第一篇关系数据库原理与设计科学出版社ppt课件.ppt

第1章数据库概论 知识点 数据库 数据描述语言与操纵语言 数据模型 存储模式与视图 难点 DBMS的作用 数据字典 关系模型与数据库视图 返回 要求熟练掌握以下内容 DBMS的组成与作用 DBMS的数据字典与数据库日志 关系模型与E R图 数据的存储形式与数据库视图了解以下内容 数据库技术的发展简史 1 1数据库技术的发展 1 1 1人工管理阶段图1 1人工管理的数据组织 简单的I O软件 数据的逻辑组织 数据的物理组织 1 1 2文件管理阶段逻辑文件图1 2文件系统的数据组织见书 逻辑文件 顺序文件 连接文件 存取 方法 存取 方法 a b 1 1 3数据库系统阶段1 实现了广义的数据共享图1 3广义数据共享见书 数据库 应用程序B C语言 应用程序D Ada语言 应用程序A Basic语言 应用程序C COBOL语言 2 面向数据的数据组织方法 实现了数据的结构化3 数据冗余度小 弹性大 易扩充 应用方式灵活 4 具有较高的数据独立性隶属隶属隶属教师记录课程记录隶属隶属人事记录工资记录图1 4 a 全局逻辑结构 隶属隶属图1 4 b 局部逻辑结构 图1 4 c 现代数据库系统 数据库整体逻辑结构 5 提供简便的用户接口图1 5二级映射功能示意 应用程序A 整体逻辑结构 应用程序B 应用程序X 存储结构与 逻辑结构的映射 局部逻辑结构的映射 整体逻辑结构与 6 统一的数据控制管理7 对数据的存取有了很大的改进1 1 4数据库系统与文件系统的比较1 相同性2 不同性 数据库系统具有最小的冗余度 数据库系统具有极大的数据独立性 数据库系统为用户提供了有效 统一的操作手段 1 2数据库系统的组成 1 2 1数据库的定义与特性1 数据库的定义DBTG DataBaseTaskGroup 的定义 数据库是由一个指定控制的所有记录 record 络 set 和区域组成 如果有多个数据库 则每一个数据库必须有自己的模式 不同数据库的内容是彼此无关的 C J Date的定义 数据库是某个企事业单位存贮在计算机内的一组业务数据 它能被这个单位中的应用系统使用 J Martim的定义 数据库是存贮在一起的相关数据的集合 这些数据无有害的或不必要的冗余 为多种应用服务 数据的存贮独立于使用它的程序 对数据库插入新的数据 修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方法进行 数据被结构化 为其它的应用提供基础 2 数据库系统的主要特性 尽最大可能减少数据的冗余度 实现广泛的数据共享 保证数据的安全可靠 保证数据独立性 实现标准 1 2 2数据库系统的设计原则1 数据独立性2 减少数据冗余 提高共享程度3 具有很强的数据管理能力4 确保数据库系统的可靠 安全与完整5 一个良好的数据库系统应具有重新组织数据的能力6 设计数据库时应充分注意系统的可修改性和可扩充性7 数据应能充分描述数据间的内在联系 图1 6 a 学生 课程联系图1 6 b 教师 学生联系 图1 6 c 系 教师 学生联系 1 2 3自主系统与宿主系统1 自主系统 Self containedsystem 2 宿主系统 Host basedsystem 数据库图1 7 a 自主系统图1 7 b 宿主系统 带有运算能力的DBMS 只有数据操作功能的DBMS OS 数据库 程序语言 主语言 应用程序数据操作语言 子语言 图1 7 c 数据库应用程序组成 1 2 4数据库系统的结构与组成图1 8数据库系统的结构 用户1 子模式与模式的映射 概念模式 子模式a DBMS OS 用户级数据库 概念级数据库 物理级数据库 用户视图 数据库管理员视图 系统分析员视图 用户2 用户n 子模式b 子模式m 模式与内模式的映像 存储模式 内模式 模式 外模式 1 数据库2 数据库管理系统3 应用程序系统4 数据库用户 1 3数据库的逻辑结构 1 3 1数据库的三级结构1 子模式给用户设置子模式有如下好处 使用简单方便 确保数据独立性 减少数据冗余 提高数据共享 提高数据的安全保密性2 模式3 内模式4 三级数据库之间的关系 1 3 2数据库的两级映射1 子模式与模式之间的映射2 模式与物理模式之间的映射1 3 3数据独立性1 物理数据独立性2 逻辑数据独立性 1 4数据管理员与管理系统 1 4 1DBA的作用1 决定数据库中的信息内容2 决定数据的存储和访问策略3 监视系统的工作状况 保证系统的时空效率4 协调用户与数据库系统的联络5 决定数据库的保护措施6 及时修改数据字典 使之能反映系统状况7 制定保证数据库完整性的约束条件和控制要求 1 4 2数据库管理系统的主要作用1 定义数据库2 管理数据库3 数据库运行与维护制4 数据通信5 数据字典1 4 3数据库管理系统的程序组成1 语言 编译 处理方面 2 系统运行控制方面3 系统维护管理方面 1 4 4数据语言1 数据描述语言 模式DDL 子模式DDL 内模式DDL2 数据操作语言1 4 5数据字典1 数据字典涉及的主要对象2 数据字典的作用 保证DBMS快速查找有关对象的请求能够实现 为DBA提供数据库系统的下列情况 3 数据字典的功能1 4 6数据库日志1 登录日志2 事务恢复 1 4 7用户访问数据库的过程128735469图1 9用户应用程序访问数据库系统的顺序 数据库 DBMS OS 1 5数据模型 现实世界信息世界数据世界图1 10三个领域 1 5 1名词解释1 实体2 实体集3 属性4 实体标识符5 实体型6 域7 数据项8 记录9 关键字10 文件11 实体间的联系 一对一联系 one to one 定义如果两个实体集A B中的任意一个实体至多与另一个实体集中的一个实体对应联系 则称A B为一对一联系 记为 1 1 联系 如图1 11所示 AB图1 11一对一联系 A B 一对多联系 one to many 定义设有两个实体集 和 如果 中每个实体与 中任意个实体 包括零个 有联系 而 中的每个实体至多与 中的一个实体有联系 则称该联系为 从 到 的1对多联系 记为 1 联系 如图1 12所示 多对多联系 many to many 定义如果两个实体集 中的每个实体都与另一个实体集中的任意个实体 包括零个实体 有联系 则称这两个实体集是多对多联系 记为 联系 如图1 13所示 AB图1 12一对多联系AB图1 13多对多联系 A A B B 12 数据模型三要素 数据结构 数据操作 完整性约束条件1 5 2实体 联系模型具体作法分为两步 1 将现实世界信息及其联系用E R图描述出来 这种信息结构与任何一个具体的数据库系统无关 是一种组织模式 2 根据某一具体系统的要求 将E R图转换成由特定的DBMS支持的逻辑数据结构 E R模型是现实世界的纯粹表示 有三个基本成份 实体 联系和属性 它是一个概念性模型 描述的是现实中的信息联系 而不涉及数据如何在数据库系统中的存放 mn图1 15学生与课程E R图 学生 选课 课程 成绩 m1nmmmn图1 16工厂的E R图 姓名 地址 帐号 电话 规格 名称 单价 供应量 姓名 性别 职务 库存量 型号 库名 主任 电话 存取 库存 生产 供应 领导 仓库 零件 数量 供应商 单价 规格 名称 职工 产品 工作量 工作 车间 产量 n 主任 电话 车间名 n n m m 1 5 3格式化模型1 层次模型 HiberarchyModel 数据的层次模型实际上就是以记录为结点的有向树或森林 其特征应满足树型数据结构的特征 有且仅有一个无父的结点 即为根结点 根以外的其他结点都与一个且只与一个父结点相连 图1 17学校的E R图 系名 系主任 系 管理 教研室 室主任 室名 管理 教师 姓名 职称 性别 讲授 开设 管理 注册 学费 校名 校长 处长 处名 学校 管理 处室 学生 选课 课程 评价 课程名 课程号 分数 学号 姓名 性别 管理 科室 科名 科长 1 m 1 m 1 n m m n m 1 m 1 1 m 1 n 图1 18 a 学校的层次模型 学校 系 处室 学生 教研室 科室 教师 课程 图1 18 b 学校的层次模型 校名校长名 系名系主任 处名处长名 室名室主任 学号姓名性别 科名科长名 姓名性别职称 课程号课程名 系 处 学生 教研室 科室 教师 课程 2 网状模型 NetworkModel 数据的网状模型实际上就是以记录为结点的 有向图 或 丛 其特征是 允许结点有多个双亲 并且还允许有多个或零个结点无双亲 两个结点之间可以有一种以上的联系 称为复合键 也可以无联系 如图1 19 和1 19 所示 图1 19 a 图1 19 b A C B D E 工人 设备 使用 维护 图1 20多对多的转换 学生 课程 学生 选课 课程 选课 图1 21多个实体类型具有同种联系的转换 学生 课程 教师 讲授 教师 学生 课程 讲授 图1 22单个实体类型的1对多联系转换 领导 职员 职员 领导 图1 2