数据库概论课件

1、数据库系统及应用数据库课程的基本教学目标掌握数据库的基本概念和基本理论掌握数据模型和数据库设计方法熟练使用关系数据库标准语言SQL基本掌握DBMS的管理和使用方法基本掌握数据库应用系统的开发方法如何学习数据库课程数据库是一门理论性和实践性都很强的课程，又是专业的核心骨干课程，所以必须下功夫才能学好。学好本课程没有绝对的窍门和捷径，还是建议大家踏踏实实地下真功夫学习。理论性和实践性都很强 数据库课程不仅理论性强，实践性也很强，应该实践的内容决不能偷懒，要主动多上机、多实践，提高动手能力。通过上机实践来验证所学的理论、来巩固相关的概念、来促进理论的学习，从而提高分析问题和解决问题的能力。通过实践还

2、可以锻炼心理素质，提高心理承受能力。 要理解所学的知识 数据库课程一开始会感觉要记的、背的东西太多，我们不提倡死记硬背，要理解，理解了也就记住了。所以要精读课程指定的教材，特别是教师强调的课程中的重点、难点，一定要完全理解，这样才能建立起准确的、完整的知识结构。 多看几本参考书任何一本教材都有自己的特色，不可能每个知识点都讲解的很详细，所以还要开阔眼界，打开思路，多看几本参考书，从而补充和完善课堂内所学的知识。 参考书目录数据库基础与应用（第版）王珊李盛恩编著人民邮电出版社数据库系统原理主编：陆慧娟浙江大学出版社数据库原理及应用主编：张丹平周玲元北京航空航天大学出版社第1章 数据库概 论.数据

3、库管理及其发展过程.数据库系统的特点.数据库模型.数据独立性与三层结构.三层模式结构和数据库管理系统.数据库系统.事务.数据库设计 数据库是相互关联的数据的集合，它用综合的方法组织数据，具有较小的数据冗余，可供多个用户共享，具有较高的数据独立性，具有安全控制机制，能够保证数据的安全、可靠，允许并发地使用数据库，能有效、及时地处理数据，并能保证数据的一致性和完整性。什么是数据库？特点2：用综合的方法组织数据 数据库能够根据不同的需要按不同的方法组织数据顺序索引聚簇特点3：低冗余与数据共享文件系统时： 职工基本情况 有关人事管理的数据 职工基本情况 有关教育培训的数据教育子系统人事子系统冗余！数据

4、库系统：教育子系统人事子系统低冗余与数据共享有关人事管理的数据 职工基本情况 有关教育培训的数据共享特点4：数据具有较高的独立性 数据独立性是指数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖、彼此独立的特性。特点5：保证数据的安全、可靠 数据库技术要能够保证数据库中的数据是安全、可靠的。 有效地防止数据库中的数据被非法使用或非法修改 数据遭到破坏时能立刻将数据完全恢复主动安全被动安全安全机制备份恢复特点6：数据可以并发使用并能同时保证数据的一致性 在多个用户同时使用数据库时，能够保证不产生冲突和矛盾，保证数据的一致性和正确性。500元500+300=800500-200=300300元800元500元

5、500元？并发应用 人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段及其发展过程数据库的发展过程应用程序1应用程序2应用程序n数据集n数据集2数据集1手工阶段文件系统的缺陷数据冗余大数据不一致性程序和数据之间的独立性差数据联系弱应用程序1应用程序2应用程序nDBMS数据库数据库系统阶段 1、1969年形成产品的美国IBM公司的数据库管理系统IMS（Information Management System）的问世，该系统支持的是层次数据模型。2、美国数据系统语言协会下属的数据库任务组DBTG（DataBase Task Group）对数据库方法进行了系统的研究，DBTG所提议的方法是基于网状数据模型

6、的。 3、从1970年起，IBM的研究员E.F.Codd发表了一系列的论文，提出了数据库的关系模型，为关系数据库的发展和理论研究奠定了基础。标志着数据库技术诞生的三个事件Charles Bachman（查尔斯.巴赫曼 ）20世纪60年代开始数据处理技术开始逐步广泛应用，数据库技术始于这个时期，由于对数据库标准的制定（具体体现在网状数据库上）对数据库技术的形成奠定了基础， Charles Bachman在其中做出了杰出贡献，为此于1973年获得图灵奖。1970年6月Codd发表论文“用于大型共享数据库的关系数据模型”，及随后的一系列论文，对关系数据库的创立和发展做出了杰出贡献。关系数据库随后取代

7、了层次和网状数据库。1981年获得图灵奖，并被称为关系数据库之父。E.F.Codd(埃德加弗兰德科德 )James Gray（吉姆格雷）在数据库技术、特别是事务处理方面做出了杰出贡献。解决了诸如完整性、安全性、并发控制等一系列等技术难题。1998年获得图灵奖。数据库的研究领域数据模型层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等应用领域政府、企业、金融、交通、教育、科研等计算机技术分布式技术、并行技术、人工智能、多媒体、等数据库技术的广泛应用领域和发展方向各种基于数据管理的信息系统因特网上的Web数据库多媒体数据库工程数据库辅助决策支持人工智能领域的知识库数据模型：是对现实世界数据特征的抽象其三

8、要素是：数据结构、数据操作、数据约束条件最常用到的数据模型： 概念数据模型 基本数据模型1.3 数据模型初步&1.3.1概念数据模型 按用户的观点对数据和信息建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象。现实信息电脑数据的三种范畴实体 客观存在并可以相互区分的客观事物或抽象事件称为实体。客观存在的抽象事件订货、演出、足球赛等也是实体可以触及的客观对象仓库、器件、职工等是实体属性(特征)身高年龄性别体重比赛时间、地点、参赛队实体的表示方式在E-R图中用矩形框表示实体，把实体名写在框内，比如仓库实体可以表示为：仓库联系的表示方式 实体之间的联系用菱形框表示，框内写上联系名，并用连线与有关的实体相连。联系

9、名实体1实体1属性的表示方式 实体的属性用椭圆框表示，框内写上属性名，并用连线连到相应实体。也可以直接将属性名写在实体旁边。仓库仓库号城市面积仓库仓库号城 市面 积 联系本身也有属性，联系是通过相关联的实体的有关属性体现出来的。联系的属性仓库职工工作仓库号城 市面 积职工号工 资仓库号职工号1n1.3.2逻辑数据模型层次模型网络模型关系模型按计算机系统的观点对数据建模地是现实世界数据特征的抽象，用DBMS来实现层次数据模型 用树形结构来表示实体之间联系的模型称为层次模型。 层次模型的典型代表是IMSInformation Management System层次模型有以下两点限制：有且仅有一个结

10、点无父结点，这个结点即为树的根；其他结点有且仅有一个父结点。层次结构实例层次模型中用的术语层次型片段（Segment）字段型和值？网络数据模型 用网络结构来表示实体之间联系的数据模型称为网络数据模型。网络模型的典型代表是CODASYL Conference On DAta SYstem LanguageCODASYL用系描述联系系：命名了的联系。SET：相互关联的数据的集合。系由一个父记录型和一个或多个子记录型构成。系是一个二级树。网络结构关系数据模型 用关系（表格数据）表示实体和实体之间联系的模型称为关系数据模型。关系实例 是对数据最底层的抽象，它描述数据在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法，

11、是面向计算机系统的。1.3.3物理数据模型1.4 数据独立性与三层结构什么是数据独立性？如何获得数据独立性？数据独立性是指: 应用程序与存储数据相互独立的特性具体说，就是当修改数据的组织方法和存储结构时，应用程序不用修改的特性。1）存储数据独立性(物理独立性） 应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是相互独立。实现存储数据独立性2）概念数据独立性（逻辑独立性） 应用程序与数据的逻辑结构是本互独立的。实现概念数据独立性1.5三层模式结构和数据库管理系统* 数据库的三级模式结构* 数据库管理系统的总体结构数据库的三级模式结构应用A应用B应用C应用D应用E外模式1外模式2外模式3内模式模式数据库数据

12、库系统的三级模式结构存储模式：是物理结构和存储方式的描述逻辑模式：是数据的逻辑结构和特征的描述。用户模式子模式：数据用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征三级模式同时包含了二级映像二级映象在DBMS内部实现这三个抽象层次的联系和转换外模式模式映像：逻辑独立性模式内模式映像：物理独立性各级模式之间的关系记住：概念模式带来了存储数据独立性；外部模式带来了概念数据独立性。数据库管理系统的总体结构DBMS读取一条记录时发生的事件：用户程序A向DBMS发出读一条记录的指令，这时用户程序要给出外部文件名和记录的关键字值；DBCS分析所接到的指令，访问对应的外部模式；DBCS完成外部模式到概念模式的转

13、换，决定访问哪个（些）概念文件；接着由DBSS完成概念模式到存储模式的转换，并决定访问哪个（些）存储文件；DBSS调用存取方法，通过操作系统将读取的记录送到系统缓冲区；用户程序从系统缓冲区得到所需记录和DBMS返回的状态信息；用户程序在工作区中使用所得到的记录。数据库系统数据库系统就是基于数据库的计算机应用系统，它包括：以数据为主体的数据库管理数据库的系统软件DBMS支持数据库系统的计算机硬件环境和操作系统环境管理和使用数据库系统的人，特别是负责设计、维护 数据库的技术人员数据库管理员方便使用和管理系统的各种技术说明书和使用说明书数据库管理系统DataBase Management Syste

14、m简称DBMS关系数据库管理系统SybaseOracleDB1MS SQL ServerFoxProAccess 简单说DBMS就是管理数据库的系统软件，它应该具有如下功能： 数据库定义功能 数据库操纵功能 数据库查询功能 数据库控制功能 数据库通讯功能什么是数据库管理系统？ 数据库管理的重要性 数据库管理员DataBase Administrator DBA的重要职责数据库管理和数据库管理员三个概念数据库 数据库管理系统 数据库系统数据 软件 系统1.7 事 务 事务的概念 事务的性质 SQL对事务的支持 事务的概念事务是构成单一逻辑工作单元的操作集合。买卖交易一手交钱一手交货订票查询、订位

15、、(交钱)、出票（往返票？）转帐转出、转入为什么需要事务的概念呢？恢复的需要并发操作的需要买卖交易一手交钱一手交货订票查询、订位、(交钱)、出票（往返票？）转帐转出、转入James Gray1998年获得图灵奖在数据库技术、特别是事务处理方面做出了杰出贡献。解决了诸如完整性、安全性、并发控制等一系列技术难题。事务的性质 原子性（Atomicity） 一致性（Consistency） 隔离性（Isolation）持久性（Durability） 事务的这些性质通常称为ACID特性 原子性 事务的原子性强调了一个事务是一个逻辑工作单元，是一个整体，是不可分割的。一个事务所包含的操作要么全部做，要么全

16、部不做。买卖交易一手交钱一手交货订票查询、订位、(交钱)、出票（往返票？）转帐转出、转入 一致性 一个事务执行一项数据库操作，事务将使数据库从一种一致性的状态变换成另一种一致性状态。 在事务执行前，总是假设数据库是一致的，那么当事务成功执行后，数据库肯定仍然是一致的。 买卖交易一手交钱一手交货订票查询、订位、(交钱)、出票（往返票？）转帐转出、转入（帐目平衡）隔离性 如果每个事务单独执行能保持原子性和一致性，这些事务并发执行也能保持原子性和一致性，则是事务的隔离性。并发记帐？持久性 事务的持久性是指一旦事务成功完成，该事务对数据库所施加的所有更新都是永久的。在ATM取钱后银行系统突然发生故障？ 事务的生命周期事务的结束提交(Commit)或者撤销(Rollback)事务在活动中的状态活动状态事务初始时部分提交状态命令执行完、但未提交失败状态发现正常操作不能进行撤销状态撤销事务，恢复到事务前的状态提交状态成功完成后事务的生命周期命令执行完只要事务没有提交事务就没有结束，还有可能转变到失败状态。活动状态失败状态提交状态撤销状态部分提交状态开始事务 使用BEGIN TRANSACTION命令显式说明一个事务开始，它说明了对数据库进行操作的一个单元的起始点。在事务完成之前出现任何操作错误和故障，都可