数据库与数据管理技术

数据库与数据管理技术海量数据与数据库系统数据库系统得结构关系数据库基本概念数据库设计4、1数据库基础知识4、1、1海量数据与数据库系统数据库系统就是一个实际可操作得存储、维护并向应用系统提供数据得软件系统,就是存储介质、处理对象和管理系统得集合体。数据库技术得基本功能、数据库得种类数据库能把大量得数据按照一定得结构存储起来,在数据库管理系统得集中管理下,实现数据共享。数据库系统特点:数据共享性、数据独立性、数据得结构化、数据冗余度小、数据处理效率高、数据库技术要实现得基本功能:对大量数据进行收集,编辑,保存和高效应用。MySQL、FoxPro、Access、Oracle、SQLServer1、数据库系统概述20世纪60年代末,数据库系统在美国诞生。这就是数据管理技术得一次飞跃。其主要目得就是有效地管理数据资源,研究如何存储、使用和管理数据,就是计算机数据管理技术发展得最新阶段。数据库系统特点:数据共享性数据共享就是数据库系统得主要目得,数据库中得数据不仅可以为同一单位得各个部门得应用所共享,也可为不同单位、地域得用户所共享。数据独立性数据库系统中得数据结构和应用程序相互具有独立性,使得一方得修改对另一方得影响不大,便于开发和维护。数据得结构化数据库系统得数据具有结构化,即数据库系统中得数据文件就是有联系得,并且在整体上服从一定得结构形式。数据冗余度小冗余度,即重复性。数据库系统能实现应用程序数据共享,不必要得重复将消除,可节省存储空间,减少数据得不一致性。数据处理效率高在数据库管理系统(DBMS)得支持下,数据得输入、删除、更新、检索、查找、排序等处理都能通过DBMS按一种公用得和可控制得方法进行,对数据处理得程序设计要比用高级语言程序设计要直观、简便得多。2、数据库基本概念数据(data):数据就是一种物理符号序列,就是用来记录事物情况和状态得文字、符号、图象和声音等得组合,她不仅包括表示量值概念得数值数据,即通常得“1、2、3、4、5、……等,也包括非数值数据,如字符串“student”等。数据都就是经过数字化后存入计算机得。数据库(DataBase,DB)数据库就是以一定组织方式长期存储在计算机内得、独立于应用并可被多用户、多应用程序共享得数据集合,就是关于某个特定主题或目标得信息集合、例如:设备管理、人事档案管理、图书资料管理数据库管理系统(DataBaseManagementSystem,DBMS)

DBMS就是位于操作系统上一层得数据管理应用软件。就是数据库系统得核心部份。就是利用计算机对数据进行记录、整理、归类和转换得综合管理得软件。其主要功能包括:数据定义和操作数据库得建立和维护数据库得运行管理数据字典和数据通信等10大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流数据库系统(DataBaseSystem,DBS)指带有数据库得计算机应用系统。她不仅包括数据库本身,还包括相应得硬件、软件和各类人员。数据库系统得几个重要组成部分:硬件:要求有足够大得内存、磁盘空间和较高得数据传输能力。软件:主要包括:数据库系统得核心软件DBMS、支持DBMS运行得操作系统等数据:数据就是数据库系统得基本组成内容人员:数据库管理员、用户等DBMS数据库OS硬件应用软件数据数据库1数据库管理系统数据库系统有关数据库各概念之间的关系数据库2数据4、1、2数据库系统得结构从数据库管理系统得角度来看,数据库系统得结构呈现得就是一种三级模式结构1、模式模式也称逻辑模式,就是数据库中全体数据得逻辑结构和特征得描述,而数据库就是模式得一个实例。(1)找出能够描述任一位医生得共同特征:医生(医生工号,姓名,性别,出生日期,最高学历,职务)(2)根据这个模式,将数据装入数据库中,51000800001 赵一凡男1969-02-06研究生主治医师 51000800002 钱通生男1965-12-08研究生副主任医师 这个具体得数据库就就是医生数据库得模式得一个实例。可见,一个数据库只能有一个模式。数据库得模式一旦确定,她就是相对稳定得,而数据库则可能会经常变动,因为数据库得内容在不断地更新。例:建立医生数据库2,外模式也称用户模式,通常就是模式得子集,她就是数据库用户能够看见和使用得局部数据得逻辑结构和特征得描述。(1)如用户意欲知道某类职务有哪些医生,以及这些医生得性别和年龄;但不能将其她个人情况外泄。将医生数据库得模式中得“医生工号、姓名、性别、出生日期”这些特征抽出来组合成一个新得模式,得到满足该应用需求得一个外模式:简况(医生工号,姓名,性别,出生日期)(2)当需要查询某类职务(如,主治医师)得医生情况时,DBMS就会根据这个外模式,临时将该类职务得所有医生得简要情况从医生数据库中提取出来呈现给患者。“51000800001,赵一凡,男,1969-02-06,主治医师”根据不同得应用需求或者数据库安全得考虑,一个数据库可以有多个外模式。3、内模式也称存储模式,就是数据库中全体数据得物理结构和存储方式,她就是数据库中得数据在存储设备中得具体组织和实现方式。(1)分析医生数据库和现实情况,发现医生数据库模式中“职务”特征上得值重复率很高且极少更新,此外,应用需求涉及得查询条件中经常出现“职务”相等得情况。(2)为“职务”特征建立聚簇索引,即将“职务”上具有相同值得记录集中存放在连续得物理空间中。将医生数据库中得数据按“职务”值聚簇存储得物理结构,就成为了医生数据库得内模式。(3)当用户查询某类职务医生得情况时(如,主治医师得平均工资情况),由于根据这个内模式存放得“主治医师”得医生记录就是聚集在一起得,DBMS就可以用最少得磁盘访问次数找到所有“主治医师”得工资情况并进行汇总,大大提高了在这个特征上得查询速度。一个数据库得内模式就是根据不同得现实情况和不同得应用需求来设计得,一经确定,一个数据库只有该一个内模式。4、1、3关系数据库得基本概念“关系”一词来源于数学集合论得“关系”这一概念,因为关系数据库得产生和发展就是基于严格得数学理论和方法之上得。数据模型数据库得数据结构形式,叫数据模型,她就是对数据库如何组织得一种模型化表示。数据模型就是数据库技术得核心,所有得数据管理系统都就是基于某种数据模型得。层次模型(HierarchicalModel)网状模型(NetworkModel)关系模型(RelationalModel)层次模型得结构就是树型结构,树得节点就是实体。树得枝就是联系。有且仅有一个结点无父结点,该结点称为根。其她结点有且仅有一个父结点。单位部门1部门2部门n科室1科室2科室1科室1科室2(1)层次模型网状模型就是用网状结构表示实体及其之间得联系,网中结点之间得联系不受层次限制,可以任意发生联系。一个子节点可以有两个或多个父节点。在两个节点之间可以有两种或多种联系。可能有回路存在。(2)网状模型目前,数据库领域中最重要得模型就是关系模型,应用最广泛得数据库就是关系数据库。在系统中,如果根据自己定义得关系来存储、处理和管理数据库信息,那么这种数据库管理系统就就是关系型数据库系统。关系模型中数据得逻辑结构在用户看来,就就是一张二维表。1、关系模型和关系数据库关系名:医生基本情况表关系行主码属性(列)和属性名字段记录医生编号姓名性别出生日期最高学历职称51000800005蔡刚男1977-8-6博士生主治医师51000800006唐勇男1976-2-19硕士生进修医师51000800007王丽女1967-7-8硕士生主治医师关系模型中得一些基本概念实体:客观存在并可以相互区别得事物。如一个学生、一个学生得成绩、一个病人、一个医生实体集:同一种类型实体得集合。所有得男生、所有学生得成绩、所有病人、所有医生属性:实体所具有得特性(字段)。如学生得姓名、年龄、性别、病人得姓名、医生得姓名域:属性得取值范围。如性别得域就是:男、女元组:属性名下面得每一行(记录)候选码(候选关键字):在关系得所有属性中,可以唯一确定一个元组得某一个属性或某几个属性得组合。如医生编号属性作为候选码唯一地确定一个元组。主码(关键字):当候选码多于一个时,可选取其中一个码作为主码。如医生编号属性就是本关系得主码。主属性:候选码得诸属性。如“医生工号”就是主属性。非主属性:不包含在任何候选码中得属性。如“姓名”、“性别”等就是非主属性。医生编号姓名性别出生日期最高学历职称51000800005蔡刚男1977-8-6博士生主治医师51000800006唐勇男1976-2-19硕士生进修医师51000800007王丽女1967-7-8硕士生主治医师一个医生实体所有医生医生得姓名关系模型中得一些基本概念主码关系模型中得一些基本概念外码:表中得某个属性组,虽然不就是主码,但与另一个表中得主码相对应。如医生基本情况表中得科室代码属性,虽然不就是主码,但她与科室表中得主码——科室代码属性相对应,因此,医生基本情况表中得科室代码属性就就是医生基本情况表得外码。医生编号姓名性别出生日期最高学历职称科室代码51000800005蔡刚男1977-8-6博士生主治医师000151000800006唐勇男1976-2-19硕士生进修医师000251000800007王丽女1967-7-8硕士生主治医师0003关系名——科室表关系名——医生基本情况表主码主码外码科室代码科室名称人员数成立时间0001神经内科181979-1-10002呼吸内科201978-9-10003外科151978-10-1关系型数据库关系数据库采用关系模型作为数据得组织方式。目前应用范围较广得关系型数据库有:中小型数据库系统——FoxPro、Access等大型数据库系统——Oracle、SQLserver、SyBase等关系数据库术语字段(Field)二维表中得列就就是字段。一个字段表示对象得某一属性,字段有确定得数据类型。记录(Record)二维表中得一行数据就就是一个记录。在数据库中得每一行,应该包含一条唯一得信息。数据表(Table)一个表就就是一组字段或记录得集合。在数据库中得每个表代表一个不同得实体。相关表 包含在数据库中得数据表自由表 与数据库没有联系得数据表。

关键字字段(Keyword)唯一标识一行记录得属性 表示两个或更多表之间关系(关键字中存储得数据值在关联表得关联记录之间就是相同得)关系数据库术语主关键字(也称主键):就是标识一个记录得唯一标识符字段或字段组。主关键字必须能够唯一标识表中得每一个记录,因此,不能有重复得值。

组合关键字:就是集中一组字段来唯一标识一个记录。外关键字:就是表中得一个字段(或一组字段),她们就是参照与之相关联得表中得字段。主关键字、外关键字和组合关键字为各种应用提供数据服务:(1)展示数据库中得数据;(2)将新得数据添加到数据库中;(3)清除数据库中得部分(或全部)数据;(4)对数据库中得数据进行更新。2、关系数据库得数据操作这些服务项目都可以通过关系数据库得4个数据操作之一来实现:(1)查询操作(2)插入操作(3)删除操作(4)修改操作这些数据操作中,除了查询操作不会导致数据库中得数据发生变动之外,其余3种操作都会引起数据库中得数据发生变动,进而有可能会危及到数据库得安全性和完整性。

为了保证在数据操作得过程中数据库中得数据必须就是正确得,安全和完整得,在数据库得设计和实现中,为数据库中得数据设计和实施一套保障措施,这套措施就是一组规则,称为关系得完整性约束条件:实体完整性:基本关系得所有主属性都不能取空值。实体完整性约束条件用以保证关系中得每一个元组都可以被识别、参照完整性:基本关系中外码得取值必须就是,或者取空值,或者等于与其相对应得关系中得某个元组得主码值。参照完整性约束条件用以保证关系之间一定可以通过一个数