第1章 数据库概述1-2015-9

1、数据库原理及应用数据库原理及应用2015年年09月月如何联系我马丽n办公室n 行政楼303n电话nE-Mail n 课堂要求认真听讲，按时交作业。认真听讲，按时交作业。上机实践要重视，不得抄袭他人代码。上机实践要重视，不得抄袭他人代码。上课手机要关闭，不能吃东西，不能随便出入上课手机要关闭，不能吃东西，不能随便出入教室。教室。不旷课，不迟到、早退。不旷课，不迟到、早退。课程内容 数据库基本原理 产生、发展、理论基础、设计方法 数据库管理系统(DBMS)软件的使用 学习使用SQL Server 2005考核方式5期末成期末成绩绩 + + 平平时时成成绩绩 = = 总评总

2、评成成绩绩第一章第一章绪论绪论 1.1 1.1 数据管理技术的产生和发展数据管理技术的产生和发展1、什么是数据管理技术？、什么是数据管理技术？2、数据管理技术的发展、数据管理技术的发展 经历了三个阶段：经历了三个阶段：人工管理阶段人工管理阶段文件管理阶段文件管理阶段数据库系统管理阶段数据库系统管理阶段利用计算机管理数据的技术1.1.1 1.1.1 人工管理阶段人工管理阶段时间：时间： 20世纪中期以前世纪中期以前特点：特点： 数据不保存数据不保存在机器中在机器中 无软件系统对数据管理，无软件系统对数据管理，数据由应用程数据由应用程序管理序管理 数据不共享数据不共享 数据不具有独立性数据不具有独

3、立性1.1.1 1.1.1 人工管理阶段人工管理阶段应用程序1应用程序2应用程序n数据集1数据集2数据集n1.1.2 1.1.2 文件管理阶段文件管理阶段时间：时间：20世纪世纪50年代到年代到60年代期间年代期间特点：特点： 数据可以长期保存（数据可以长期保存（数据以文件形式存于磁盘数据以文件形式存于磁盘上上 ） 数据由文件系统管理数据由文件系统管理（文件系统把数据组织成（文件系统把数据组织成相互独立的数据文件）相互独立的数据文件） 数据共享性差，冗余度大数据共享性差，冗余度大（数据的存取以记录（数据的存取以记录为单位，文件对应于一个应用程序）为单位，文件对应于一个应用程序） 数据独立性差数

4、据独立性差（数据逻辑结构改变，必须修改（数据逻辑结构改变，必须修改应用程序、文件结构定义）应用程序、文件结构定义）1.1.2 1.1.2 文件管理阶段文件管理阶段应用程序1文件组1文件组2应用程序2应用程序n文件组n文件系统数据与应用程序之间的关系注意：在文件系统中数据的存取单位是记录。注意：在文件系统中数据的存取单位是记录。 文件管理阶段在数据管理文件管理阶段在数据管理方面有哪些缺陷，请举例说明方面有哪些缺陷，请举例说明?文件系统有：文件系统有：数据冗余数据冗余、数据不一致数据不一致和和数据联系弱数据联系弱 三个缺点。三个缺点。工号：123；职工姓名：张三；职工电话：67890123工号：1

5、24；职工姓名：李四；职工电话：67543210工号：125；职工姓名：张三；职工电话：65467890工号：123；职工工资：2230元；职工电话：62345000工号：124；职工工资：3500元；职工电话：67543210工号：125；职工工资：2400元；职工电话：654678901.1.3 1.1.3 数据库系统管理阶段数据库系统管理阶段特点：特点：数据结构化（考虑整个组织的数据结构）数据结构化（考虑整个组织的数据结构）数据由数据由DBMSDBMS管理和控制管理和控制数据共享性高、冗余度低、易扩充数据共享性高、冗余度低、易扩充数据独立性高数据独立性高高度的数据控制能力高度的数据控制能

6、力 时间：时间：20世纪世纪60年代年代后期后期 -注意：数据结构化是数据库系统与文件系统的根本区别。注意：数据结构化是数据库系统与文件系统的根本区别。1.1.3 1.1.3 数据库系统管理阶段数据库系统管理阶段DBMSDBMS提供的数据控制能力：提供的数据控制能力：数据的安全性保护数据的安全性保护数据的完整性检查（数据的正确性、有效性、数据的完整性检查（数据的正确性、有效性、相容性）相容性）并发控制并发控制数据库恢复数据库恢复1.1.3 1.1.3 数据库系统管理阶段数据库系统管理阶段Database Management System数据库管理系统数据库管理系统应用程序1应用程序2应用程序

7、nDBMSDBMS数据库数据库数据与应用程序之间的关系1. 1.2 2 数据库系统概述数据库系统概述一、数据一、数据概念：概念：描述事物的符号记录称为数据。描述事物的符号记录称为数据。 数据是数据库中存储的基本对象数据是数据库中存储的基本对象 数据的种类包括：数字、文字、图形、图像、声数据的种类包括：数字、文字、图形、图像、声音音二、数据库二、数据库 概念：概念：存储在计算机内、有组织的、可共享的大量存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据的集合。用户数据库应用DBMS数据库1. 1.2 2 数据库系统概述数据库系统概述 三、数据库管理系统三、数据库管理系统 (DBMS)1 1、

8、概念、概念 位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。1. 1.2 2 数据库系统概述数据库系统概述是数据库系统中管理数据的软件系统。是数据库系统中管理数据的软件系统。2 2、数据库管理系统的功能：、数据库管理系统的功能：DBMSDBMS提供数据定义语言提供数据定义语言DDLDDL，用户通过它可以对数，用户通过它可以对数据库中的对象进行定义。据库中的对象进行定义。 DDLData Definition Language DDLData Definition Language 例如：定义数据库的三级结构；定义数据的完整性、例如：定义数据库的三级结构；定义

9、数据的完整性、安全控制等约束。安全控制等约束。1. 1.2 2 数据库系统概述数据库系统概述2 2、数据库管理系统的功能：、数据库管理系统的功能：DBMSDBMS要分类组织、存储和管理各种数据，包括：要分类组织、存储和管理各种数据，包括：数据字典、用户数据、数据的存储路径等。提供多种数据字典、用户数据、数据的存储路径等。提供多种存取方法来提高存取效率（索引查找、存取方法来提高存取效率（索引查找、HashHash查找、顺查找、顺序查找等）。序查找等）。1. 1.2 2 数据库系统概述数据库系统概述2 2、数据库管理系统的功能：、数据库管理系统的功能：3 3） 数据操纵功能数据操纵功能 通过通过D

10、BMSDBMS提供的数据操纵语言提供的数据操纵语言DML,DML,用户可以使用用户可以使用DMLDML操纵数据实现对数据的基本操作。操纵数据实现对数据的基本操作。操作包括查询、插入、修改和删除等。操作包括查询、插入、修改和删除等。DMLData Manipulation LanguageDMLData Manipulation Language1. 1.2 2 数据库系统概述数据库系统概述2 2、数据库管理系统的功能：、数据库管理系统的功能：4 4） 数据库的事务管理和运行管理数据库的事务管理和运行管理 数据库的建立、运用和维护由数据库的建立、运用和维护由DBMSDBMS统一管理、统一管理、统

11、一控制，以保证数据的安全性、完整性、多用户统一控制，以保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。1. 1.2 2 数据库系统概述数据库系统概述2 2、数据库管理系统的功能：、数据库管理系统的功能：5 5） 数据库的建立和维护功能数据库的建立和维护功能 它包括数据库中数据的输入、转换功能，数据库它包括数据库中数据的输入、转换功能，数据库的转储、恢复功能，数据库的性能监视、分析功能等。的转储、恢复功能，数据库的性能监视、分析功能等。1. 1.2 2 数据库系统概述数据库系统概述2 2、数据库管理系统的功能：、数据库管理系统的功能

12、：6 6） 其他功能其他功能 包括：包括：DBMSDBMS与网络中其他软件系统的通信功能；与网络中其他软件系统的通信功能；一个一个DBMSDBMS与另一个与另一个DBMSDBMS或文件系统的数据转换功能；或文件系统的数据转换功能；异构数据库之间的互访和互操作功能等。异构数据库之间的互访和互操作功能等。1. 1.2 2 数据库系统概述数据库系统概述四、数据库系统四、数据库系统1、概念、概念 是指在计算机系统中引入数据库后的系统。是指在计算机系统中引入数据库后的系统。2、组成：、组成： 由数据库、由数据库、DBMS、应用系统、数据库管理员和、应用系统、数据库管理员和用户用户五部分组成五部分组成。

13、1. 1.2 2 数据库系统概述数据库系统概述数据库系统的组成数据库系统的组成 硬件硬件操作系统操作系统DBMS，数据库数据库应用开发工具软件应用开发工具软件应用系统应用系统PB,VB,VCDELPHIOracle,Db2,Sybase,SQL Server,Informix用户用户1.用户用户n数据库系统应用实例数据库系统应用实例n财务管理系统财务管理系统n航空售票系统航空售票系统n图书管理系统图书管理系统n教务管理系统教务管理系统n超市业务系统超市业务系统n库存管理系统库存管理系统n销售管理系统销售管理系统习题：习题：1.1.下列四项中，不属于数据库特点的是下列四项中，不属于数据库特点的是

14、( )( )A.A.数据共享数据共享 B.B.数据完整性数据完整性C.C.数据冗余很高数据冗余很高 D.D.数据独立性高数据独立性高2.2.下列四项中说法不正确的是下列四项中说法不正确的是( )( )A.A.数据库减少了数据冗余数据库减少了数据冗余 B.B.数据库中的数据可以共享数据库中的数据可以共享C.C.数据库避免了一切数据的重复数据库避免了一切数据的重复 D.D.数据库具有较高的数据独立性数据库具有较高的数据独立性答案：1、C 2、C1. 1.3 3 数据模型数据模型1. 1.3.1 3.1 两类数据模型两类数据模型1. 1.3.1 3.1 两类数据模型两类数据模型信息世界信息世界 概念

15、模型概念模型（实体和属性）（实体和属性）数据（机器）世界数据（机器）世界某一DBMS支持的数据模型数据模型（记录和数据项）（记录和数据项）现实世界现实世界（事物）（事物）认识抽象认识抽象转换数据模型：数据模型：是从信息世界到机是从信息世界到机器世界的转换。这种模型是面器世界的转换。这种模型是面向数据库中数据逻辑结构的。向数据库中数据逻辑结构的。概念模型：概念模型：用于信息世界的建用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的模，是现实世界到信息世界的第一层抽象。第一层抽象。1. 1.3.1 3.1 两类数据模型两类数据模型现实世界现实世界信息世界信息世界机器世界机器世界事物（个体）事物（个体） 实

16、体实体 记录记录Record特性特性 属性属性 字段字段Field事物（全体）事物（全体） 实体集实体集 文件文件File1. 1.3.1 3.1 两类数据模型两类数据模型1. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 1 1、信息世界中的几个基本概念：（、信息世界中的几个基本概念：（P14P14） 实体实体：客观存在并相互区别的事物。：客观存在并相互区别的事物。 实体集实体集：同一类型实体的集合。：同一类型实体的集合。 属性属性：实体所具有的特性。：实体所具有的特性。 关键字关键字：能唯一标识实体的属性或属性集。也称：能唯一标识实体的属性或属性集。也称键键或或码码 域域：属性的取值范围称为该属性

17、的域。：属性的取值范围称为该属性的域。 实体型实体型：用实体名及其属性名描述同一类实体为实体型。：用实体名及其属性名描述同一类实体为实体型。 联系联系：在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间：在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。的联系。1. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 2 2、实体间的联系、实体间的联系 注意：是指不同注意：是指不同实体集实体集之间的联系。之间的联系。 两个实体型之间的联系分为以下三类：两个实体型之间的联系分为以下三类： 1:1 1:1 一对一联系一对一联系 1: 1:n n 一对多联系一对多联系 m:n m:n 多对多联系多对多联系 1. 1.3.

18、2 3.2 概念模型概念模型 1 1）1 1对对1 1联系联系领导领导系主任系主任系系11实体集实体集(型型)A联系名联系名11实体集实体集(型型)B1. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 2 2）1 1对多联系对多联系 包括包括班级班级学生学生1N联系名联系名1n实体集实体集(型型)A实体集实体集(型型)B1. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 3 3）多对多联系）多对多联系课程号课程号选课选课学生学生课程课程MN学号学号姓名姓名性别性别学分学分课程名课程名成绩成绩联系名联系名mn实体集实体集(型型)A实体集实体集(型型)B1. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 4 4）单个实体

19、型内的联系）单个实体型内的联系 领导领导职工职工1联系名联系名1n实体集实体集(型型)An 同一个实体集内的各实体之间也可以存在一对一、同一个实体集内的各实体之间也可以存在一对一、一对多、多对多的联系。一对多、多对多的联系。 1. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 5）两个以上实体型之间的联系）两个以上实体型之间的联系:一门课程可由多名教员讲，一个教员只能讲一门课,一个课程可使用一本参考书，一本参考书只能由一门课使用.课程参考书讲授1m使用11教员 两个以上的实体型之间也存在一对一、一对多、多两个以上的实体型之间也存在一对一、一对多、多对多的联系。对多的联系。 1. 1.3.2 3.2 概

20、念模型概念模型 3、概念模型的表示方法、概念模型的表示方法实体实体联系方法：联系方法：该方法用该方法用E-R图来描述现实世界图来描述现实世界的概念模型。的概念模型。E-R方法也称为方法也称为E-R模型。模型。E-R图提供了表示实体型、属性和联系的方法：图提供了表示实体型、属性和联系的方法：u实体型：实体型：矩形表示矩形表示u属性：属性：椭圆表示椭圆表示u联系：联系：菱形表示菱形表示421. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 431. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 441. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 451. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 461. 1.3.2 3

21、.2 概念模型概念模型 471. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 481. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 491. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 1. 1.3.2 3.2 概念模型概念模型 50习题：习题： 1 1、学生社团可以接纳多名学生参加，但每个学生只能参、学生社团可以接纳多名学生参加，但每个学生只能参加一个社团，从社团到学生之间的联系类型是加一个社团，从社团到学生之间的联系类型是( )( ) A.A.多对多多对多 B.B.一对一一对一 C.C.多对一多对一 D.D.一对多一对多2 2、储蓄所有多个储户，一个储户可以在多个储蓄所存取、储蓄所有多个储户，一个储户可以在

22、多个储蓄所存取款，储蓄所和储户之间的联系类型是：款，储蓄所和储户之间的联系类型是： A.A.多对多多对多 B.B.一对一一对一 C.C.多对一多对一 D.D.一对多一对多 答案：1、D 2、A1. 1.3.3 3.3 数据模型的组成要素数据模型的组成要素 数据结构、数据操作和数据完整性数据结构、数据操作和数据完整性1. 1.3.3 3.3 数据模型的组成要素数据模型的组成要素 A. A.（静态特性的描述）（静态特性的描述） 描述数据库的组成对象以及对象之间的联系。描述数据库的组成对象以及对象之间的联系。 B. B.数据操作数据操作（动态特性的描述）（动态特性的描述） 对数据库中各种对象（型）的

23、实例（值）允许执行的操对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作的集合。作的集合。 - -查询和更新查询和更新( (包括删除、插入、修改）包括删除、插入、修改） - -含义、操作符号、操作规则含义、操作符号、操作规则( (如优先级别如优先级别) )、 实现操作实现操作的语言的语言C.C.数据完整性：数据完整性：2 2、数据模型的种类、数据模型的种类 最常用的逻辑数据模型（前四种）：最常用的逻辑数据模型（前四种）：层次模型层次模型( (Hierarchical Model) ( (树树) )网状模型网状模型( (Network Model) ( (图图) )关系模型关系模型( (Rela

24、tional Model) ) ( (表表) )面向对象模型面向对象模型 (Object Oriented Model） 是是DBMS使用最多使用最多的一种数据模型的一种数据模型1. 1.3.4 3.4 最常用的数据模型最常用的数据模型非关系模型非关系模型1 1）层次模型）层次模型特点：特点： (1) (1) 有一个根结点。有一个根结点。 (2) (2) 其他结点有且只有一个双亲。其他结点有且只有一个双亲。 (3) (3)上一层和下一层记录类型间联系是上一层和下一层记录类型间联系是1:1:N NABCD注意：层次数据库系统只能处理一对多的实体联系注意：层次数据库系统只能处理一对多的实体联系1.

25、 1.3.4 3.4 最常用的数据模型最常用的数据模型2 2）网状模型）网状模型特点：特点：（1 1）有一个以上的结点没有双亲）有一个以上的结点没有双亲（2 2）结点可以有多于一个的双亲）结点可以有多于一个的双亲能表示实体之间的多种复杂联系。能表示实体之间的多种复杂联系。ACEBD1. 1.3.4 3.4 最常用的数据模型最常用的数据模型1. 1.4 4 数据库系统结构数据库系统结构 从数据库管理角度看，数据库系从数据库管理角度看，数据库系统通常采用统通常采用三级模式结构三级模式结构（数据库管理（数据库管理系统内部的体系结构）。在这种模式下，系统内部的体系结构）。在这种模式下，形成两级映像，实

26、现数据的独立性。形成两级映像，实现数据的独立性。1. 1.4.2 4.2 数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构1. 1.4.2 4.2 数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构1. 模式模式1. 1.4.2 4.2 数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构1. 模式模式1. 1.4.2 4.2 数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构2. 外模式外模式1. 1.4.2 4.2 数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构2. 外模式外模式1. 1.4.2 4.2 数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构2. 外模式外模式1. 1.4.2 4.2 数据库系统的三级模式结构数据