一.数据库基础知识 PPT课件

1,第一讲,数据库基础知识,2,目标:,掌握术语：数据（data）、数据库（Database）、数据库管理系统（DBMS）、数据库系统（DBS）了解数据库系统概述了解数据库管理技术的产生与发展了解数据模型概念及分类了解数据库系统结构了解数据库系统用户熟悉关系模型的概念掌握三级模式概念和两级映象以及数据独立性,3,重点与难点:,本章重点:数据库系统三级模式结构和二级映像以及关系数据模型本章难点:数据的物理独立性和逻辑独立性,4,任务一数据库系统概述,常用术语数据数据库数据库管理系统数据库系统数据库管理技术的产生和发展数据库系统的特点,5,数据,数据数据（Data）是描述事物的符号记录。数据的表示形式文字、图形、图像、声音等。,6,数据库,数据库：数据库（DataBase,简称DB）是有组织有结构存储在计算机内部的可共享的数据集合。,7,数据库管理系统,数据库管理系统：数据库管理系统（DataBaseManagementSystem,简称DBMS）是一类位于用户与操作系统之间，帮助用户有效地组织和存储数据、高效获取有用信息的一层计算机系统软件。主要功能：数据定义数据操纵数据控制数据查询,8,数据库系统,数据库系统（DataBaseSystem,简称DBS）是指在引入数据库后的计算机系统。,人员,软件,硬件平台及数据库,9,任务二数据管理技术的产生和发展,人工管理阶段文件管理阶段数据库系统阶段,数据库技术是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护的技术。,10,人工管理阶段,特点:数据不保存应用程序管理数据数据不共享数据不具有独立性,11,文件管理阶段,特点:数据长期保存文件管理数据共享性差独立性差,12,文件系统阶段,图例:,补贴,系别,姓名,学号,劳资科,住址,系别,性别,姓名,学号,房产科,学位,学分,系别,姓名,学号,学籍科,学位,出身,年龄,系别,性别,姓名,学号,人事科,13,数据库系统阶段,特点：数据结构化数据的共享性高,冗余度低,易扩充数据独立性高数据由DBMS统一管理和控制,14,数据结构化,面向全组织,具有整体数据的结构化不仅描述数据本身，而且描述数据之间的联系数据最小存取单位是数据项(数据项组成数据记录),15,比较:,区别于文件系统的特点是:面向应用记录之间没有联系最小存取单位是数据记录,16,数据库系统的特点:,图例:,学号,姓名,性别,系别,年龄,住址,出身,学位,学分,补贴,学籍科,房产科,人事科,劳资科,17,数据的共享性高、低冗余、易扩充,图例:,应用1,应用2,应用3,服务器,18,数据独立性高,图例:,19,数据由DBMS统一管理和控制,数据的安全性(Security)保护数据的完整性(Integrity)检查并发(Concurrency)控制数据库恢复(Recovery),20,任务三数据模型,模型：抽象地模仿现实世界的事物应满足三方面的要求：是比较真实的模拟现实世界容易为人们所理解便于在计算机上实现,21,数据模型的分层,概念数据模型-信息世界的基本概念-实体-联系模型（E-R模型）结构数据模型-层次模型-网状模型-关系模型-面向对象模型,22,数据模型：是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的形式构架,23,数据模型基本概念,历史-模型：Entity-RelationshipModel1976年，P.P.S.Chen提出-模型，用-图来描述概念模型观点世界是由一组称作实体的基本对象和这些对象之间的联系构成的,24,信息世界的基本概念,实体(Entity)属性(Attribute)码(Key)域(Domain)实体型(EntityType)实体集(EntitySet)联系(Relationship),25,基本概念,实体(Entity)客观存在并可相互区分的事物叫实体.如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论.属性(Attribute)实体所具有的某一特性.一个实体可以由若干个属性来刻画.例如，学生可由学号、姓名、年龄、系等组成.域(Domain)属性的取值范围.例如，性别的域为（男、女），月份的域为到的整数.,26,基本概念,联系(Relationship)：实体之间的相互关联.如学生与老师间的授课关系，学生与学生间有同学关系.联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联系，每个选课联系都有一个成绩作为其属性.,27,一对一,设有两个实体集E1，E2，E1中的一个实体与E2中至多一个实体相联系，并且E2中的一个实体与E1中至多一个实体相联系如“经理”与“部门”之间的“管理”联系（假定每个部门只有一个经理，一个职工不能兼任两个部门经理。（注：一对一不是一一对应）,28,一对多,设有两个实体集E1，E2，E1中的一个实体与E2中n（n0）个实体相联系，且E2中的一个实体与E1中至多一个实体相联系如“班主任和“学生”之间的“管理”联系。,班主任,学生,管理,29,多对多,设有两个实体集E1，E2，E1中的一个实体与E2中n（n0）个实体相联系，并且E2中的一个实体与E1中m（m0）一个实体相联系如“学生”和“课程”之间的“选修”联系。,30,两个实体型之间的联系,图例：,实体型A,实体型B,联系名,实体型A,实体型B,联系名,实体型A,实体型B,联系名,1,1,1,n,m,n,图11对1联系,图21对多联系,图3多对多联系,31,基本-图要点,学生选修课程图,学生,课程,选修,姓名,学号,系别,课程名,先修课,学分,成绩,用矩形表示实体集，在框内写上实体名,用椭圆表示实体的属性,用无向边把实体与其属性连接起来,用菱形表示实体间的联系,将参与联系的实体用线段连接,m,n,联系的数量,32,基本-图要点,码在E-R图中的表示实体集属性中作为主码的一部分的属性用下划线来标明。,33,E-R模型,某工厂物资管理完整的概念模型E-R图,34,层次模型,用树型（层次）结构表示实体类型以及实体之间联系的模型是层次模型。,35,层次模型,树由节点和连线组成：节点代表实体型.连线代表实体之间的联系.特点（判断依据）：1.每棵树有且只有一个节点没有父节点，称为根.2.树中的其他节点都有而且仅有一个父节点.,36,层次模型,优点：1.结构简单，用户易掌握.2.由于其数据结构固定，用来表示结构固定的实体及其之间的联系.缺点：1.现实世界中很多联系是非层次性的,如多对多的联系.不便于表达多对多的联系.2.对插入和删除操作的限制比较多.3.查询子女节点必须通过双亲节点.4.由于结构严密,层次命令趋于程序化.,37,网状模型,用网状结构表示实体类型及实体之间联系的数据模型称为网状模型。,38,网状模型,特点:1可以有一个以上的节点无父节点.2至少有一个节点有多于一个的父节点.（排除树结构）优点：1表达联系种类丰富.2性能良好，存取效率高.缺点：结构复杂.,39,关系模型,用关系（二维表格形式结构）来表示实体类型以及实体间联系的模型称为关系模型。,40,对象模型,使用面向对象技术（Object-Oriented，简称OO)来表示信息世界的实体类型及实体之间联系的模型称为对象模型.,41,任务四数据库系统结构,本节内容包括:模式的概念.数据库系统的三级模式结构.数据库的二级映象功能与数据独立性.,42,数据库系统的三级模式结构,外模式（ExternalSchema）：也称子模式或用户模式，它是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图。,43,数据库系统的三级模式结构,模式（Schema）:也称逻辑模式，是数据库中的全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。它是数据库系统模式结构的中间层，既不涉及数据的物理存储细节和硬件环境，也与具体的应用程序，与所使用的应用开发工具及高级程序设计语言无关.内模式（internalSchema）：也称存储模式，一个数据库只有一个内模式。它是数据物理结构和存储方式的描述.,44,数据库系统的三级模式结构,图例：,应用A,应用E,应用B,应用C,应用D,外模式1,外模式2,外模式3,模式,内模式,数据库,外模式/模式映象,模式/内模式映象,45,二级映象功能与数据独立性,两层映象：外模式/模式映象：当模式改变时，由数据库管理员对各个外模式/模式映象作相应改变，可以使外模式保持不变，应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性。模式/内模式映象：定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。当数据库的存储结构改变了，由数据库管理员对模式/内模式映象作相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变，保证了数据与程序的物理独立性。,46,二级映象功能与数据独立性,意义：这两层映象保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。,47,任务五数据库系统用户,图例：,最终用户,DBA系统分析员,数据表示,外模式,内模式,模式,DB,应用程序,DBMS,OS,应用程序员,48,总结,本讲主要学习了数据库系统概述,数据库管理技术的产生和发展,数据模型(概念数据模型和结构数据模型),数据库系统结构(数据库系统结构,三级模式结构和二级映像)及数据库的用户有哪些,学习了本讲之后,希望大家对数据库有个大概和整体上的了解.,49,作业