第一章-数据库系统介绍PPT课件

1 课程目标 掌握数据库中的基本概念熟练使用SQLServer2000中的工具掌握T SQL编程掌握数据库的管理事物 锁 索引 存储过程 触发器等掌握数据库的备份与恢复方法 2 本节目标 了解数据库的发展过程掌握数据库的基本概念 实体 属性等 掌握数据库关系的完整性约束掌握关系模型的规范化 3 数据库的作用 数据库应用的涉及范围很广 从为使用台式计算机的单个用户设计的数据库应用 到驻留在拥有成千上万用户的大型计算机上的数据库应用和几乎可以不受限制地进行访问的连接到Web的数据库应用 4 数据库管理软件 Oracle 美国ORACLE公司产品 最好的数据库 适合大型数据库 市场占有率最高 SyBase 大型数据库 美国Sybase公司产品 占有率稍少 SQLServer 微软公司产品 应用比较方便 适用于中小型企业 Informix 美国Informix公司 适合中小型企业 多用于金融企业 mysql 免费软件 适合小型企业 5 数据库的基本概念 1 数据 Data 2 数据库 DataBase 3 数据库管理系统 DataBaseManageSystem 4 数据库系统 DataBaseSystem 6 数据库的发展阶段 1 手动管理阶段从20世纪50年代初开始 计算机应用于数据处理 当时的计算机没有专门管理数据的软件 也没有磁盘之类存储设备 数据依附于处理它的应用程序 1 应用程序中的数据无法被其他程序利用 程序与程序之间存在着大量重复数据 称为数据冗余 2 数据是对应某一个应用程序的 数据的独立性很差 3 数据结构性差 数据不能长期保存 缺点 7 2 文件系统阶段20世纪50年代后期到20世纪60年代末为文件系统阶段 应用程序通过专门的管理数据的软件即文件系统来管理 使用数据 随着计算机操作系统的出现和硬件磁盘设备的发展 数据处理应用程序利用操作系统的文件管理功能 将相关数据按一定的规则构成文件 实现数据的文件管理方式 8 3 数据库系统阶段从20世纪60年代末期到在文件管理的基础上发展起来 开发了新的数据管理软件 数据库管理系统 DBMS 运用数据库技术进行数据管理 将数据管理技术推向了数据库管理阶段 数据库系统的发展经历了3个阶段 网状数据库 层次数据库和关系数据库 9 1 2数据模型 模型是现实世界特征的模拟和抽象 数据模型 DataModel 是现实世界数据特征的抽象 1 2 1数据模型的概念数据模型通常由数据结构 数据操作和数据的约束条件三部分组成 1 数据结构 用于描述系统的静态特征 DDL 数据结构是所研究的对象类型的集合 这些对象组成数据库 它们包括两类 一类是与数据类型 内容 性质有关的对象 另一类是与数据之间联系有关的对象 按照数据结构类型的不同 又可以将数据模型划分为层次模型 网状模型和关系模型 10 2 数据操作 用于描述系统的动态特性 DML 数据操作指对数据库中各种对象实例的操作 3 数据的约束条件 一组完整性规则的集合 DDL DCL 数据的约束条件是一组完整性规则的集合 数据模型应反映和规定本数据模型必须遵守的基本的通用的完整性约束条件 数据的完整性约束是指在给定的数据模型中 数据及其数据关联所遵守的一组规则 用以保证数据库中数据的正确性 一致性 11 1 2 2数据模型三方面 现实世界 客观存在的事务及联系概念模型 对现实世界的认识和抽象描述数据模型 按计算机系统的观点对数据建模 用于DBMS的实现 课程 学生 选课 成绩 Student SID Sname Sex Birthday Specialty Course CID Cname Credit SC SID CID Grade 12 1 2 3现实世界 信息世界和计算机世界的关系 信息的三种世界术语的对应关系表 13 信息的三个世界的联系和转换过程 现实世界系统分析信息世界数据库设计计算机世界事物及联系信息化信息模型数据化数据模型 14 1 2 4概念模型 1 4 2 1概念模型的名词术语 1 实体 Entity 客观存在并可相互区别的事物称为实体 实体既可以是实际的事物 也可以是抽象的概念或联系 2 属性 Attribute 属性就是实体所具有的特性 一个实体可以由若干个属性描述 3 域 Domain 属性的取值范围称为该属性的域 4 实体型 EntityType 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体 如 教师 教师编号 教师姓名 性别 出生年份 工作年限 工资 15 5 实体集 EntitySet 具有相同属性的实体的集合称为实体集 6 键 Key 键是能够惟一地标识出一个实体集中每一个实体的属性或属性组合 键也被称为关键字或码 7 联系 Relationship 联系分为两种 一种是实体内部各属性之间的联系 另一种是实体之间的联系 16 1 4 2 2实体之间的联系 1 一对一联系 1 1 如果对于实体集A中的每个实体 实体集B中至多有一个 可以没有 与之相对应 反之亦然 则称实体集A与实体集B具有一对一联系 记作 1 1 2 一对多联系 1 N 如果对于实体集A中的每个实体 实体集B中有n个实体 n 0 与之相对应 反过来 实体集B中的每个实体 实体集A中至多只有一个实体与之联系 则称实体集A与实体集B具有一对多联系 记作 1 n 17 3 多对多联系 M N 如果对于实体集A中的每个实体 实体集B中有n个实体 n 0 与之相对应 反过来 实体集B中的每个实体 实体集A中也有m个实体 m 0 与之联系 则称实体集A与实体集B具有多对多联系 记作 m n a 1 1联系 b 1 n联系 c m n联系图1 6实体之间的三种联系 18 1 2 5E R模型E R图有三个要素 1 实体 用矩形表示实体 矩形内标注实体名称 2 属性 用椭圆表示属性 椭圆内标注属性名称 并用连线与实体连接起来 3 实体之间的联系 用菱形表示 菱形内注明联系名称 并用连线将菱形框分别与相关实体相连 并在连线上注明联系类型 19 E R模型基本构件实体 矩形联系 菱形属性 椭圆形相连关系 连接线 20 图1 7完整的实体联系图 下面用E R图来表示某个工厂物资管理的概念模型 物资管理涉及的实体有 仓库属性有仓库号 面积 货物属性有货号 名称 职工属性有职工号 姓名 年龄 职称 21 1 3常用数据模型 非关系模型层次模型 HierarchicalModel 网状模型 NetworkModel 数据结构 以基本层次联系为基本单位基本层次联系 两个记录以及它们之间的一对多 包括一对一 的联系注 在非关系模型中 实体集用记录表示 实体的属性对应记录的数据项 或字段 实体集之间的联系转换成两两记录之间的联系 非关系模型中数据结构的单位是基本层次联系 22 常用数据模型 续 关系模型 RelationalModel 数据结构 表面向对象模型 ObjectOrientedModel 数据结构 对象 23 1 3 1层次模型 层次模型按树型结构组织数据 它是以记录类型为结点 以结点间联系为边的有序树 数据结构为有序树或森林 层次模型有以下两个特点 1 有且仅有一个结点无父结点 该结点称为根 2 根以外的其他节点有且只有一个双亲节点 上面特点就使得用层次模型表示1 n联系非常简便 这是它的突出优点 但是它不能直接表示m n的联系 24 1 3 2网状模型 网状模型用网状结构表示实体及其之间的联系 网中结点之间的联系不受层次限制 可以任意发生联系 图1 9网状模型网状模型有如下几个特点 1 一个子结点可以有两个或多个父结点 2 允许一个以上的节点无双亲 3 在两个结点之间可以有两种或多种联系 4 可能有回路存在 25 网状模型的优缺点 1 优点 能够更为直接地描述现实世界 具有良好的性能 存取效率高 2 主要缺点 结构复杂 不利于扩充 不容易实现 1 3 3关系模型关系数据模型是由IBM公司的E F Codd于1970年首次提出 以关系数据模型为基础的数据库管理系统 称为关系数据库系统 RDBMS 目前广泛使用 26 1 3 3 1关系数据模型的定义实体和联系均用二维表来表示的数据模型称之为关系数据模型 一张二维表 由行和列组成 图1 10关系模型 27 1 3 3 2关系数据模型的基本概念 1 关系 Relation 对应于关系模式的一个具体的表称为关系 又称表 Table 2 关系模式 RelationScheme 二维表的表头那一行称为关系模式 又称表的框架或记录类型 是对关系的描述 关系模式可表示为 关系模式名 属性名1 属性名1 属性名n 的形式 例如 学生 学号 姓名 性别 出生日期 籍贯 3 元组 Tuple 关系中的每一行称为关系的一个元组 又称行 Row 或记录 Record 4 属性 Attributes 关系中的每一列称为关系的一个属性 又称列 Column 给每一个属性起一个名称即属性名 28 5 变域 Domain 关系中的每一属性所对应的取值范围叫属性的变域 简称域 6 主键 PrimaryKey 如果关系模式中的某个或某几个属性组成的属性组能惟一地标识对应于该关系模式的关系中的任何一个元组 这样的属性组为该关系模式及其对应关系的主键 7 外键 ForeignKey 如果关系R的某一属性组不是该关系本身的主键 而是另一关系的主键 则称该属性组是R的外键 1 3 3 3关系数据模型完整性约束关系数据模型完整性约束主要包括三大类 实体完整性 参照完整性和用户定义完整性 关系数据模型中的查询 插入 删除 修改数据等常用操作都要满足这些条件 29 完整性分类 要求向数据表中输入的数据位于某一个特定的范围之内 确保数据库中的实体都具有唯一性 确保相关表中的数据一致