数据库基础与Access—PPT课件.pptx

第三节数据库系统 数据库系统 DataBaseSystem 简记为DBS 是指带有数据库并利用数据库技术进行数据管理的计算机系统 它由计算机硬件 包括计算机网络与通信设备 及相关软件 包括操作系统 数据库 数据库管理系统 数据库应用开发系统和用户组成 如图7 3 1所示 第1页 图7 3 1数据库系统组成 一 数据库系统的组成 1 计算机硬件数据库系统是建立在计算机系统上的 它需要基本的计算机硬件 主机和外设 支撑 硬件可以是一台个人计算机 也可以是中大型计算机 甚至是网络环境下的多台计算机 2 计算机软件包括操作系统 数据库引擎和作为应用程序的高级语言以及编译系统等 数据库应用系统指在数据库管理系统的基础上由软件开发人员根据实际需要采用各种应用开发工具自行开发的应用程序 第2页 3 数据库 DB 数据库是结构化的相关数据的集合 存储在外存中的数据独立于使用它的程序 对数据库进行数据的插入 修改和检索均能按照一种通用的和可控制的方式进行 4 数据库管理系统 DBMS 数据库管理系统是数据库系统的核心 是一种系统软件 负责数据库中的数据组织 操纵 维护 控制 保护和数据服务等 5 相关人员对于中小规模的数据库系统通常有3种人员 对数据库系统进行日常维护的数据库管理员 DBA 用数据操纵语言和高级语言编制应用程序的软件开发程序员 使用数据库中数据的终端用户 第3页 二 数据库系统的三级模式结构 数据库系统的结构是数据库系统的一个总框架 数据库系统是一个多级结构 它既方便用户存储数据 又能高效地组织数据 现有的数据库系统的结构是三级模式和二级映射结构 1 三级模式数据库系统的三级模式由模式 外模式和内模式组成 其结构如图7 3 2所示 第4页 图7 3 2数据库的三级体系结构 1 内模式 内模式又称为物理模式 是对数据库中数据底层复杂的存储结构的描述 它描述数据在存储介质上的安排与存储方式 例如 数据是否按顺序存放 是否需要创建索引 对哪些属性创建索引等 2 模式 模式也称概念模式 是在内模式的基础上对数据描述的进一步抽象 它主要描述数据库需要管理哪些数据 这些数据的联系是如何体现的等内容 是数据库的整个逻辑描述 是数据所采用的数据模型 3 外模式 外模式又称子模式 或用户模式 它是对数据库描述的最高抽象 一个数据库可以有多个外模式 每个外模式是对某一特定用户所需求的数据的描述 第5页 2 二级映像数据库系统的二级映射由外模式 模式映像 内模式 模式映像组成 1 外模式 模式映像 描述全局逻辑结构 模式改变 外模式不变 保证了程序与数据的逻辑独立性 2 内模式 模式映像 定义了全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系 存储结构改变 模式不变 保证了数据与程序的物理独立性 第6页 三 数据库系统的外部体系结构 从数据库内部 或从数据库管理系统 角度来看 数据库系统是一个3级模式结构 从用户 或从外部 角度来看 数据库系统又可分为如下 1 集中式系统DBMS和应用程序以及与用户终端进行通信的软件等都运行在一台宿主计算机上 所有的数据处理都是在宿主计算机中进行 宿主计算机一般是大型机 中型机或小型机 应用程序和DBMS之间通过操作系统管理的共享内存或应用任务区来进行通信 DBMS利用操作系统提供的服务来访问数据库 终端通常是非智能的 本身没有处理能力 集中系统的主要优点是 具有集中的安全控制 以及处理大量数据和支持大量并发用户的能力 缺点是 购买和维持这样的系统一次性投资太大 并且不适合分布处理 第7页 2 个人计算机系统与大型系统不同 通常个人计算机 微机 上的DBMS功能和数据库应用功能是结合在一个应用程序中的 这类DBMS 如Access 的功能灵活 系统结构简洁 运行速度快 但这类DBMS的数据共享性 安全性 完整性等控制功能比较薄弱 第8页 3 客户 服务器系统在客户 服务器 Client Server 简记为C S 结构的数据库系统中 数据处理任务被划分为两部分 一部分运行在客户端 另一部分运行在服务器端 客户端负责应用处理 数据库服务器完成DBMS的核心功能 这种模型中 客户机上都必须安装应用程序和工具 使客户端过于庞大 负担太重 而且系统安装 维护 升级和发布困难 从而影响效率 第9页 4 分布式系统一个分布式数据系统由一个逻辑数据库组成 整个逻辑数据库的数据 存储在分布于网络中的多个结点上的物理数据库中 在当今的客户 服务器结构的数据库系统中 服务器的数目可以是一个或多个 当系统中存在多个数据库服务器时就形成了分布系统 第10页 5 浏览器 服务器系统随着Internet的迅速普及 出现了三层客户机 服务器模型 客户机 应用服务器 数据库服务器 这种系统称为浏览器 服务器 Browser Server 简记为B S 系统 在这种结构下 用户工作界面是通过IE浏览器来实现的 B S模式最大的好处是运行维护比较简便 能实现不同的人员 从不同的地点 以不同的接入方式 比如LAN WAN Internet Intranet等 访问和操作共同的数据 第11页 第四节关系数据库的基本概念 利用关系模型来组织数据的数据库就称为关系型数据库 而管理关系数据库的软件称为关系数据库管理系统 一 关系模型关系模型是一种以关系数学理论为基础构造的数据模型 在关系模型中 用由行 列组成的二维表来描述现实世界中的事物以及事物之间的联系 下面介绍与关系模型相关的名词 1 关系 一个关系对应一张二维表 表名即为关系名 2 元组 表中的每一行称为一个元组 3 属性 表中的每一列称为一个属性 每个属性都有属性名 第12页 表7 4 1是一个关系模型的例子 这个关系表示了学生基本情况信息 第13页 表7 4 1学生基本情况 关系模型的特点如下 1 关系中的每一个属性都是不可再分的基本数据元素 2 关系中的每一个元组都具有相同的形式 3 关系模式中的属性个数是固定的 每一个属性都要命名 在同一个关系模式中 属性名不能重复 4 任何两个元组都不相同 5 属性的先后次序和元组的先后次序是无关紧要的 关系有许多运算 其中3种基本运算是 选择 投影和连接 这些运算用来描述数据库中数据的查询和更新 包括插入 删除和修改 操作 第14页 二 关系数据库相关术语 1 数据库 database 一个数据库由若干个有关联的数据表组成 数据库作为信息管理的软件集成环境 为数据库中的表以及表之间的数据管理提供了一整套的操作规则与便捷工具 2 表 table 存放了一组相似记录的集合 记录集 称为一个表 关系 数据表由若干组结构相同记录 行 组成 3 记录 record 表中的一行 元组 一个记录由若干个字段 列 组成 4 字段 field 在数据库表中 每一项称为一个字段 即表中的一列 属性 字段由字段名和字段值组成 第15页 5 关健字 keyword 每一个表应该包含一个或一组字段 这些字段是表中所保存的每一条记录的唯一标识 此信息称作表的主关键字或称主键 主键一般用于建立表对象中数据的索引和建立表对象之间的关系 6 联系 relationship 数据库中不仅要存放数据信息 而且必须保存能反映数据之间联系的信息 联系体现数据库中表与表之间的关联 通常表与表之间的联系有一对一 1 1 一对多 1 m 和多对多 n m 第16页 例如 在 学籍管理 数据库中的 学生 与 学生成绩 表之间是一对多联系 1 m 一个学生可以选多门课 可以有多门课程的成绩 但某一个特定课程的特定成绩只能属于某一个学生 课程 与 学生成绩 表之间也是一对多的联系 1 m 一门课可以被多个学生选 一门课程可以有多个学生的成绩 但某一个特定学生特定成绩只能对应某一门课程 而 学生 与 课程 表之间就是多对多的联系 m n 一个学生可以选多门课 一门课程可有多个学生选 第17页 7 完整性 数据库完整性是指数据库中各个表及表之间的数据的有效性 一致性和兼容性 数据库的完整性包括 实体完整性 参照完整性和用户自定义完整性三部分 实体完整性 指一个表中主关键字的取值必须是确定的 唯一的 不允许为空值 参