《基本概念及ER》PPT课件.ppt

项目一 认识学生管理数据库 1.1 数据库理论的发展 如何管理大量的、持久的、共享的数据？ 人工管理阶段 文件管理系统 数据库管理系统 1.人工管理阶段(20世纪50年代中期以前) 这时计算机的应用还不是很广，主要用于科学计算。没有直 接存取的设备，没有操作系统及管理数据的软件。 特点: a.数据不长期保存，随时用随时输入； b.系统中没有对数据进行管理的软件;数据 由应用程序管理； c. 数据不能共享，与应用程序是一体的； d.由应用程序管理数据，数据是面向程序的 ，数据不具有独立性; 1.人工管理阶段(20世纪50年代中期以前) 这时计算机的应用还不是很广，主要用于科学计算。没有 直接存取的设备，没有操作系统及管理数据的软件。 2.文件管理阶段(20世纪50年代后期至60年代中期)，出 现了磁盘等直接存取设备。软件上出现了专门的管 理数据的软件。 特点: a.程序与数据有了一定的独立性; b.程序和数据分开存储，有了程序文件和数据文件的区别; c.数据文件可以长期保存 但是 a.数据冗余度大， b.缺乏数据独立性。 d.不支持并发访问,如一个excel文件只能一人打开修改。 e.无安全控制功能。 学生管理学生选课管理 应用程序A1 学生信 息文件 F1 课程信 息文件 F2 学生选课 信息文件 F3 应用程序A2 3数据库系统阶段（20世纪60年后期以后） a. 数据库技术能有效的管理和存取大量的数据，避免了以 上两阶段的缺点，实现数据共享，减少数据冗余；采用 特定的数据模型；具有较高的数据独立性；有统一的数 据管理和控制功能。 b.数据库系统又经历了三个阶段：网状数据库、层次数据库和 关系数据库。 c.桌面型关系数据库: FoxBase、Visual Foxpro 、Access等 d.大型关系数据库管理系统有: SQL Server、DB2、Oracle、Sybase、Informix等。 3、数据库系统阶段 应用程序A1 学生管理 学生有 关的数 据 应用程序A2 学生选 课管理 数据库 管理系 统 1.2 几个基本概念 数据、数据库、数据库管理系统概念 数据 1.数据 数据：能够在计算机中存贮的用于描述事物的记录 符号 它包括两个方面： 一是描述事物特性的数据内容 二是存储在某种媒体上的数据形式 数据处理是指将数据转换成信息的过程。 2、数据处理 数据处理实际上就是利用计算机对各种形式的数据进 行处理。 数据处理的目的是从大量的、原始的数据中抽象和推 导出对人们有价值的信息以作为行动和决策的依据。 数据处理信息 3、数据与信息 数据：可以从中得出结 论的原始资料。可以据 此得出新事实的论据。 数据是信息的载体，是 信息的具体表现形式。 信息：知识、才智、有 特定意义或作用的一条 特殊数据。信息通常是 对数据进行结合、比较 与计算的结果。 以测试成绩为例：如 果一个班级中的每名学 生都收到一个数值分数 ，则通过这些分数可以 计算出班级平均分数。 然后通过班级平均分数 又可以计算出学校的平 均分数。数据库软件可 以将记录/存储的数据和 统计数据转换成有用的 信息。 数据：每名学生的测试分数 都是一条数据。 信息：班级的平均分数或学 校的平均分数。 3、数据与信息 数据库 数据库（DataBase 简称DB）是按一定组织结构存 贮在计算机中相关数据的集合。它不仅包括数据本 身，而且还包括相关事物间的联系。 数据库可以被多个用户、多个应用程序共享。 对数据的增加、删除、修改和检索由系统软件统一 进行。 数据库通常由数据库管理员(DBA) 进行管理。 数据库 3. 数据库管理系统 数据库管理系统(DataBase Management System , 简称DBMS)是在操作系统的支持下为用户提供数据 库建立、数据操纵、数据库维护的管理软件。它有 以下几个功能： 1）数据定义 2）数据操纵功能 3）数据库的运行管理 4）数据库的建立与维护功能 4数据库与应用系统的关系 信息系统=软件+数据库 数据库 用户 应用系统 应用开发工具 操作系统 应用程序员 数据库管理员 DBA 负责数据库的 规划、设计、 协调、维护和 管理等工作 DBMS 管理数据库 的系统软件; 是数据库系 统的核心。 指以数据库 为基础的应 用程序 1.2 数据模型 理解本内容有助于全面了解 现代数据库系统的结构和功 能，也有利于后续章节的学 习。 数据库的生命周期 设计 可用性 维护 部署 分析 信息 收集 试运行 生命周期 需求分析；（目的） 概念模型设计；（ER图） 逻辑结构设计；（关系模式） 物理结构设计；（在数据库上建表） 数据库实施，维护 1数据库设计过程 学生选课 实体 ： 实例 ： 李刚 张三 SQL Java 属性 ： 学生 课 学生 课 姓名 学号 性别 课程号 课程名 学分 实体由一组属性描述 唯一标识符（用以区分实体） 学习 mn E-RE-R模型模型 2 概念模型设计-（E-R图的设计） 概念模型： 是数据库的全局数据的描述，是数据库 管理员所看到的实体、实体属性和实体 间的联系。 实体是具有公共性质的可相互区别的现实世界对 象的集合。实体可以是具体的，也可以是抽象的概念 或联系。 实体中的每个具体的记录值（一行数据），比如 学生实体中的每个具体的学生，我们称之为实体的一 个实例。 学生、杯子 电脑、门 实体 实体与实例 实体与实例 实体与实例 一只达尔马提亚犬、一只暹罗猫、一头牛等都是动物 的实例 一辆敞篷汽车、一辆轿车、一辆旅行车都是汽车的实 例 实体有很多 有些实体有很多实例；而有些实体只有几个实例 实体可以是： 有形的，例如人物或商品 无形的，如技术级别 活动，如音乐会 实体与实例 犬是实例还是实体？ 如果着眼于动物的不同种类，则动物应是实体，而 犬、猫、马等是实例 但是如果我们经营饲养犬类的业务呢？我们需要保 存许多不同品种的犬（而不是其它动物种类）的数 据 对于犬饲养者来说，将犬作为实体似乎更为自然， 而梗类犬、狮子犬、拉布拉多猎犬则为实例 属性 什么是属性？ 像实体一样，属性用于表示一些对业务活动 很重要的信息。 一个属性就是一项特定的信息，它用来： 描述一个实体 量化一个实体 限定一个实体 为实体分类 指定一个实体 一个属性只有一个值。 属性 属性具有值。属性值可以是数 字、字符串、日期、图像、音 频等。这些被称为“数据类型 ”或“格式”。每个属性都有 一种数据类型。 属性是单值的。对于 实体的每个实例，每 个属性只有一个值。 属性值时常变化,称 为易失属性。 属性值几乎不变为非 易失属性。 必须具有值的属性称 为必需属性。 可以有值，也可以为 空的属性是可选属性 标识符 任何实体都具有一个唯一标识符(UID)。 UID 是一个属性或多个属性的组合，用于区别不同 的歌曲。 如何在全部歌曲中找到一首特定的歌曲？歌曲的唯 一标识符是什么？ 以教室中的所有学生为例。使用几个特性或属性来 描述每名学生。通过哪个或哪些属性可以将一名学 生与其他学生区别开来？ 这就是学生的UID。 小结 术语 本课中使用的主要术语包括： 实体 实例 无形的 有形的 属性 数据类型 Null 单值 唯一标识符(UID) 小结 在本课中，您应该已经学会： 定义实体并列举相应示例 区别实体与实体的实例 说出给定实体的属性并进行描述 区别属性与属性值 区别必需属性与可选属性、易变属性与非易变属性 为实体选择一个唯一标识符(UID) 并说明理由 联系 实体间的对应关系称为联系 实体间联系的种类是指一类实体中可能出现的每一个 实体与另一类实体中多少个具体实体存在联系 联系可以归结为三种类型：一对一联系、一对多联系 、多对多联系 联系三种类型的 E-R模型 E-R图有三个要素： （1）实体：用矩形表示实体，矩形内标注实体名称 （2）属性：用椭圆表示属性，椭圆内标注属性名称 。并用连线与实体连接起来。 （3）实体之间的联系：用菱形表示，菱形内注明联 系名称，并用连线将菱形框分别与相关实体相连， 并在连线上注明联系类型。 下面用E-R图来表示的概念模型示例 E-R图的建立方法：先确定实体和联系，再确定 实体和联系的属性，最后在唯一标识符属性下划 横线。 一对一联系 妻子與丈夫 丈夫ID 妻子姓名妻子ID丈夫姓名妻子ID 11 一对多联系 課程教教師 教師ID 教師姓名 課程ID 課程名稱課程ID 1 M 多对多联系 課程 課程名稱課程ID 學生 学习 學生ID 學生姓名課程ID 學生ID MN E-R示例 E-R图练习1 有如下运动队和运动会两个方面的实体： 运动队方面 运动队：队名、教练姓名、队员姓名 队员：队名、队员姓名、性别、项名 其中，一个运动队有多个队员，一个队员仅属于一个运动队，一个队一 般有一个教练。 运动会方面 运动队：队编号、队名、教练姓名 项目：项目名、参加运动队编号、队员姓名、性别、比赛场地 其中，一个项目可由多个队参加，一个运动员可参加多个项目，一个项 目一个比赛场地。 请完成如下设计： 分别设计运动队和运动会两个局部-图。 将他们合并为一个全局-图。 合并时存在什么冲突，你是如何解决这些冲突的？ E-R图练习1解答 存在的冲突 1. 结构冲突：项目在两个局部 ER 图中，一个做多值属性，一个作实体； 2. 属性冲突：统一为实体；运动队在两个局部图里的结构不一致也需统一 。 3. 命名冲突。 E-R图练习1解答 存在的冲突 1. 结构冲突：项目在两个局部 ER 图中，一个做多值属性，一个作实体； 2. 属性冲突：统一为实体；运动队在两个局部图里的结构不一致也需统一 。 3. 命名冲突。 E-R图练习2 上海商业连锁集团需要建立信息系统。该系统中存在3 个实体集，一是“商店”实体集，属性有商店编号、商店 名、地址等；二是“商品”实体集，属性有商品号、商品 名、规格、单价等；三是“职工”实体集，属性有职工编 号、姓名、性别、业绩等。 商店与商品间存在“销售”联系，每个商店可销售多种商 品，每种商品也可以放在多个商店销售，每个商店销 售的一种商品有月销售量；商店与职工之间存在“聘用” 联系，每个商店有许多职工，每个职工只能在一个商 店工作，商店聘用职工有聘期和工资。 试画出E-R图。 E-R图练习2解答 E-R图作业1（学号为奇数同学） 海军某部要建立一个舰队信息系统，它包括如下两方面的信息： 1.舰队方面 舰队：舰队名称、基地地点 舰艇：编号、舰艇名称、所属舰队 2.舰艇方面 舰艇：舰艇编号、舰艇名、武器名称 武器：武器编号、武器名称、武器生产时间、舰艇编号 官兵：官兵证号、姓名、舰艇编号 其中，一个舰队拥有