大学计算机基础5

1、 本章要点本章要点 第六章第六章 数据库技术基础数据库技术基础 q数据处理方式的发展数据处理方式的发展 q数据库中的常见概念数据库中的常见概念 q数据模型数据模型 用户程序和文档用户程序和文档 应用软件应用软件 系统软件系统软件 （操作系统、数据库、语言翻译系统）（操作系统、数据库、语言翻译系统） 微型计算机系统微型计算机系统组成组成 微型计算机层次结构微型计算机层次结构 硬件硬件 （裸机）（裸机） 数据处理方式的发展数据处理方式的发展 数据处理方式的发展数据处理方式的发展 n人工管理阶段人工管理阶段 n文件系统文件系统管理阶段管理阶段 n数据库系统数据库系统管理阶段管理阶段 q时期：时期：

2、4040年代中年代中-50-50年代中年代中 q产生的背景：产生的背景： 应用需求应用需求科学计算科学计算 硬件水平硬件水平 无直接存取存储设备无直接存取存储设备 软件水平软件水平 没有操作系统没有操作系统 人工管理阶段人工管理阶段 数据处理方式的发展数据处理方式的发展_人工管理阶段人工管理阶段 人工管理阶段人工管理阶段 数据处理方式的发展数据处理方式的发展_人工管理阶段人工管理阶段 程序程序1数据数据1 程序程序2数据数据2 程序程序N数据数据N q管理者：应用程序，数据不保存管理者：应用程序，数据不保存 q面向的对象：某一应用程序面向的对象：某一应用程序 q共享程度：无共享、冗余度极大共享

3、程度：无共享、冗余度极大 q独立性：不独立，完全依赖于程序独立性：不独立，完全依赖于程序 q结构化：无结构结构化：无结构 q控制能力：应用程序自己控制控制能力：应用程序自己控制 q时期：时期： 5050年代末年代末-60-60年代中年代中期期 q产生的背景：产生的背景： 应用需求应用需求科学计算、管理科学计算、管理 硬件水平硬件水平磁盘、磁鼓磁盘、磁鼓 软件水平软件水平有文件系统有文件系统 文件管理阶段文件管理阶段 数据处理方式的发展数据处理方式的发展_文件管理阶段文件管理阶段 数据处理方式的发展数据处理方式的发展_数据库系统阶段数据库系统阶段 程序程序1 1数据数据1 1 程序程序2 2数据

4、数据2 2 程序程序N N数据数据N N 操作操作 系统系统 q管理者：文件系统，数据可长期保存管理者：文件系统，数据可长期保存 q面向的对象：某一应用程序面向的对象：某一应用程序 q共享程度：共享性差、冗余度大共享程度：共享性差、冗余度大 q结构化：结构化：记录内有结构记录内有结构, ,整体无结构整体无结构 q独立性：独立性差，数据的逻辑结独立性：独立性差，数据的逻辑结 构改变必须修改应用程序构改变必须修改应用程序 q控制能力：应用程序自己控制控制能力：应用程序自己控制 文件管理阶段文件管理阶段 q时期：时期： 6060年代末以来年代末以来 q产生的背景：产生的背景： 应用需求应用需求大规模

5、管理大规模管理 硬件水平硬件水平大容量磁盘大容量磁盘 软件水平软件水平有数据库管理系统有数据库管理系统 数据库系统阶段数据库系统阶段 数据处理方式的发展数据处理方式的发展_数据库系统阶段数据库系统阶段 数据处理方式的发展数据处理方式的发展_文件管理阶段文件管理阶段 程序程序1 1 程序程序2 2数据库数据库 程序程序N N 数据库数据库 管理系统管理系统 q管理者：管理者：DBMSDBMS q面向的对象：现实世界面向的对象：现实世界 q共享程度：共享性高共享程度：共享性高 q独立性：高度的物理独立性和一独立性：高度的物理独立性和一 定的逻辑独立性定的逻辑独立性 q结构化：整体结构化结构化：整体

6、结构化 q控制能力：控制能力：DBMSDBMS统一管理和控制统一管理和控制 数据库系统阶段数据库系统阶段 q数据库数据库(DataBase(DataBase，DB)DB)是为解决特定任务服务是为解决特定任务服务 的，是以一定的组织形式存储在一起的相互有的，是以一定的组织形式存储在一起的相互有 关的数据集合。关的数据集合。 数据库数据库 数据库中的常见概念数据库中的常见概念_数据库数据库 学学 号号 姓名姓名 性性 别别 班班 级级 0101张力张力男男3-13-1 0202李平李平女女3-23-2 0303王方王方女女3-43-4 0404刘勇刘勇男男3-33-3 q数据库管理系统数据库管理系

7、统(DBMS) (DBMS) 是位于用户与操作系统之是位于用户与操作系统之 间的一种软件，是帮助用户建立、使用和管理数间的一种软件，是帮助用户建立、使用和管理数 据库的软件系统，是数据库与用户之间的接口。据库的软件系统，是数据库与用户之间的接口。 数据库管理系统数据库管理系统 数据库中的常见概念数据库中的常见概念_数据库管理系统数据库管理系统 q数据库系统数据库系统(DBS)(DBS)是指带有数据库的计算机系统。是指带有数据库的计算机系统。 包括数据库、数据库管理系统、应用程序、数包括数据库、数据库管理系统、应用程序、数 据库管理员以及用户等部分。据库管理员以及用户等部分。 数据库系统数据库系

8、统 数据库中的常见概念数据库中的常见概念_数据库系统数据库系统 数据库系统数据库系统 数据库中的常见概念数据库中的常见概念_数据库系统数据库系统 用户用户1 1用户用户2 2用户用户n n 数据库系统示意图数据库系统示意图 数据库管数据库管 理系统理系统 数据库数据库 应用程序应用程序 数数 据据 库库 管管 理理 员员 q数据模型就是现实世界数据特征的抽象，是数据数据模型就是现实世界数据特征的抽象，是数据 库系统的数学形式框架，是用来描述数据的一组库系统的数学形式框架，是用来描述数据的一组 概念和定义，包括描述数据、数据联系、数据操概念和定义，包括描述数据、数据联系、数据操 作、数据语义及数

9、据一致性概念的工具。作、数据语义及数据一致性概念的工具。 数据模型数据模型 数据模型数据模型 数据模型数据模型 数据模型数据模型 数据模型应满足三方面要求：数据模型应满足三方面要求： q能比较真实地模拟现实世界；能比较真实地模拟现实世界； q容易为人所理解；容易为人所理解； q便于在计算机上实现。便于在计算机上实现。 数据模型的组成要素数据模型的组成要素 数据模型的组成要素和分类数据模型的组成要素和分类_组成要素组成要素 所研究的对象类型的集合。所研究的对象类型的集合。 数据结构数据结构 数据操作数据操作 数据数据 模型模型 组成组成 要素要素 完整性约束完整性约束 指对数据库中各种对象的实例

10、允指对数据库中各种对象的实例允 许执行的操作的集合，包括操作许执行的操作的集合，包括操作 及有关的操作规则。及有关的操作规则。 数据的完整性约束是一组完整性数据的完整性约束是一组完整性 规则的集合。规则的集合。 完整性规则：是给定的数据模型中数据及其联系所具有完整性规则：是给定的数据模型中数据及其联系所具有 的制约和存储规则，用以限定符合数据模型的数据库状的制约和存储规则，用以限定符合数据模型的数据库状 态及状态的变化，以保证数据的正确、有效和相容。态及状态的变化，以保证数据的正确、有效和相容。 数据模型的分类数据模型的分类 数据模型的组成要素和分类数据模型的组成要素和分类_分类分类 概念数据

11、模型概念数据模型 物理数据模型物理数据模型 数据数据 模型模型 数据结构模型数据结构模型 概念模型概念模型 概念模型概念模型 q具有较强的语义表达能力，能够方便、直具有较强的语义表达能力，能够方便、直 接地表达应用中的各种语义知识。接地表达应用中的各种语义知识。 q简单、清晰，易于用户理解。简单、清晰，易于用户理解。 现实世界现实世界信息世界信息世界机器世界机器世界 概念模型概念模型 基本术语基本术语 概念模型概念模型_基本概念基本概念 q实体：客观存在并可相互区别的事实体：客观存在并可相互区别的事 物称为实体。物称为实体。 q属性：实体所具有的某一特性。属性：实体所具有的某一特性。 q码码(

12、 (键键) )：唯一标志实体的属性集。：唯一标志实体的属性集。 q域：属性的取值范围。域：属性的取值范围。 学学 号号 姓名姓名 性性 别别 班班 级级 0101张力张力男男3-13-1 0202李平李平女女3-23-2 0303王方王方女女3-43-4 0404刘勇刘勇男男3-33-3 概念模型概念模型_基本概念基本概念 q实体型：用实体名及其属性名集合来实体型：用实体名及其属性名集合来 抽象和刻画同类实体，称为实体型。抽象和刻画同类实体，称为实体型。 q实体集：同型实体的集合。实体集：同型实体的集合。 q联系：实体内部的联系和实体联系：实体内部的联系和实体( (型型) )之之 间的联系。间

13、的联系。 基本术语基本术语 学学 号号 姓名姓名 性性 别别 班班 级级 0101张力张力男男3-13-1 0202李平李平女女3-23-2 0303王方王方女女3-43-4 0404刘勇刘勇男男3-33-3 实体型之间的联系实体型之间的联系 概念模型概念模型_基本概念基本概念 一对一联系一对一联系 一对多联系一对多联系 实体实体 型之型之 间的间的 联系联系 多对多联系多对多联系 如果对于实体集如果对于实体集A A中的每一个实体，中的每一个实体， 实体集实体集B B中至多有一个实体与之联系，中至多有一个实体与之联系， 反之亦然，则称实体集反之亦然，则称实体集A A与与B B具有一具有一 对一

14、联系，记为对一联系，记为1 1：1 1。 学员队学员队 人数人数 三队三队35 二队二队52 一队一队46 队长队长年龄年龄 李兵李兵35 刘勇刘勇32 张弘张弘40 概念模型概念模型_信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念 如果对于实体集如果对于实体集A A中的每一个实体，中的每一个实体， 实体集实体集B B中有中有n n个实体个实体(n0)(n0)与之联与之联 系，反之，对于实体系，反之，对于实体B B中的每一个实中的每一个实 体，实体集体，实体集A A中至多只有一个实体与中至多只有一个实体与 之联系，则称实体集之联系，则称实体集A A与与B B具有一对具有一对 多联系，记为多联系，记为

15、1 1：n n。 实体型之间的联系实体型之间的联系 一对一联系一对一联系 一对多联系一对多联系 实体实体 型之型之 间的间的 联系联系 多对多联系多对多联系 学员队学员队 人数人数 三队三队35 二队二队52 一队一队46 学员学员年龄年龄 李兵李兵20 刘勇刘勇18 张弘张弘20 概念模型概念模型_信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念 如果对于实体集如果对于实体集A A中的每一个实体，实体中的每一个实体，实体 集集B B中有中有n n个实体个实体(n0)(n0)与之联系，反之，与之联系，反之， 对于实体集对于实体集B B中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集A A中中 也有也有m

16、m个实体个实体(m0)(m0)与之联系，则称实体与之联系，则称实体 集集A A与与B B具有多对多联系，记为具有多对多联系，记为m m：n n。 实体型之间的联系实体型之间的联系 一对一联系一对一联系 一对多联系一对多联系 实体实体 型之型之 间的间的 联系联系 多对多联系多对多联系 课程课程学分学分 英语英语5 数学数学3 政治政治4 学员学员年龄年龄 李兵李兵20 刘勇刘勇18 张弘张弘20 概念模型的表示方法概念模型的表示方法 概念模型概念模型_概念模型的表示方法概念模型的表示方法 q实体型：用矩形表示，框内写实体名。实体型：用矩形表示，框内写实体名。 q属性：用椭圆形表示，并用无向边将

17、其属性：用椭圆形表示，并用无向边将其 与相应的实体连接起来。与相应的实体连接起来。 q联系：用菱形表示，框内写明联系名，联系：用菱形表示，框内写明联系名， 并用无向边分别与有关实体连接起来，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。同时在无向边旁标上联系的类型。 厂长厂长 管理管理 车间车间 姓名姓名 年龄年龄 1 n E ER R图图 概念模型的表示方法概念模型的表示方法 概念模型概念模型_概念模型的表示方法概念模型的表示方法 n n m m 学生学生 学生选课子系统学生选课子系统E-RE-R图图 课程课程 选修选修 学号学号姓名姓名班级班级 编号编号名称名称性质性质

18、学分学分 成绩成绩 小结小结 第六章第六章 数据库技术基础数据库技术基础 q数据处理方式的发展数据处理方式的发展 q数据库中的常见概念数据库中的常见概念 q数据模型数据模型 数据结构模型数据结构模型 常用的数据结构模型常用的数据结构模型 q层次模型层次模型 q网状模型网状模型 q关系模型关系模型 q面向对象模型面向对象模型 层次模型层次模型 常用的数据结构模型常用的数据结构模型_层次模型层次模型 q层次模型用树形结构来表示各层次模型用树形结构来表示各 类实体以及实体间的联系。类实体以及实体间的联系。 q有且只有一个结点没有双亲结有且只有一个结点没有双亲结 点，这个结点称为根结点。点，这个结点称为根结点。 q根以外的其他结点有且只有一根以外的其他结点有且只有一 个双亲结点。个双亲结点。 厂