单元一数据库基础理解能力.ppt

2019/7/9,1,数据库应用 四川信息职业技术学院,单元一：数据库基础理解能力,知识目标： 理解数据库的重要性，理解数据库数据、信息、数据库系统、数据库管理系统、数据模型、关系运算等含义。 能力目标： 1.基本掌握信息搜寻与分析能力。 2.进行传统关系运算的能力。,2019/7/9,2,数据库应用 四川信息职业技术学院,主要学习任务,任务1-1：数据库在企业的需求调查与分析 任务1-2：数据库基本术语的理解（DB、信息、DBMS、DBS） 任务1-3：数据模型的理解与应用 任务1-4：关系数据库及关系运算的理解,2019/7/9,3,数据库应用 四川信息职业技术学院,重点与难点,重点： DB、信息、DBS、DBMS、关系等理解，传统与专门关系运算。 难点： 关系运算,2019/7/9,4,数据库应用 四川信息职业技术学院,任务1-1：数据库在企业的需求调查与分析,为什么要学习数据库呢？ 比如学院教务管理系统、图书管理系统、QQ、超市管理系统都需要使用数据库。 任务要求： 1）三人一组，完成调查与分析，一人汇报其他人补充 2）通过网上、学校、社会调查数据库在实际工作的应用,2019/7/9,5,数据库应用 四川信息职业技术学院,任务1-1：数据库在企业的需求调查与分析,3）完成时间（课内+课外一周） 资料: 企业需求1 企业需求2 人才分析1 人才分析2,2019/7/9,6,数据库应用 四川信息职业技术学院,本课程学习目标及学习要求讲解,学习目标（具体见教学大纲） 通过本课程的学习，理解数据库的作用,领会其管理数据的重要性。 要求熟练掌握SQL中数据库、表的基本操作，能根据需要灵活应用查询，学会数据的恢复技术。最终能利用SQL开发网络应用软件。 学习要求及方法 认真搜集整理资料、做好笔记、熟练各项操作。 加强自学、相互讨论学习、注重观察、及时处理问题。,2019/7/9,7,数据库应用 四川信息职业技术学院,本课程学习方法及资源,自学听讲练习提问解答 资源： 1、教材及参考书 sql server2000实例教程，杨学全主编，电子工业出版社，2004年出版。 sql server2000数据库技术实用教程，岳国英主编，中国电力出版社，2005年出版 2、网上资源及精品课程网站,2019/7/9,8,数据库应用 四川信息职业技术学院,任务1-2：数据库基本术语的理解,什么是数据库呢？ 任务要求： 1）理解信息、DB、DBS、DBMS的含义 2）了解数据处理发展过程,2019/7/9,9,数据库应用 四川信息职业技术学院,基本术语,数据（data）： 数据指描述事物的符号记录。文字、图形、图像、声音、学生的档案记录、货物的运输情况等都是数据。 信息（Information） 信息是关于现实世界事物的存在方式或运动状态的反映的综合，具体说是一种被加工为特定形式的数据，但这种数据形式对接收者来说是有意义的，而且对当前和将来的决策具有明显的或实际的价值。 数据是信息的符号表示或载体，信息则是数据的内涵，是对数据的语义解释。,2019/7/9,10,数据库应用 四川信息职业技术学院,数据库（database，简称DB） ： 数据库指长期存储在计算机内有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。 数据库管理系统（database management system，简称DBMS） 数据库管理系统指位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。数据库在建立、运用和维护时由数据库管理系统统一管理、统一控制。数据库管理系统使用户能方便地定义数据和操纵数据，并能够保证数据的安全性、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。,2019/7/9,11,数据库应用 四川信息职业技术学院,数据库系统（database system，简称DBS） 数据库系统指在计算机系统中引入数据库后构成的系统，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。,2019/7/9,12,数据库应用 四川信息职业技术学院,数据处理发展过程,1人工管理阶段 数据不保存 系统没有专用的软件对数据进行管理 每个应用程序都要包括数据的存储结构、存取方法、输入方式等，程序员编写应用程序时，还要安排数据的物理存储，因此程序员负担很重。 数据不共享 数据是面向程序的，一组数据只能对应一个程序。 多个应用程序涉及某些相同的数据时，也必须各自定义，因此程序之间有大量的冗余数据。 数据不具有独立性,2019/7/9,13,数据库应用 四川信息职业技术学院,2.文件系统阶段,特点如下： 数据以文件形式可长期保存下来 文件系统可对数据的存取进行管理 文件形式多样化 程序与数据间有一定独立性 由专门的软件即文件系统进行数据管理，程序和数据间由软件提供的存取方法进行转换，数据存储发生变化不一定影响程序的运行。 缺点： 数据冗余度大 数据独立性低 数据一致性差,2019/7/9,14,数据库应用 四川信息职业技术学院,3数据库系统阶段,目前关系数据库系统已逐渐淘汰了网状数据库和层次数据库，成为当今最流行的商用数据库系统。特点： 数据结构化。要求在描述数据时不仅描述数据本身，还要描述数据之间的联系。 数据共享性高、冗余度小、易扩充。冗余度是指数据重复的程度。 数据独立性高。包括物理独立性和逻辑独立性。 物理独立性是指当数据的物理存储改变时，应用程序不用改变。 逻辑独立性是指当数据的逻辑结构改变时，用户应哟功能持续不用改变。 统一的数据管理和控制。数据的安全性保护、完整性控制、数据库恢复、并发控制。,2019/7/9,15,数据库应用 四川信息职业技术学院,DBMS四方面的数据控制功能,a.数据的安全性（security）控制：防止不合法使用数据造成数据的泄露和破坏，保证数据的安全和机密； b.数据的完整性(integrity)控制：系统通过设置一些完整性规则以确保数据的正确性、有效性和相容性。 c.并发（concurrency）控制：多用户同时存取或修改数据库时，防止相互干扰而提供给用户不正确的数据，并使数据库受到破坏。 d.数据恢复（recovery）：当数据库被破坏或数据不可靠时，系统有能力将数据库从错误状态恢复到最近某一时刻的正确状态。,2019/7/9,16,数据库应用 四川信息职业技术学院,任务1-3：数据模型的理解与应用,数据是怎么组织管理的呢？ 信息的三个世界,2019/7/9,17,数据库应用 四川信息职业技术学院,1. 现实世界,现实世界就是客观存在的事物及其相互联系。 事物之间的联系是由事物本身的性质决定的。现实世界中的事物之间既有“共性”，又具有“个性”。 例如，学校的教学管理中涉及学生管理、教师管理及课程管理等。制作学生选修课程情况表，内容包括学号、姓名、课程名、选修课程类别等；制作教师授课安排表，内容包括教师号、课程名、授课类别、学时数等。这就是现实世界，是数据库设计者接触到的最原始的数据。,2019/7/9,18,数据库应用 四川信息职业技术学院,2.信息世界,信息世界，也称为概念世界，是现实世界在人们头脑中的反映，是对客观事物及其联系的一种抽象描述，即用数据来描述实现世界中的事物及其联系，是对现实世界的第一次抽象。其中，经过抽象描述的现实世界中的客观事物在信息世界中称为“实体”。,2019/7/9,19,数据库应用 四川信息职业技术学院,信息世界中的基本概念,实体（Entity） 客观存在并且可以相互区别的“事物”称为实体。 实体可以是可触及的对象，如一个学生，一本书，一辆汽车；也可以是抽象的事件，如一堂课，一次比赛等。 属性(Attributes) 实体的某一特性称为属性。如学生实体有学号、姓名、年龄、性别、系等方面的属性。 属性有“型“和“值”之分，“型“即为属性名，如姓名、年龄、性别是属性的型；“值”即为属性的具体内容，如（990001,张立，20，男，计算机）这些属性值的集合表示了一个学生实体。,2019/7/9,20,数据库应用 四川信息职业技术学院,实体型（Entity Type） 若干个属性型组成的集合可以表示一个实体的类型，简称实体型。 如学生（学号，姓名，年龄，性别，系）就是一个实体型。 实体集(Entity Set) 同型实体的集合称为实体集。 如所有的学生、所有的课程等。 键（Key） 能唯一标识一个实体的属性或属性集称为实体的键。 如学生的学号，学生的姓名可能有重名，不能作为学生实体的键。,2019/7/9,21,数据库应用 四川信息职业技术学院,域（Domain） 属性值的取值范围称为该属性的域。 如学号的域为6位整数，姓名的域为字符串集合，年龄的域为小于40的整数，性别的域为（男，女）。,2019/7/9,22,数据库应用 四川信息职业技术学院,3. 数据世界,数据世界，也称为计算机世界、存储世界或机器世界，是对信息世界中的有关信息进行加工、编码及格式化等具体处理以一定的形式存储在计算机内的数据。可以说，数据世界中的数据既能展示信息世界，同时又向计算机数据处理前进了一步。 数据项 数据项(Item)就是标记实体属性的命名单位，也称为元素或字段。它是可以命名的最小信息单位。数据项的取值范围称为域。 记录 若干相关联的数据项的集合构成记录(Record)。记录是应用程序输入/输出的逻辑单位。对于大多数据库系统来讲，记录是处理和存储信息的基本单位。通常用一条记录描述一个实体。构成该记录的数据项表示实体的若干属性。,2019/7/9,23,数据库应用 四川信息职业技术学院,文件 同一给定类型记录的集合构成一个文件(File)。文件对应于信息世界的实体集，所以文件又可定义为描述一个实体集的所有记录集。 数据库 数据库是比文件更大的数据组织形式。数据库是具有特定联系的数据的集合，也可以看成是具有特定联系的多种类型的记录的集合。 关键字 关键字(Key)是能够唯一标识文件中的每一条记录的字段或字段集，如学生的“学号”可以作为学生记录的关键字。,2019/7/9,24,数据库应用 四川信息职业技术学院,4. 三个世界之间的关系,现实世界、信息世界和数据世界三者之间的关系下图所示。从图可知，将现实世界中的事物及其联系逐步抽象为数据世界中具有一定结构的便于计算机处理的数据形式，需要使用以下两个不同层次的数据模型(概念和逻辑模型)。,2019/7/9,25,数据库应用 四川信息职业技术学院,2019/7/9,26,数据库应用 四川信息职业技术学院,数据模型的类型, 层次模型 层次模型是以记录型为结点构成的树，它把客观问题抽象为一个严格的自上而下的层次关系。 层次模型的特点： 有且仅有一个根结点无双亲。 其它结点有且仅有一个双亲。 网状模型 网状模型是以记录型为结点的网络，它反映了现实世界中较为复杂的事物间的联系。 网状模型的特点： 1）允许有一个以上的结点无双亲。 2）至少有一个结点多于一个双亲。,2019/7/9,27,数据库应用 四川信息职业技术学院, 关系模型 关系模型(Relational Model)虽然不是数据库管理系统最早支持的数据模型，但关系模型却是当前最重要、最常用的一种数据模型。 关系模型是数据库系统中最重要的模型，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。使用表格来描述实体之间的关系，二维表中的列（字段、数据项）就是属性,列值称为属性值，属性值的取值范围称为值域（Domain），每一行数据称为一个记录。,2019/7/9,28,数据库应用 四川信息职业技术学院, 面向对象模型 虽然关系模型简单灵活，但不能表达现实世界中存在的复杂的数据结构。比如，CAD数据、图形数据等复杂的数据结构需要更高级的数据模型表达。 面向对象概念最早出现在1968年的SmallTalk语言中，随后迅速渗透到计算机领域的每一个分支，现已使用在数据库技术中。面向对象数据库是面向对象概念与数据库技术相结合的产物。面向对象模型(Object Relational Model)中基本的概念是对象和类。面向对象模型的优点是能完整地描述现实世界的数据结构，具有丰富的表达能力，缺点是模型相对比较复杂，实现起来较困难。,2019/7/9,29,数据库应用 四川信息职业技术学院,任务1-4： 关系数据库及关系运算的理解,1、关系 关系就是一张二维表，它由行和列组成。例如，下表的人事记录就是一个关系。 行元组记录 列属性字段,2019/7/9,30,数据库应用 四川信息职业技术学院,2、关系的特点,（1）表的每一行定义实体集的一个实体，每一列定义实体的一个属性。 （2）行没有完全相同的行，列没有完全相同的列。 （3）每一行必须有一个关键子（主码），它可以有一个属性或多个组成。 （4）属性是不可在分割的最小数据项。 （5）行列的顺序不相关。,2019/7/9,31,数据库应用 四川信息职业技术学院,3、关系中的术语,（1）元组：图中的一行即为一个元组。 （1）属性：图中的一列即为一个属性，上表有5列，对应5个属性（学号、姓名、性别、年龄和所在系）。 （3）码（key）：表中的某个属性（组），它可以惟一确定一个元组，则称该属性组为“侯选码”。若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码。如上表中的学号，是该学生关系的码。 （4）域（domain）：属性的取值范围，如性别的域是(男,女)，系别的域是一个学校所有系名的集合。 （5）属性值（分量）：元组中的一个属性值（6）关系模式