关系数据库设计与应用（工作手册式） 课件 第1章 关系数据库设计基础

第1章

关系数据库设计基础工业和信息化部“十四五”规划教材

浙江省高职院校“十四五”首批重点教材《关系数据库设计与应用》（工作手册式）

配套课件学习目标LEARNINGTARGET了解数据库系统在相关领域的应用；理解与数据库相关的基本概念及数据库技术的发展；了解主流的关系型数据库。知识目标能力目标能掌握关系数据库设计的基本步骤。思政目标通过组织学生学习和讨论大数据时代数据库技术的应用现状和前景，引导学生养成“爱专业、爱职业、爱事业”的职业精神，树立“强国有我”的职业责任意识。主要内容MAINCONTENTS1.1数据库系统的应用1.2数据库技术的发展

*1.3数据库相关概念1.4主流的关系型数据库1.5关系数据库设计数据库系统的应用1.1数据库系统的应用数据库能做什么？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，产生新的有用信息数据库系统的应用应用案例1：银行业务系统ATM取款业务客户ATM机银行数据库信用卡及密码核对密码返回处理结果显示密码核对结果提示下步操作第一步：检验密码数据库系统的应用应用案例1：银行业务系统ATM取款业务客户ATM机银行数据库信用卡及取款金额返回处理结果核对帐户余额及信用额度拒绝或现金第二步：取款数据库系统的应用应用案例2：铁路售票系统铁路售票业务客户售票窗口售票数据库购票信息及现金查询余票更改数据库返回处理结果

出票或退钱数据库系统的应用应用案例3：超市购物系统超市购物业务客户收银程序

数据库购买信息(条形码)查询商品价格返回价格

价格信息付帐修改并检查库存出货供应商订单数据库系统的应用数据库系统在现实生活中还有哪些应用？想一想，找一找数据库技术的发展1.2数据库技术的发展数据模型是数据库系统的核心和基础。数据库技术依据数据模型的进展可分为三个发展阶段：初级阶段：第一代的网状、层次数据库系统；中级阶段：第二代的关系数据库系统；高级阶段：新一代的数据库系统。数据库技术的发展1.初级阶段——第一代数据库系统层次和网状模型都是格式化模型。它们从体系结构、数据库语言到数据存储管理均具有共同特征，是第一代数据库系统。1）第一代数据系统的代表1969年由IBM公司研制的层次模型数据库管理系统IMS。2）第一代数据库系统的特点①支持三级模式（外模式、模式、内模式）的体系结构。模式之间具有转换（或映射）功能。②用存储路径来表示数据之间的联系。这是数据库系统和文件系统的主要区别之一。数据库不仅存储数据，而且存储数据之间的联系。数据之间的联系在层次和网状数据库系统中都是用存取路径来表示和实现的。③独立的数据定义语言。层次数据系统和网状数据库系统有独立的数据定义语言，用以描述数据库的三级模式以及相互映像。④导航的数据操纵语言。层次和网状数据库的数据查询和数据操纵语言是一次一个记录的导航式的过程化语言。数据库技术的发展2.中级阶段——第二代数据库系统支持关系数据模型的关系数据库系统是第二代数据库系统。1970年，IMB公司的研究员提出了数据库的关系模型，开创了数据库关系方法和关系数据理论的研究，为关系数据库技术奠定了理论基础。20世纪70年代是关系数据库理论研究和原型开发的时代。1）奠定了关系模型的理论基础，给出了人们一致接受的关系模型的规范说说明。2）研究了关系数据语言，包括关系代数、关系演算、SQL及QBE等，确立了SQL为关系数据库语言标准。3）研制了大量的关系数据库管理系统原型，攻克了系统实现中查询优化、事务管理、并发控制、故障恢复等一系列关键技术。这不仅大大丰富了数据库管理系统实现技术和数据库理论，更促进了数据库的产业化。数据库技术的发展3.高级阶段——新一代数据库系统二代数据库系统的数据模型虽然描述了显示世界数据的结构和一些重要的相互联系，但是仍然不能捕捉和表达数据对象所具有的丰富而重要的语义。新一代数据库系统以更丰富多样的数据模型和数据管理功能为特征，满足广泛复杂的新应用的要求。第三代DBMS应具有的三个基本特征（三条基本原则）：1）第三代数据库系统应支持数据管理、对象管理和知识管理。除提供传统的数据管理服务外，第三代数据库系统将支持更加丰富的对象结构和规则，应集数据管理、对象管理和知识管理为一体。2）第三代数据库必须保持或继承第二代数据库系统的技术。第三代数据库系统应继承第二代数据库系统已有的技术；保持第二代数据库系统的非过程化数据存取方式和数据独立性，这不仅能很好的支持对象管理和规则管理，而且能更好地支持原有的数据管理，支持多数用户需要的查询等。3）第三代数据库必须对其他系统开放。数据库系统的开放行表现在支持数据库语言标准；在网络上支持标准网络协议；系统具有良好的可移植性、可连接性、可扩展性和可互操作性等。数据库相关概念1.3数据库相关概念

在数据库概念中，实体是所有客观存在的、可以被描述的事物，例如计算机、人、课本、桌子甚至课本的结构，都属于客观存在的，可以被描述的，这些都称为实体。1.实体和记录

数据库中存储的数据，每一“行”实际上对应一个实体，这样的一行，在数据库中，通常叫做“一条记录”。

表中的每一个输入项，叫做“列”，学号、姓名、性别、班级、年龄都是列名，在数据库中，通常叫做“字段”。数据库相关概念2.数据库与数据表数据库就是“数据”的“仓库”是逻辑上相关的可共享的数据集合数据库由表、关系以及操作对象组成数据存放在表中数据是存在数据表中表由一条条记录组成每条记录由一个个字段值组成数据库示例数据库相关概念3.数据库管理系统数据库管理系统(DataBaseManagementSystem，DBMS)是一种系统软件，由一个互相关联的数据集合和一组访问数据的程序构成。这个数据集合通常称作数据库，其中包含了有用的数据信息，数据库管理系统的基本目标是要提供一个可以方便有效地存取数据库信息的环境。数据库管理系统的主要功能是维护数据库，并有效地访问数据中各个部分的数据。数据库相关概念4.数据库系统数据库系统(DatabaseSystem，DBS)是指一个具体的数据库管理系统软件和用它建立起来的数据库，通常由系统软件、数据库和数据库管理员组成。带有数据库的计算机系统。其包括5部分：

数据库（DB）数据库管理系统（DBMS）应用（Application）：使用数据库的应用程序。人员：包括普通用户和数据库管理员（DatabaseAdministrator,DBA）硬件数据库相关概念4.数据库系统选课应用程序查询DBMS选课数据库元数据数据库系统学生教师图数据库管理系统与数据库的关系定义、创建、维护限制访问数据库相关概念4.数据库系统图数据库管理系统与数据库的关系马兰A004杨可A003刘开泰B008李新爱B007数据库检索数据插入数据更新数据删除数据数据库管理系统-DBMS数据库相关概念“人员”作为数据库系统中的重要组成部分，针对四类“人员”，你觉得不同的“人员”需要具备怎样的素质？想一想主流的关系型数据库1.4主流的关系型数据库主流的关系型数据库有Access、SQLServer、Oracle、DB2、MySQL等，每种数据库的语法、功能和特性也各具特色。重点介绍以下三种关系型数据库。AccessSQLServerOracle主流的关系型数据库1.AccessMicrosoftOfficeAccess是由微软（Microsoft）公司发布的一款关系数据库管理系统。它结合了MicrosoftJetDatabaseEngine和图形用户界面两项特点，是MicrosoftOffice的系统程序之一。（1）优势MicrosoftOfficeAccess是一个把数据库引擎的图形用户界面和软件开发工具结合在一起的数据库管理系统，其主要优势表现在如下几个方面：①存储方式简单，易于维护管理。②面向对象。③界面友好，易操作。④集成环境、处理多种数据信息。⑤支持广泛，易于扩展，弹性较大。主流的关系型数据库AccessMicrosoftOfficeAccess是由微软（Microsoft）公司发布的一款关系数据库管理系统。它结合了MicrosoftJetDatabaseEngine和图形用户界面两项特点，是MicrosoftOffice的系统程序之一。（2）不足之处①数据库过大时性能下降明显。一般ACCESS数据库达到100M左右的时候性能就会开始下降，例如：当访问使用Access作为数据库的网站时，访问人数过多时容易造成IIS假死，过多消耗服务器资源。②容易出现各种因数据库刷写频率过快而引起的数据库问题。③ACCESS数据库安全性比不上其他类型的数据库。主流的关系型数据库2.SQLServerSQLServer也是一种关系型数据库管理系统，是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能（BI）工具提供了企业级的数据管理。SQLServer的主要特点如下：（1）真正的客户机/服务器体系结构。（2）图形化用户界面，使系统管理和数据库管理更加直观、简单。（3）高性能设计，可充分利用WindowsNT的优势。（4）系统管理先进，支持Windows图形化管理工具，支持本地和远程的系统管理和配置。（5）强壮的事务处理功能，采用各种方法保证数据的完整性。（6）易用性、适合分布式组织的可伸缩性、用于决策支持的数据仓库功能、与许多其他服务器软件紧密关联的集成性、良好的性价比等。（7）为数据管理与分析带来了灵活性，允许单位在快速变化的环境中从容响应，从而获得竞争优势。从数据管理和分析角度看，将原始数据转化为商业智能和充分利用Web带来的机会非常重要。（8）支持对称多处理器结构、存储过程、ODBC，并具有自主的SQL语言。主流的关系型数据库3.OracleOracle数据库是目前世界上使用最为广泛的数据库管理系统，作为一个通用的数据库系统，它具有完整的数据管理功能；作为一个关系数据库，它是一个完备关系的产品；作为分布式数据库，它实现了分布式处理功能。Oracle有如下特点：（1）名副其实的大型数据库。（2）跨平台能力。（3）分布式数据库。（4）卓越的安全机制。（5）共享SQL和多线索服务器体系结构。（6）支持客户机/服务器方式，支持多种网络协议。数据库相关概念除了上述介绍的三种关系型数据库，还有其他哪些关系型数据库？想一想关系数据库设计1.5关系数据库设计数据库设计是指在给定的环境下，创建一个性能良好，能满足不同用户使用要求，又能被选定的DBMS所接受的数据模式。从本质上讲，数据库设计是将数据库系统与现实世界相结合的一个过程。关系数据库设计的目标是：对于给定的一个应用领域，建立一个性能良好的、能满足不同用户在数据存储和应用系统开发时需求的、又能被选定的DBMS所接受的数据库模式。按照上述关系数据库模式建立的数据库，应能够反映特定应用领域中信息及信息之间的联系；能够进行有效的信息存储；能够方便地执行用户的各种信息检索和处理操作；并且有利于关系数据库的维护和管理。关系数据库设计几十年来，人们经过不断的努力和探索，提出了各种数据库设计方法。其中比较著名的有新奥尔良（NewOrleans）方法，这种方法将关系数据库设计分为4个阶段。需求分析收集信息分析整