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1 Databasetheroyanddesign数据库原理与设计 Teacher LiuXinliang刘新亮Department informationmanagement 信息管理系 QQ 569489372E Mail liuxinliang2008 liuxinl 目录 第1章数据库系统概论第2章关系模型与关系代数第3章数据库的概念设计第4章数据库的逻辑设计第5章数据库的规范化第6章数据库的物理设计第7章数据库的数据操作第8章数据库应用设计与开发第9章数据库管理第10章XML与关系数据库第11章系统体系结构 2 本课程的学习方法 理解基本原理独立动手操作理解上机操作简称为 看书 上机 总结 3 本课程的考核方式 平时占40 50 说明 平时部分由出勤 10 上课表现 10 上机报告 10 上机表现 10 四部分组成 期末占 说明 期末采用闭卷考试 时间100分钟 4 本课程的要求 一 手机关机或震动二 不要讲与上课无关的话三 不要替别人出勤 5 6 第一章数据库系统概论 数据库应用系统的应用实例分析数据库系统的组成部分数据管理技术的发展过程数据模型 7 1 1数据库系统的应用实例 1 教学管理系统 2 超市信息管理系统 8 1 教学管理系统使用的表 表1 2教师 学生表 教师表 1 超市管理系统使用的表 超市的进货管理 商品交易 库存管理 人员管理等管理工作都需要基础数据的支持 如供应商 商品 价格 库存 销售 现金帐 支票帐和人员等信息 如表1 6 表1 9所示 主要解决核算和管理 数据的传送 管理数据的提取分析 基础信息的集中维护等 供应商 商品表 10 1 2数据管理的发展 人工管理阶段计算机文件系统数据库系统 人工管理的缺点 20世纪50年代 1 数据不保存 2 程序员工作量大 3 数据面向程序 12 计算机文件系统的缺点 50年代到60年代中期优点与缺点 优点 长期保存 文件形式多样化 数据和程序之间有一定的独立性 缺点 1 数据很难共享2 数据冗余3 数据独立性差4 数据控制困难 13 1 2 1计算机文件系统 销售部人事部工程部文件系统数据管理的方法 数据管理程序 报表生成程序 销售文件 职工文件 工程文件 14 1 2 2数据库系统 数据库系统的数据管理方法 15 1 3数据库系统的概述 数据库 是指长期存储在计算机内 有组织的 统一管理的相关数据的集合 软件硬件用户 1 3 1基本概念 17 1 3 2DBMS的作用 18 数据定义数据操作数据库运行的管理数据库维护 2 DBMS的基本功能 19 1 4数据模型 数据模型 模型 理解两个概念 20 模型的定义 在韦伯斯特词典中把模型定义成 对不能直接观察的事物进行形象的描述和模拟 换句话说 模型是对客观世界中复杂对象的抽象描述 21 数据模型的定义与组成 在数据库领域中 用数据模型描述数据的整体结构 包括数据的结构 数据的操作 完整性约束条件三部分组成 22 数据的结构 描述对象与对象之间的联系 是系统静态的描述 数据的操作 数据库中对各对象操作的集合 包括操作及有关的操作规则 是系统动态的描述 完整性约束条件 是一组完整性规则 数据模型的定义与组成 23 模型的作用比喻 建楼房 24 学生 课程 教师 成绩 教室 教材等 概念模型 概念设计 逻辑设计 创建数据库 数据库的创建过程 层次模型 网络模型 关系模型 数据库 25 数据模型的分类 概念模型 实现模型 结构数据模型 26 1 4 1概念模型 在概念上表示数据库中将存储一些什么信息 而不管这些信息在数据库中是怎么实现存储的 概念模型独立于计算机的硬件 软件和DBMS 最常见的概念模型是实体 联系 E R 模型 27 概念模型 一 3个世界的划分 28 概念模型 二 第一级抽象信息世界是客观世界在人们头脑中的反映和抽象 现实中的事物被抽象为信息世界中的实体 那什么是实体 实体的作用是什么 29 概念模型 二 第一级抽象的基本概念1 实体 客观存在的并可相互区别的事物 实体可以是人 也可以是物 可以是实际的东西 也可以指概念性的东西 还可以指事物与事物之间的联系 Eg1 学生 教师 课程Eg2 UFO 30 概念模型 二 第一级抽象的基本概念2 实体集 性质相同的同类实体的集合 Eg1 所有的学生 全体教师 所有课程3 属性 实体所具有的某一特征 注 型与值分别指名称和数值4 实体型 指若干个属性型组成的集合表征一个实体的类型 简称实体型 表示方法 实体名 属性名1 属性名2 31 概念模型 二 第一级抽象的基本概念5 实体键 码 唯一标识实体的属性或属性集 Canyougivesomeexamples 6 联系实体型内部联系 属性与属性实体型之间的联系 实体集之间实体性之间联系有 一对一 一对多 多对多whatdoyouthink importantexamples 32 概念模型 三 第二级抽象 33 1 4 2实现模型 实现模型侧重于描述在数据库中数据的存储结构 即实现数据和数据之间联系的方法 主要有层次 网络和关系模型和面向对象模型 分别对应层次 网络 关系 面向对象数据库系统 所以实现模型依赖于DBMS 34 1层次数据模型 倒置树 36 层次模型实现数据联系的方法 层次结构实现数据联系的方法是链指针 参考数据结构的相关知识 37 层次结构的主要缺点 层次结构的一个重要特点是每一个父可以有多个子 每一个子只能有一个父 层次数据库的父片段与子片段之间是一对多联系 层次结构是按照一对多的原则构造层次树 层次模型的最大缺点是很难表示 一子多父 的情况 38 2网络数据模型 网络模型允许节点无父节点 或有一个以上父节点 从而构成了比层次结构更复杂的网络结构 例如 学生 课程和成绩这种 一子两父 的结构 这是网络模型与层次模型的本质区别 39 一子多父的结构 父 父 子 网络模型的节点表示存储的记录 用指针实现记录与记录之间的联系 网状模型的开发小组DBTG提出关于数据库的三个规范 1 模式 schema 是对整个数据库的概念描述 通常称为DBA视图 2 子模式是应用程序所 看到 和使用的数据库 子模式是模式的一部分 3 数据管理语言定义数据的各种特性和数据结构 以及对数据进行的各种操作 模式定义语言 模式DDL 用于定义模式 子模式定义语言 子模式DDL 用于定义子模式 数据操纵语言DML 用于操纵数据库中的数据 42 3关系数据模型 关系数据模型的基本结构是表 Table 表又称为关系 表是由行 列组成的矩阵 表与表之间的联系是通过实体之间的公共属性实现的 43 3关系数据模型 关系 一个二维表表示一个关系属性 表中的一列域 属性的取值范围元组 表中的一行分量 一行中的一个属性值码 唯一确定一个元组的属性或属性集 44 关系实例 45 4面向对象数据模型 对象 描述客观事物的一个实体 对象标识 对象的唯一标识封装 把属性和对属性的操作结合成一个队里的系统单位 类 相同属性和方法的一组对象的集合 继承 子类继承父类的特征 46 1 5数据库系统的结构 1 5 1数据抽象一 4种模型 概念模型 逻辑模型 外部模型 内部模型二 抽象的过程数据库设计的过程就是一个抽象的过程 三 各种模型特点后面会逐步详细讲解 47 1 5数据库系统的结构 1 5 2三级模式与二级映射二 二级映射外模式 模式映射 确定外模式和模式之间的对应关系 模式 内模式映射 确定数据全局逻辑结构与物理结构之间的对应关系 48 本章小结 一 数据库系统的组成 二 数据模型数据模型的组成 类型重点理解关系模型 三 数据库系统的结构注重概念的理解