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AnIntroductiontoDatabaseSystenm数据库基础知识AnIntroductiontoDatabaseSystenm2.1四个基本概念数据(Data)数据库(Database)数据库管理系统(DBMS)数据库系统(DBS)AnIntroductiontoDatabaseSystenm一、数据数据(Data)是数据库中存储的基本对象数据的定义描述事物的符号记录数据的种类数字、文字、图形、图象、声音数据的特点数据与其语义是不可分的AnIntroductiontoDatabaseSystenm数据举例学生档案中的学生记录（李明，男，1972，江苏，计算机系，1990）数据的形式不能完全表达其内容数据的解释语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间解释：李明是个大学生，1972年出生，江苏人，1990年考入计算机系AnIntroductiontoDatabaseSystenm二、数据库（举例）学生登记表学号姓名年龄性别系名年级95004王小明19女社会学9595006黄大鹏20男商品学9595008张文斌18女法律学95………………AnIntroductiontoDatabaseSystenm数据库(续)人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后，应将其保存起来以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息数据库的定义数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合AnIntroductiontoDatabaseSystenm数据库(续)数据库的特征数据按一定的数据模型组织、描述和储存可为各种用户共享冗余度较小数据独立性较高易扩展AnIntroductiontoDatabaseSystenm三、数据库管理系统什么是DBMS数据库管理系统（DatabaseManagementSystem，简称DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。DBMS的用途科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据AnIntroductiontoDatabaseSystenmDBMS的主要功能数据定义功能提供数据定义语言(DDL)定义数据库中的数据对象数据操纵功能:提供数据操纵语言(DML)操纵数据实现对数据库的基本操作(查询、插入、删除和修改)AnIntroductiontoDatabaseSystenmDBMS的主要功能数据库的运行管理保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用发生故障后的系统恢复数据库的建立和维护功能(实用程序)数据库数据批量装载数据库转储介质故障恢复数据库的重组织性能监视等AnIntroductiontoDatabaseSystenm四、数据库系统什么是数据库系统数据库系统（DatabaseSystem，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。数据库系统的构成由数据库及其硬件支持系统、数据库管理系统（及其开发工具）、操作系统、应用系统、数据库管理员（和用户）构成。AnIntroductiontoDatabaseSystenm2.2数据管理技术的产生和发展什么是数据管理对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题数据管理技术的发展过程人工管理阶段(40年代中--50年代中)文件系统阶段(50年代末--60年代中)数据库系统阶段(60年代末—80年代中)高级数据库技术阶段(80年代末—现在)AnIntroductiontoDatabaseSystenm数据管理技术的产生和发展(续)数据管理技术的发展动力应用需求的推动计算机硬件的发展计算机软件的发展AnIntroductiontoDatabaseSystenm一、人工管理时期40年代中--50年代中产生的背景应用需求科学计算硬件水平无直接存取存储设备软件水平没有操作系统AnIntroductiontoDatabaseSystenm人工管理(续)特点数据的管理者：应用程序，数据不保存。数据面向的对象：某一应用程序数据的共享程度：无共享、冗余度极大数据的独立性：不独立，完全依赖于程序数据的结构化：无结构数据控制能力：应用程序自己控制AnIntroductiontoDatabaseSystenm应用程序与数据的对应关系(人工管理)应用程序１数据集１应用程序２数据集２应用程序ｎ数据集n...…...…AnIntroductiontoDatabaseSystenm二、文件系统时期50年代末--60年代中产生的背景应用需求科学计算、管理硬件水平磁盘、磁鼓软件水平有文件系统AnIntroductiontoDatabaseSystenm文件系统(续)特点数据的管理者：文件系统，数据可长期保存数据面向的对象：某一应用程序数据的共享程度：共享性差、冗余度大数据的结构化：记录内有结构,整体无结构数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序数据控制能力：应用程序自己控制AnIntroductiontoDatabaseSystenm应用程序与数据的对应关系(文件系统)应用程序１文件１应用程序２文件2应用程序ｎ文件n存取方法...…...…AnIntroductiontoDatabaseSystenm三、数据库系统时期60年代末-80年代中产生的背景应用背景大规模管理硬件背景大容量磁盘软件背景有数据库管理系统AnIntroductiontoDatabaseSystenm数据库系统(续)特点数据的管理者：DBMS数据面向的对象：现实世界数据的共享程度：共享性高数据的独立性：高度的物理独立性和一定的逻辑独立性数据的结构化：整体结构化数据控制能力：由DBMS统一管理和控制AnIntroductiontoDatabaseSystenm应用程序与数据的对应关系(数据库系统)DBMS应用程序1应用程序2数据库…AnIntroductiontoDatabaseSystenm四、高级数据库技术时期80年代末以来产生的背景应用背景微型计算机和计算机网络硬件背景大容量磁盘软件背景新型数据库出现并成熟AnIntroductiontoDatabaseSystenm2.3数据模型数据模型分成两个不同的层次(1)概念模型也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。(2)数据模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。AnIntroductiontoDatabaseSystenm数据模型(续)客观对象的抽象过程---两步抽象现实世界中的客观对象抽象为概念模型；把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。AnIntroductiontoDatabaseSystenm※概念模型1.概念模型2.信息世界中的基本概念3.概念模型的表示方法AnIntroductiontoDatabaseSystenm1.概念模型概念模型的用途概念模型用于信息世界的建模是现实世界到机器世界的一个中间层次是数据库设计的有力工具数据库设计人员和用户之间进行交流的语言对概念模型的基本要求较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识简单、清晰、易于用户理解。AnIntroductiontoDatabaseSystenm2.信息世界中的基本概念(1)实体（Entity）客观存在并可相互区别的事物称为实体。可以是具体的人、事、物或抽象的概念。(2)属性（Attribute）实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。(3)码（Key）唯一标识实体的属性集称为码。AnIntroductiontoDatabaseSystenm信息世界中的基本概念(续)(4)域（Domain）属性的取值范围称为该属性的域。(5)实体型（EntityType）用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型(6)实体集（EntitySet）同型实体的集合称为实体集AnIntroductiontoDatabaseSystenm信息世界中的基本概念(续)(7)联系（Relationship）现实世界中事物内部以及事物之间的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AnIntroductiontoDatabaseSystenm两个实体型间的联系实体型1联系名实体型2111:1联系实体型1联系名实体型2mnm:n联系实体型1联系名实体型21n1:n联系AnIntroductiontoDatabaseSystenm两个实体型间的联系一对一联系如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系。记为1:1。实例班级与班长之间的联系：一个班级只有一个正班长一个班长只在一个班中任职AnIntroductiontoDatabaseSystenm两个实体型间的联系(续)一对多联系如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对多联系记为1:n实例班级与学生之间的联系：一个班级中有若干名学生，每个学生只在一个班级中学习AnIntroductiontoDatabaseSystenm两个实体型间的联系(续)多对多联系（m:n）如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体（m≥0）与之联系，则称实体集A与实体B具有多对多联系。记为m:n实例课程与学生之间的联系：一门课程同时有若干个学生选修一个学生可以同时选修多门课程AnIntroductiontoDatabaseSystenm3.概念模型的表示方法概念模型的表示方法很多实体－联系方法(E-R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AnIntroductiontoDatabaseSystenmE-R图实体型用矩形表示，矩形框内写明实体名。学生教师AnIntroductiontoDatabaseSystenmE-R图(续)属性用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来学生学号年龄性别姓名AnIntroductiontoDatabaseSystenmE-R图(续)联系联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或m:n）联系的属性：联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来AnIntroductiontoDatabaseSystenm联系的表示方法实体型1联系名实体型2111:1联系实体型1联系名实体型2mnm:n联系实体型1联系名实体型21n1:n联系AnIntroductiontoDatabaseSystenm联系的表示方法(续)实体型1联系名mn同一实体型内部的m:n联系实体型1联系名实体型21m多个实体型间的1:n联系实体型3nAnIntroductiontoDatabaseSystenm联系的表示方法示例班级班级-班长班长111:1联系课程选修学生mnm:n联系班级组成学生1n1:n联系AnIntroductiontoDatabaseSystenm联系的表示方法示例(续)职工领导1n同一实体型内部的1:n联系课程讲授教师1m多个实体型间的1:n联系参考书nAnIntroductiontoDatabaseSystenm联系属性的表示方法课程选修学生mn成绩AnIntroductiontoDatabaseSystenm※常用结构数据模型非关系模型层次模型（HierarchicalModel）网状