数据库应用基础

2020/6/221教学内容：数据库应用基础学习重点：数据库结构和数据模型学习难点：数据库结构和查询方法2020/6/222•11.1数据库概述•11.2数据模型•11.3关系数据库•11.4数据库系统的设计11.5SQL语言中的数据操作2020/6/223数据库基本概念及发展常见的数据库管理系统数据库系统的分类11.1数据库概述2020/6/224身边的数据库应用超市销售系统铁路售票系统图书馆管理系统银行业务系统学校教学管理系统……能列出哪些管理需要大批量数据吗？2020/6/225人工管理文件系统数据库系统数据管理技术的发展2020/6/226应用程序1应用程序2应用程序n数据组1数据组2数据组n人工管理阶段学生处教务处人事处学生信息数据集课程信息数据集教师信息数据集特点:数据不保存在计算机内。没有专用的软件对数据进行管理。只有程序的概念，没有文件的概念。一组数据对应一个程序。2020/6/227应用程序1应用程序2应用程序n数据组1数据组2数据组n文件管理系统问题：数据冗余与数据不一致数据结构的不一致不能反映现实世界事物间联系文件管理阶段（50后期-60中期）2020/6/228应用程序1应用程序2应用程序n数据库数据库管理系统数据库管理阶段（60后期-）优点：实现数据共享减少数据的冗余度数据的一致性和完整性好数据和程序之间的独立性好有较高的数据安全性并发控制性好实现数据库恢复2020/6/229数据库基本概念数据（Data）是数据库中存储的基本对象。例如：文字、图形、图像、语音等。数据库（DB,Database）是长期存储在计算机内，有组织的，可共享的数据的集合。2020/6/2210数据库系统（DatabaseSystem，简记为DBS）是采用数据库技术的计算机系统。一般由计算机软硬件系统、数据库、数据库管理系统及用户组成。数据库系统（DBS）2020/6/2211•数据库系统(DBS)一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员和用户构成；–应用系统：针对某一具体应用而设计的面向用户的软件系统，建立在DBMS基础上，具有良好的交互操作性和用户界面；–用户：具体操作应用系统，进行业务活动的人员；–数据库管理员：全面负责数据库系统的管理、维护和正常使用的的专门人员。2020/6/2212硬件DS操统BM编译系统工具应系用统作系2020/6/2213数据结构化且统一管理数据冗余度小具有较高的数据独立性数据的共享性好数据控制功能强数据库系统的特点2020/6/2214是使用户可以定义、创建和维护数据库以及提供数据库有限制访问的软件系统。负责对数据库的数据进行统一的管理和控制。（VF、Access）数据库管理系统是位于用户与操作系统之上的一层数据管理软件。数据库管理系统（DBMS）2020/6/2215数据库基本概念•数据•数据库•数据库管理系统•数据库系统数据（Data）是数据库中存储的基本对象。数据库（DB,Database）是长期存储在计算机内，有组织的，可共享的数据的集合。数据库系统（DatabaseSystem，简记为DBS）是采用数据库技术的计算机系统。简称DBMS，是使用户可以定义、创建和维护数据库以及提供数据库有限制访问的软件系统。2020/6/2216数据库基本概念及发展常见的数据库管理系统数据库系统的分类11.1数据库概述2020/6/2217常见的数据库管理系统目前有许多数据库产品，如Oracle、Sybase、Informix、MicrosoftSQLServer、MicrosoftAccess、VisualFoxPro等产品各以自己特有的功能，在数据库市场上占有一席之地。Oracle数据库管理系统Sybase数据库管理系统（铁路系统）Informix数据库管理系统（银行系统）MicrosoftSQLServer数据库管理系统MicrosoftAccess数据库管理系统2020/6/2218Oracle数据库管理系统•Oracle是一个最早商品化的关系型数据库管理系统，也是应用广泛、功能强大的数据库管理系统。•Oracle作为一个通用的数据库管理系统，不仅具有完整的数据管理功能，还是一个分布式数据库系统，支持各种分布式功能，特别是支持Internet应用。•作为一个应用开发环境，Oracle提供了一套界面友好、功能齐全的数据库开发工具。•Oracle使用PL/SQL语言执行各种操作，具有可开放性、可移植性、可伸缩性等功能。2020/6/2219Oracle公司国籍：美国中文名：甲骨文公司Oracle公司（甲骨文公司）是世界上最大的企业软件公司，向遍及145多个国家的用户提供数据库、工具和应用软件以及相关的咨询、培训和支持服务。甲骨文公司总部设在美国加利福尼亚州的红木城，1989年正式进入中国。公司网站:•MicrosoftSQLServer是一种典型的关系型数据库管理系统，可以在许多操作系统上运行，它使用Transact-SQL语言完成数据操作。•由于MicrosoftSQLServer是开放式的系统，其它系统可以与它进行完好的交互操作。•目前最新版本的产品为MicrosoftSQLServer2008，它具有可靠性、可伸缩性、可用性、可管理性等特点，为用户提供完整的数据库解决方案。2020/6/2221MicrosoftAccess•作为MicrosoftOffice组件之一的MicrosoftAccess是在Windows环境下非常流行的桌面型数据库管理系统。•使用MicrosoftAccess无需编写任何代码，只需通过直观的可视化操作就可以完成大部分数据管理任务。•可以与Word、Excel等办公软件进行数据交换和共享，并且通过对象链接与嵌入技术在数据库中嵌入和链接声音、图像等多媒体数据。2020/6/2222数据库基本概念及发展常见的数据库管理系统数据库系统的分类11.1数据库概述2020/6/2223数据库系统的分类•单用户数据库系统•集中式结构的数据库系统•分布式结构的数据库系统•客户/服务器结构（C/S结构）的数据库系统2020/6/2224•单用户数据库系统特点：整个数据库系统都在一台计算机上，由一个用户独占，不同机器不能共享数据。2020/6/2225•集中式（或主从式）结构的数据库系统特点：集中管理，安全性好。但在数据量很大时，容易导致主机开销过大，另外一个数据库服务器要为众多的客户服务，往往容易成为瓶颈，制约系统的性能。2020/6/2226•分布式数据库系统在该结构中，数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但物理地分布在计算机网络的不同结点上，通过网络互连，共同组成一个完整的数据库。独立----网络中的每个结点都有一份DBMS的完整复制副本，可以独立处理本地数据库中的数据，执行局部应用；同时也可以同时存取和处理多个异地数据库中的数据，执行全局应用。易扩充，可靠性高----但实现代价高，数据分布在不同的服务器上，从而给数据的处理、管理与维护带来困难，而且进行数据库远程访问时会受到网络流量的制约。2020/6/2227•客户/服务器结构（C/S结构）•在客户／服务器结构中，客户端的用户请求被传送到数据库服务器，数据库服务器进行处理后，只将结果返回给用户(而不是整个数据)，从而显著减少了网络上的数据传输量，提高了系统的性能、吞吐量和负载能力。2020/6/2228客户机客户机服务器客户机……网络客户/服务器系统的一般结构图功能分布:一些功能放在客户机(前端机)上运行，另一些功能则放在服务器(后端机)上执行。2020/6/2229•比较区别：–集中式和分布式结构中，每个数据节点都是既执行DBMS功能，又执行应用程序。–在C/S结构中把DBMS和应用功能分开了。–优点：数据库开放性好，可移植性强，软件维护费用小。–缺点：数据的处理、管理和维护比较困难。2020/6/2230•11.1数据库概述•11.2数据模型•11.3关系数据库•11.4数据库系统的设计11.5SQL语言中的数据操作2020/6/2231数据的描述数据模型概念模型结构化数据模型11.2数据模型E-R图1.层次模型2.网状模型3.关系模型4.面向对象模型2020/6/2232数据描述现实世界信息世界计算机世界（DBMS支持的数据模型）对信息进行收集、分类和抽象对信息进行加工转换，对信息数据化数据描述的三个阶段非孤立相互联系的，又带有个性特征用文字图形和符号表示数据世界2020/6/2234对象的抽象过程数据模型是什么样的？按应用目的不同分为两类：•概念(信息)模型：按用户的观点对数据和信息建模。•数据模型：按计算机系统的观点对数据建模。2020/6/2235数据描述与数据模型•在数据库理论中引如了3个世界假设的概念：–现实世界–信息世界–计算机世界•数据模型就是对世界的模拟。•根据模型应用的不同目的，分为两个层次：–概念模型–结构化数据模型2020/6/2236数据的描述数据模型概念模型结构化数据模型11.2数据模型E-R图1.层次模型2.网状模型3.关系模型4.面向对象模型2020/6/2237对象的抽象过程2020/6/2238•概念模型用于信息世界的建模。•概念模型独立于某一DBMS支持的数据模型；•概念模型可以转换为计算机上某一DBMS支持的特定数据模型；•相对数据模型更接近现实世界。信息世界中的数据描述方式概念模型2020/6/2239信息世界中的基本概念：实体：客观存在并可相互区分的事物属性：实体所具有的特性码/键/关键字：唯一标识实体的属性集域：某个属性的取值范围实体型：用实体名及其属性名集合描述同类实体实体集：同型实体的集合联系：实体之间及其内部的联系2020/6/2240两个实体型之间的联系可以分为三类：•一对一联系(1:1)•一对多联系(1:n)•多对多联系(m:n)ABABAB1:11:nm:n2020/6/2241概念模型的表示方法1976年，P.S.Chen提出实体-联系方法（Entity-Relationship），简称E-R方法。2020/6/2243E-R图的基本成分•实体：用矩形表示，矩形框内写明实体名。•属性：用椭圆形表示，椭圆内写上联系名，并用无向边将其与相应的实体连接起来。•联系：用菱形表示，菱形内写上联系名，并用无向边将其与相应的实体连接起来，并在无向边旁标上联系的类型。2020/6/2244成绩课程C课程号教师名课程名学生S学号年龄姓名性别选课scMNE-R图2020/6/22452020/6/2246例题：用如下数据完成一个E-R图。要求学生和课程之间有联系：选修。教师和课程之间有联系：教授•实体：学生，拥有属性：学号，姓名，性别•实体：课程，拥有属性：代号，名称•实体：教师，拥有属性：工号，姓名，性别2020/6/2247ER图属性与实体的确定方法：•应按具体情况而定。但属性较简单，如果能用属性时就尽量用属性，但注意属性应不能再用其它的属性来修饰，且不能与其它实体集或属性再发生联系。•当属性仍有属性时，则应该把原属性作为独立的实体来建立联系。2020/6/2248数据的描述数据模型概念模型结构化数据模型11.2数据模型1.层次模型2.网状模型3.关系模型4.面向对象模型2020/6/2249对象的抽象过程结构化数据模型分类2020/6/2250字段：标记实体属性的命名单位称为字段。记录：字段的有序集合称为记录，一般一个记录描述一个实体。文件：同一类记录的集合称为文件，文件是用来描述实体集的。关键字：能够唯一标识文件中每个记录的字段或字段集称为关键字。计算机世界中的数据描述形式数据模型2020/6/2251信息世界计算机世界实体记录属性字段实体集文件实体标识符关键字计算机世界和信息世界术语的对应关系2020/6/2252现实世界