一层记录类型间联系是1:NABCD注意：层次数据库系统只能处理一对多的实体联系1.3.4最常用的数据模型2）网状模型特点：（1）有一个以上的结点没有双亲（2）结点可以有多于一个的双亲能表示实体之间的多种复杂联系。ACEBD1.3.4最常用的数据模型1.4数据库系统结构从数据库管理角度看，数据库系统通常采用三级模式结构（数据库管理系统内部的体系结构）。在这种模式下，形成两级映像，实现数据的独立性。1.4.2数据库系统的三级模式结构1.4.2数据库系统的三级模式结构1.模式1.4.2数据库系统的三级模式结构1.模式1.4.2数据库系统的三级模式结构2.外模式1.4.2数据库系统的三级模式结构2.外模式1.4.2数据库系统的三级模式结构2.外模式1.4.2数据库系统的三级模式结构3.内模式数据库系统的三级模式是对数据库中数据的三级抽象。用户之所以可以不考虑数据的物理存储细节，是因为数据库系统在这三级模式的结构中，提供了两级映像。两级映像：外模式/模式映像模式/内模式映像1.4.3两级映像功能与数据独立性1.4.3两级映像功能与数据独立性1.外模式/模式映像1.4.3两级映像功能与数据独立性1.外模式/模式映像1.4.3两级映像功能与数据独立性2.模式/内模式映像1.4.3两级映像功能与数据独立性2.模式/内模式映像DBMS内模式模式外模式3外模式2外模式1应用A应用E应用B应用C应用D外模式/模式映像模式/内模式映像注意弄懂以上两对名词