数据上抛课件

数据库基础知识 3学时2009年6月 2 学习要点数据库系统有关的基本概念数据库系统的组成及特点关系数据库关系模式的规范化关系数据库的查询 3 四个基本概念 数据Data数据库Database数据库管理系统DBMS DataBaseManagementSystem 数据库系统DBS DataBaseSystem 4 概念1 数据 数据 Data 是数据库中存储的基本对象数据的定义描述事物的符号记录数据的种类文字 图形 图像 声音 学生档案记录等数据的特点语义 数据具有一定的含义数据与其语义是不可分的数据处理 收集 存储 加工和传播 5 数据举例 学生档案中的学生记录 李明 男 1972 江苏 计算机系 1990 数据的解释语义 学生姓名 性别 出生年月 籍贯 所在系别 入学时间解释 李明是个大学生 1972年出生 江苏人 1990年考入计算机系 请给出另一个解释和语义 数据的形式不能完全表达其内容 6 概念2 数据库 人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后 应将其保存起来以供进一步加工处理 进一步抽取有用信息 7 数据库定义和特征 数据库的定义数据库 Database 简称DB 是长期储存在计算机内 有组织的 可共享的大量数据集合数据库的特征数据按一定的数据模型组织 描述和储存可为各种用户共享冗余度较小数据独立性较高易扩展 8 概念3 数据库管理系统 DBMS定义 DatabaseManagementSystem 位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件DBMS的用途科学地组织和存储数据 高效地获取和维护数据 9 数据库管理系统功能 数据定义 提供DDL数据操纵 用DML实现对数据的查询 插入 修改及删除等数据库的运行管理 统一管理及控制 以保证数据的安全性 完整性 共享性及可恢复性数据库的建立和维护 数据的输入 转换 转储 恢复 监控 分析等 10 概念4 数据库系统 定义指在计算机系统中引入数据库后的系统组成数据库 数据库管理系统 DBMS 应用系统 数据库管理员 DBA 和用户 11 数据库系统特点 数据的管理者 DBMS数据面向的对象 现实世界数据的共享程度 共享性高数据的独立性 高度的物理独立性和一定的逻辑独立性数据的结构化 整体结构化 数据存取粒度小数据控制能力 由DBMS统一管理和控制 12 补充说明 数据的高共享性的好处降低数据的冗余度 节省存储空间避免数据间的不一致性使系统易于扩充数据结构化整体数据的结构化是数据库的主要特征之一数据库中实现的是数据的真正结构化数据结构用数据模型描述 无需程序定义和解释数据可以变长数据的最小存取单位是数据项 13 补充说明 数据独立性 物理独立性指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的当数据的物理存储改变了 应用程序不用改变逻辑独立性指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的数据的逻辑结构改变了 用户程序也可以不变 14 关系数据模型 1970年E F Codd首次提出了数据库系统的关系模型 并因此获得ACM图灵奖 15 考特生平 IBM圣约瑟研究实验室的高级研究员埃德加 考特 EdgarFrankCodd 考特原是英国人 1923年8月19日生于英格兰中部的港口城市波特兰 第二次世界大战爆发以后 年轻的考特应征入伍在皇家空军服役 1942至1945年期间任机长 参与了许多重大空战 为反法西斯战争立下了汗马功劳 二战结束以后 考特上牛津大学学习数学 于1948年取得学士学位以后到美国谋求发展 他先后在美国和加拿大工作 参加了IBM第一台科学计算机701以及第一台大型晶体管计算机STRETCH的逻辑设计 主持了第一个有多道程序设计能力的操作系统的开发 他自觉硬件知识缺乏 于是在60年代初 到密歇根大学进修计算机与通信专业 当时他已年近40 并于1963年获得硕士学位 1965年取得博士学位 这使他的理论基础更加扎实 专业知识更加丰富 加上他在此之前十几年实践经验的积累 终于在1970年迸发出智慧的闪光 为数据库技术开辟了一个新时代 16 图灵奖简介 图灵奖 A M TuringAward 是美国计算机协会 ACM 于1966年设立的 又叫 A M 图灵奖 专门奖励那些对计算机事业作出重要贡献的个人 其名称取自计算机科学的先驱 英国科学家阿兰 图灵 这个奖设立目的之一是纪念这位科学家 获奖者的贡献必须是在计算机领域具有持久而重大的技术先进性的 大多数获奖者是计算机科学家 图灵奖是计算机界最负盛名的奖项 有 计算机界诺贝尔奖 之称 图灵奖对获奖者的要求极高 评奖程序也极严 一般每年只奖励一名计算机科学家 只有极少数年度有两名以上在同一方向上做出贡献的科学家同时获奖 目前图灵奖由英特尔公司和google公司赞助 奖金为250 000美元 每年 美国计算机协会将要求提名人推荐本年度的图灵奖候选人 并附加一份200到500字的文章 说明被提名者为什么应获此奖 任何人都可成为提名人 美国计算机协会将组成评选委员会对被提名者进行严格的评审 并最终确定当年的获奖者 至今 获此殊荣的华人仅有一位 他是2000年图灵奖得主姚期智 17 实体 Entity 客观存在并可相互区别的事物称为实体 属性 Attribute 又称 数据元 数据项 基本项实体所具有的某一特性称为属性 属性值 AttributeValue 又称 数据元值每个属性 数据元 中包含的实际数据和信息 信息世界中的基本概念 18 码 Key 又称 关键数据元唯一标识实体的属性集称为码 域 Domain 属性的取值范围称为该属性的域 信息世界中的基本概念 19 例 一个学生 一本书 一次订购 实体 学生的姓名 学号 书的书名 作者 订购的时间 数量 属性 张小敏 数据库系统概论 咖啡 1盒 属性值 学生的学号 书的书号 订购的票据号 码 学生的年龄必须为整数 订购的数量必须大于1 域 学生 学号 姓名 年龄 实体型 所有的学生 实体集 20 信息世界中的基本概念 联系 Relationship 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系一对一联系 1 1 一对多联系 1 n 多对多联系 m n 21 一对一联系 1 1 实例一个班级只有一个正班长一个班长只在一个班中任职一对一联系 隐含在实体对应的关系中 22 一对多联系 1 n 实例一个班级中有若干名学生 每个学生只在一个班级中学习一对多联系 隐含在实体对应的关系中 23 多对多联系 m n 实例课程与学生之间的联系 一门课程同时有若干个学生选修一个学生可以同时选修多门课程多对多联系 直接用关系表示 24 实体型的表示方法 用矩形表示 矩形框内写明实体名 学生 教师 25 属性的表示方法 用椭圆形表示 并用无向边将其与相应的实体连接起来 26 联系联系本身 用菱形表示 菱形框内写明联系名 并用无向边分别与有关实体连接起来 同时在无向边旁标上联系的类型 1 1 1 n或m n 联系的表示方法 27 联系的表示方法 28 联系的表示方法 29 联系属性的表示方法 联系的属性 联系本身也是一种实体型 也可以有属性 如果一个联系具有属性 则这些属性也要用无向边与该联系连接起来 30 实体属性图 31 实体联系图 32 关系数据结构 单一的数据结构 关系现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示数据的逻辑结构 二维表从用户角度 关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表 属性 元组 33 实体间的多对多的联系 通常通过属性的引用描述 34 关系必须是规范化的 满足一定的规范条件最基本的规范条件 关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项 关系数据库中关系最基本的要求 35 例 描述学校的数据库 学生姓名 所在系 系主任姓名 课程名 成绩 36 学校数据库的语义 一个系有若干学生 一个学生只属于一个系 一个系只有一名主任 一个学生可以选修多门课程 每门课程有若干学生选修 每个学生所学的每门课程都有一个成绩 37 数据冗余太大浪费大量的存储空间例 每一个系主任的姓名重复出现 38 更新异常 UpdateAnomalies 数据冗余 更新数据时 维护数据完整性代价大 例 某系更换系主任后 系统必须修改与该系学生有关的每一个元组 39 插入异常 InsertionAnomalies 该插的数据插不进去例 如果一个系刚成立 尚无学生 我们就无法把这个系及其系主任的信息存入数据库 40 删除异常 DeletionAnomalies 不该删除的数据不得不删例 如果某个系的学生全部毕业了 我们在删除该系学生信息的同时 把这个系及其系主任的信息也丢掉了 41 结论 Student关系模式不是一个好的模式 好 的模式 不会发生插入异常 删除异常 更新异常 数据冗余应尽可能少 原因 由存在于模式中的某些数据依赖引起的解决方法 通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖 42 分解后的关系模式 43 关系模式的规范化 第一范式每个属性值都是不可再分的最小数据单元 第二范式关系中的每一个非主属性都必须完全依赖于主键 第三范式所有的非主属性之间不能有从属关系 44 平时使用的表格并不都是这样设计的 当我们想把excel中的数据导入到数据库中 或者想从数据库中导出一些数据生成某种格式的报表 应该遵循什么样的规则呢 手工输入的电子表格无法满足关系数据库关系模式的规范化要求时 要将表格分解 得到规范化的关系模式 数据库中单表的数据无法满足查询要求时 要连接数据表 45 数据查询 单表查询连接查询 结构化查询语言SQL实现数据库的查询 46 语句格式SELECT ALL DISTINCT FROM WHERE ORDERBY ASC DESC 数据查询 SELECT子句 指定要显示的属性列FROM子句 指定查询对象 基本表或视图 WHERE子句 指定查询条件ORDERBY子句 对查询结果表按指定列值的升序或降序排序 47 单表查询 48 例 要查询张霞同学所在系及系主任名字 连接查询 49 Select学生姓名 所在系 系主任Fromstudent departentWherestudent 所在