初步认识数据库

空间数据库第一章初步认识数据库2017.1.16课程目标理解数据库的相关认识从现实到抽象的概括能力掌握数据库设计的思路建立关系的逻辑思维掌握一定的SQL语言语法能够在空间数据库中按要求进行相关检索课程内容数据库的总体认知空间关系数据库的总体认知空间关系数据库的简单设计关系数据的逻辑处理简单的SQL语言空间数据库的检索思维和方法评价方法平时成绩比例40%；考试成绩比例60%。考勤：占10%；平时作业：占30%；阶段性测验：占20%；实训（实验）：占20%；课堂讨论和提问：占10%；其他考核方式：占10%；项目一

数据和数据库的基本认识123什么是数据和数据库空间数据库的认识数据库系统的初步认识小结4数据定义：是用来记录信息的可识别的符号，是信息的具体表现形式。表示：型：是指数据内容存储在媒体上的具体形式值：是指所描述的客观事物的具体特性可以用多种不同的数据形式表示同一信息，信息不随数据形式的不同而改变。

例:一个人的身高数据不仅包括数字、文字形式，而且还包括图形、图像、声音、动画等多媒体数据。信息定义：是对各种事物的存在方式、运动状态和相互联系特征的一种表达和陈述，是自然界、人类社会和人类思维活动普遍存在的一切物质和事物的属性，它存在于人们的周围。举例：我们看到一个运动员身高2.10米，从这个数据可以获取哪些信息？数据处理定义:是指将数据转换成信息的过程，也称信息处理。内容:数据的收集、组织、整理、存储、加工、维护、查询和传播等一系列活动。数据管理它的主要任务是收集信息，将信息用数据表示并按类别组织保存。数据加工它的主要任务是对数据进行变换、抽取和运算。数据传播通过数据传播，信息在空间或时间上以各种形式传递。数据描述人们把客观存在的事物以数据的形式存储到计算机中，经历了3个领域：现实世界、信息世界和机器世界。现实世界事物事物性质信息世界实体实体属性数据世界记录数据项现实世界现实世界是存在于人们头脑之外的客观世界。例如，学校中有教师、学生、课程，教师为学生授课，学生选修课程并取得成绩；图书馆中有图书、管理员和读者，读者借阅图书，管理员对图书和读者进行管理等。信息世界信息世界是现实世界在人们头脑中的反映，人们把它用文字或符号记载下来。在信息世界中，有以下与数据库技术相关的术语。实体属性码域实体型实体集联系数据世界数据世界又称机器世界。信息世界的信息在机器世界中以数据形式存储实体→记录实体的属性→数据项(又称字段)现实世界中的事物及其联系→数据模型对客观事物的数量、属性、位置及其相互关系进行抽象表示的一些关键词数据具有时效性的有一定含义的，有逻辑的、经过加工处理的、对决策有价值的数据流信息通过人们的参与对信息进行归纳，演绎，比较等手段进行挖掘，使其有价值的部分沉淀下来，信息就转变成知识知识基于已有的知识，对产生的问题根据获得的信息进行分析，对比，演绎找出解决方案的能力智能数据的单位Byte—KB—MB—GB—TB—PB—EB—YB—ZB1月10日，-8℃，北京1月10日的最低气温是-8℃北京1月中上旬的日最低气温基本会在零下3度到零下10度之间浮动人们要注意保暖穿厚点——保暖用品需求量增大——价格可以适当上浮举个栗子什么是数据库宜家仓库什么是数据库数据库是电子化信息的集合将信息规范化并使之电子化,形成电子信息“库”,以便利用计算机对这些信息进行快速、有效的存储、检索、统计与管理。怎样提高效率，是一个永恒的主题数据狭义：数值数据广义：文字、声音、图形等一切能被计算机接收且能被处理的符号大量、海量数据库存储大量数据，方便检索和访问保持数据信息的一致、完整共享和安全通过组合分析，产生新的有用信息特点数据库管理系统（软件）管理大量的、持久的、可靠的、共享的数据的工具什么是空间数据用来表示物体的位置、形态、大小分布等各方面的信息，是对现世界中存在的具有定位意义的事物和现象的定量描述。*空间数据可视化什么是空间数据库空间数据库是指地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。空间数据库有哪些特点1、数据量庞大。空间数据库面向的是地理学及其相关对象，而在客观世界中它们所涉及的往往都是地球表面信息、地质信息、大气信息等及其复杂的现象和信息，所以描述这些信息的数据容量很大，容量通常达到GB级。2、具有高可访问性。空间信息系统要求具有强大的信息检索和分析能力，这是建立在空间数据库基础上的，需要高效访问大量数据。3、空间数据模型复杂空间数据库存储的不是单一性质的数据，而是涵盖了几乎所有与地理相关的数据类型，这些数据类型主要可以分为3类：（1）属性数据：与通用数据库基本一致，主要用来描述地学现象的各种属性，一般包括数字、文本、日期类型。（2）图形图像数据：与通用数据库不同，空间数据库系统中大量的数据借助于图形图像来描述。（3）空间关系数据：存储拓扑关系的数据，通常与图形数据是合二为一的。4、属性数据和空间数据联合管理。5、空间实体的属性数据和空间数据可随时间而发生相应变化。6、一种地物类型对应一个属性数据表文件。多种地物类型共用一个属性数据表文件。7、具有空间多尺度性和时间多尺度性。8、应用范围广泛。数据库的组织结构方式例如图层组成图像，帧组成视频常见的数据库是由一个个表组成的本讲学习什么?基本内容1.为什么要学习数据库系统?2.什么是数据库?3.什么是数据库系统?4.什么是数据库管理系统?重点与难点一组概念的区分：数据库、数据库系统和数据库管理系统?熟悉“表”的相关要素及术语熟悉数据库系统的构成(工作环境)了解数据库管理系统的功能：从用户角度和从系统角度传统社会：业务工作信息社会：业务工作

+计算机支持网络/Internet•数据库Everything

Over

DB1、为什么要学习数据库系统?(1)Everything

Over

DB?----形成“数据库”，实现“积累”----应用“数据库”,

实现积累的效益：联系----

“数据库”的管理与控制为什么要学习数据库系统?(2)信息积累与运用的基础—数据库?数据库是一种技术，更是一种思维1、为什么要学习数据库系统?(2)信息积累与应用的基础—数据库1、为什么要学习数据库系统?

(3)基于数据库的应用—大数据只求关系，不求因果不要相信经验，一切以数据说话数据管理与运用发现数据价值数据库数据大数据数据聚集数据累积发现数据价值为什么要学习数据库系统?(4)数据自有黄金屋?1、为什么要学习数据库系统?

(4)数据自有黄金屋1、为什么要学习数据库系统?

(5)数据库揭示了一种逻辑思维数据库成绩在80以上的男同学有哪些？数据库成绩≤80的男同学和全体女同学数据库成绩在80以上的男同学有哪些？什么是数据库2、什么是数据库?

(1)数据库与信息管理数据库是电子化信息的集合将信息规范化并使之电子化,形成电子信息‘库’,以便利用计算机对这些信息进行快速有效的存储、检索、统计与管理两个要点如何存储数据如何管理和利用数据2、什么是数据库?

(2)数据库与“表”数据库起源于规范化“表(Table)”的处理Table:

以按行按列形式组织及展现的数据千万不要轻视这种“表”！学生成绩单学号姓名性别出生年月文化程度申报工种鉴定级别邮政编码1崔宇男1997.12中专工程测量四级4524702毕隆男2000年5月中专工程测量四级4742503杨广男1988.08中专毕业工程测量四级4715324周杰男1998.10中专工程测量初级4631006王涛男1998.03中专工程测量四级4500007李轩男1998.03中专工程测量四级4549508刘凯男1998.05中专工程测量四级466200数据规范化是数据库管理方式和文件管理方式的重要区别之一2、什么是数据库?

(3)基于“表”的数据库的影响E.F.Codd, 基于对“表(Table)”的理解:

提出了“关系”及关系模型

提出了关系数据库理论

开创了数据库的时代

当前普遍应用的数据库管理系统的奠基者

获得了计算机领域最高奖“图灵奖”学生成绩单DB2OracleSysbaseMySQL“表”指代了什么?--对现实世界“抽象”:理解-区分-命名-表达学生成绩单什么是数据库?(4)对“表”的抽象：理解-区分-命名-表达?2、什么是数据库?

(4)对“表”的抽象：理解-区分-命名-表达2、什么是数据库?

(4)对“表”的抽象：理解-区分-命名-表达列名列值表内容(值)

行/元组/记录(row/tuple/record)表标题(格式)Table的构成暨关于Table的常用术语(关系)模式表/关系Table中描述了一批相互有关联关系的数据==关系列/字段/属性/数据项(column/field/attribute/dataitem)表名学生成绩表2、什么是数据库?

(5)数据库与“表”的关系?相互有关联关系的若干Table的集合Database:相互之间有关联关系的Table的集合数据库//Database学生成绩单学生登记表2、什么是数据库?

(6)关系数据库到其他类型的数据库关系数据库学生成绩单图像数据库工程数据库什么是数据库系统3、什么是数据库系统?

(1)数据库系统的构成—概念层次数据库管理系统//DBMS管理数据库的一种系统软件数据库管理员//DBA数据库系统(工作环境)相互有关联关系的数据的集合数据库//Database数据库应用程序//DBAP用户2使用的完成某功能的应用程序

DBAP

1

DBAP

2DBAP

n用户n使用的完成某功能的应用程序数据库(DB):Database数据库管理系统(DBMS):

Database

Management

System数据库应用(DBAP):DataBase

Application数据库管理员(DBA):DataBase

Administrator计算机基本系统3、什么是数据库系统?

(2)数据库系统构成—实例层次?DBMSOracle或Sybase或SQL

Server或DB2或MSAccess数据库系统(工作环境)：图书管理数据库系统数据库//DatabaseTable1:出版社T2:

出版社图书目录T3:采买记录T4:图书；T5:读者T6:借阅登记T7:工作人员DBAP

n借书证管理员读者管理程序借还管理员图书借阅管理程序

DBAP

1

DBAP

3采买员图书编目管理程序

DBAP

2编目员图书采买管理程序DBA3、什么是数据库系统?

(3)实例化和概念化理解数据库系统?对比：实例化与抽象化(概念化)什么是数据库管理系统4、什么是数据库管理系统?

(1)从用户角度看数据库管理系统的功能?用户：数据库管理系统应具有什么功能?系统：数据库管理系统应具有什么功能?4、什么是数据库管理系统?

(1)从用户角度看数据库管理系统的功能?数据库定义:

定义数据库中Table的名称、标题(内含的属性名称及对该属性的值的要求)等DBMS提供一套数据定义语言(DDL:Data

Definition

Language)给用户

用户使用DDL描述其所要建立表的格式

DBMS依照用户的定义，创建数据库及其中的Table表名表标题(格式)数据库用户DBAPDBMS1.执行定义操作，创建数据库学号姓名性别出生年月文化程度申报工种鉴定级别邮政编码1崔宇男1997.12中专工程测量四级4524702毕隆男2000年5月中专工程测量四级4742503杨广男1988.08中专毕业工程测量四级4715324周杰男1998.10中专工程测量初级4631006王涛男1998.03中专工程测量四级4500007李轩男1998.03中专工程测量四级4549508刘凯男1998.05中专工程测量四级4662004、什么是数据库管理系统?

(1)从用户角度看数据库管理系统的功能?数据库操纵:

向数据库的Table中增加/删除/更新数据及对数据进行查询、检索、统计等DBMS提供一套数据操纵语言(DML:Data

Manipulation

Language)给用户

用户使用DML描述其所要进行的增、删、改、查等操作

DBMS依照用户的操作描述，实际执行这些操作用户DBAPDBMS2.对表的内容执行增加、删除、更新、检索等操作数据库4、什么是数据库管理系统?

(1)从用户角度看数据库管理系统的功能?用户DBAPDBMS3.依照定义信息，对数据库的使用实施控制数据库控制:

控制数据库中数据的使用---哪些用户可以使用,哪些不可以DBMS提供一套数据控制语言(DCL:Data

ControlLanguage)给用户

用户使用DCL描述其对数据库所要实施的控制

DBMS依照用户的描述，实际进行控制数据安全性完整性定义信息数据库谁,

能访问哪些数据,权利DBADBMS定义控制信息4、什么是数据库管理系统?

(1)从用户角度看数据库管理系统的功能?数据库维护:

转储/恢复/重组/性能监测/分析…

DBMS提供一系列程序(实用程序/例行程序)

给用户

在这些程序中提供了对数据库维护的各种功能

用户使用这些程序进行各种数据库维护操作数据库维护的实用程序，一般都是由数据库管理员(DBA)来使用和掌握的用户DBAPDBMS4.数据库维护,

如转储

…数据库DBA4、什么是数据库管理系统?(2)数据库语言?数据库语言：使用者通过数据库语言利用DBMS操作数据库1.用户使用DDL:定义表名，表标题、列名及其结构形式2.用户使用DML：增加、删除、修改、查询、检索、统计数据DBMS执行3.用户使用DCL:定义对不同操作的约束、对不同操作者(用户)的约束SQL语言：结构化的数据库语言数据定义语言(DDL:DataDefinitionLanguage)----DBMS提供给用户,以便用户定义数据格式数据操纵语言(DML:DataManipulationLanguage)----DBMS提供给用户,以便用户对数据进行操作数据控制语言(DCL:DataControlLanguage)----DBMS提供给用户,以便用户对数据进行控制数据库各种操作的执行----DBMS按用户要求进行定义、操纵、控制和维护4、什么是数据库管理系统?(2)数据库语言?数据库语言(标准的：SQL语言)Select

学号，姓名

From

学生登记表

Where性别

=‘男’；4、什么是数据库管理系统?(2)数据库语言?数据库语言可以嵌入到高级语言(宿主语言)中使用交互式数据库语言(标准的：SQL语言)Select学号，姓名From

学生登记表Where

性别

=

‘男’；嵌入式数据库语言(SQL语句嵌入到某一种高级语言中)数据库应用程序开发4、什么是数据库管理系统?

(3)从系统实现角度看DBMS的功能?系统：数据库管理系统应具有什么功能?4、什么是数据库管理系统?

(3)从系统实现角度看DBMS的功能?数据库语言数据库系统数据库管理系统的实现解析语言并执

行的系统-数据库管理系统4、什么是数据库管理系统?

(3)从系统实现角度看DBMS的功能?数据库管理系统(系统软件):从系统角度看DBMS的功能DBMS为完成DB管理，在后台运行着一系列程序…DBMS基本功能程序操作系统管理DBMS系统管理DBMS系统可越过操作系统直接管理存储与索引查询优化实现编译与执行控制(各种)控制程序事务处理4、什么是数据库管理系统?

(3)从系统实现角度看DBMS的功能?DBMS为完成DB管理，在后台运行着一系列程序…语言编译器：将用数据库语言书写的内容，翻译成DBMS可执行的命令。例如:

DDL编译器,

DML编译器,

DCL编译器等;查询优化(执行引擎)与查询实现(基本命令的不同执行算法)：提高数据库检索速度的手段；例如贯穿于数据存取各个阶段的优化程序;数据存取与索引：提供数据在磁盘、磁带等上的高效存取手段。例如:存储管理器，缓冲区管理