《计算机导论》-第05章 数据库系统16版

5.1数据库概述5.2基于关系数据模型的数据库5.3常用关系数据库管理系统5.4数据库新发展第5章数据库系统10:10:5415.1 数据库概述1.数据（Data）是指存储在某一种媒体上用于描述事物的符号记录，它是数据库中存储的基本对象。2.数据库（Database，简称DB）可以直观地理解为按一定规则存放数据的仓库。10:10:5425.1 数据库基本概念3.数据库管理系统（DatabaseManagementSystem，简称DBMS）类似于仓库的保管员，负责数据的搬进、整理和搬出。DBMS是在计算机操作系统和用户之间的一层数据管理软件，它能有效地获取、组织、存储和管理数据，同时接受和完成用户提出的访问数据的各种请求。数据库管理系统的主要功能包括以下几个方面：数据定义功能数据组织、存储和管理数据操纵功能：查询、插入、删除和修改等。数据控制功能其它功能:数据库管理系统与软件系统的通信、数据库管理系统之间的数据转换、异构数据库之间的互访和互操作、自身的性能监视和分析等。10:10:5435.1 数据库基本概念4、数据库系统（DatabaseSystem，简称DBS）：基于数据库管理系统建立的计算机应用系统。数据库系统一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成，如图5-1所示。数据库的建立、使用和维护等工作只靠一个DBMS远远不够，还要有专门的人员来完成，这些人被称为数据库管理员（DataBase

Administrator，简称DBA）。用户1用户2用户N·······应用系统应用开发工具数据库管理系统操作系统数据库数据库管理员图5-1数据库系统10:10:5445.数据管理技术的产生和发展人工管理阶段：指20世纪60年代以前文件管理阶段：该阶段指20世纪60年代早期到20世纪60年代后期。数据库管理阶段：20世纪60年代后期至今（我个人感觉20世纪80年代中期开始至今）应用程序1应用程序N用户1用户N数据库管理系统数据库······图5-4数据库管理阶段应用程序（用户）和数据之间的关系10:10:5451.数据模型是数据库中用以提供信息表示和操作手段的形式构架。现代数据模型的概念则认为数据的逻辑结构是数据模型的组成要素。数据的物理配置和存取路径是关于数据存储的概念，不属于数据模型的内容。层次模型、网状模型和关系模型是三种重要的数据模型，这三种模型是按其数据逻辑结构而命名的，现阶段大多数数据库管理系统都使用关系模型。5.2基于关系数据模型的数据库

10:10:546基于关系数据模型的数据库就是关系数据库。一个关系数据库由多个关系组成，每个关系以二维表的形式组织数据。关系模型中的一些术语（1）关系（Relation）：一个关系对应通常说的一张表,如表5-1学生信息表（2）元组（Tuple）：表中的一行即为一个元组；（3）属性（Attribute）：表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。如表5-1有五列，对应五个属性（学号，姓名，性别，专业，年龄）；（4）主码（Key）：表中的某个属性（组），它可以唯一确定一个元组，如上表中的学号，可以唯一确定一个学生，也就称为本关系的主码；（5）域（Domain）：属性的取值范围，如性别的域是（男，女），专业的域是一个学校所有专业名称的集合；（6）分量：元组中的一个属性的值，如“张三”就是第一个元组的“姓名”属性的值。（7）关系模式：对关系的描述，一般表示为：关系名（属性1，属性2，属性3，···，属性n）。2.关系数据库

学号姓名性别专业年龄20150000001张三男软件技术1820140000008李四女电子商务20···············20150000102王五男自动化1910:10:547（1）一个关系（表）由行与列组成；（2）同列所有分量是相同类型的元素；（3）用户能检索、查询表里的数据集；（4）用户能把相关的表链接在一起，以便检索存储在不同表中的数据。关系数据库的主要特点10:10:548关系数据库中的关系限制（1）关系中没有重复元组，任一元组在关系中都是唯一的；（2）元组的顺序可以任意交换；（3）属性的顺序可以任意交换；（4）属性必须具有不同的属性名，不同的属性取值可来自同一个域，同一属性名下的诸属性值（同列）是同类型数据，且来自同一个域。（5）所有的属性值都是原子的，不可再分了。如下表所示的“工资”和“扣除”作为属性就不符合关系模式要求。职工号姓名职称工资扣除实发基本工资课时费班主任费水电费房租00123张三讲师1200800300501502100···························10:10:549关系数据库应用举例案例：建立学生成绩管理系统数据库（1）分析：涉及的“实体”：学生、课程、教师实体属性：学生（学号，姓名，性别，班级）课程（课号，课程名，学分，周学时）教师（教师号，姓名，性别，学院，专业）10:10:5410（2）画出E-R图（实体关系图）学生课程教师选修教授姓名学号性别班级课程名课号学分周学时姓名教师号性别学院专业成绩授课效果nmmn10:10:5411（3）建立数据库中数据表

每个实体一张表学生表（Student）教师表（Teacher）课程表(Course)②每个有属性的关系一张表修课成绩表（Score）教师授课表（Teaching）这5张表就组成了“学生成绩管理数据库”！10:10:5412实体表学生表（Student）字段名类型长度小数位数约束条件举例学号字符11不空20150200101姓名字符10不空補原普性别字符2不空男班级字符2015计算机110:10:5413实体表教师表（Teacher）字段名类型长度小数位数约束条件举例教师号字符5不空00413姓名字符10不空张万民性别字符2不空男学院字符30质量监控与评估办公室专业字符26计算机科学与技术10:10:5414实体表课程表(Course)字段名类型长度小数位数约束条件举例课号字符7不空B080201课程名字符20不空计算机导论学分数字312周学时数字30210:10:5415关系表修课成绩表（Score）字段名类型长度小数位数约束条件举例学号字符11不空且来源学生表20150200101课号字符7不空且来源课程表B080201成绩数字3199.5修课学期：2015-2016-1如何体现？10:10:5416关系表教师授课表（Teaching）字段名类型长度小数位数约束条件举例教师号字符5不空且来源教师表00413课号字符7不空且来源课程表B080201授课效果数字3190授课学期：2015-2016-1如何体现？10:10:5417提醒注意：该数据库设计还很不完善，距实际应用还有一定距离，比如说我要查询“2015-2016学年第1学期”的学生成绩和教师的授课质量状况就无法查询到，因为在设计数据库相关表格时没有涉及学期的相关信息。如果在“修课成绩表”和“教师授课表”增加一个学期字段就能较好的解决这一问题。所以设计数据库是一个充分调研、仔细分析、周密设计的工作，来不得半点粗心和马虎。10:10:54185.3常用关系数据库管理系统1.Access：是由微软公司发布的关联式数据库管理系统，是Office家族的成员之一。它缺乏数据库触发和预存程序，比较适合简单的数据管理和开发简单的Web应用程序。2.SQLServer：最初是由微软、Sybase和Ashton-Tate三家公司共同开发的关系型数据库，于1988年推出了第一个OS/2版本。3.Oracle：是由甲骨文公司推出的数据库系统。该数据库有无限可伸缩性、高可用性、高安全性、商业智能等特性，并可在集群环境中运行商业软件，特别适合大型业务的开发和运营。4.MySQL:MySQL是一个小型关系型数据库管理系统，开发者为瑞典MySQLAB公司，后被Sun公司收购。由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。5.DM（达梦数据库管理系统）是武汉达梦数据库有限公司推出的具有完全自主知识产权的高性能数据库管理系统6.KingbaseES（金仓数据库管理系统）是北京人大金仓信息技术股份有限公司研制开发的具有自主知识产权的通用关系型数据库管理系统。KingbaseES是一个大型通用跨平台系统，可以安装和运行于Windows、Linux、Solaris以及AIX等多种操作系统平台下。7.DB2IBM公司研制，用于大型系统10:10:54195.4数据库新发展1.数据库技术与其它相关技术相互渗透（1）数据库技术与分布处理技术相结合，出现了分布式数据库系统；

（2）数据库技术与并行处理技术相结合，出现了并行数据库系统；

（3）数据库技术与人工智能技术相结合，出现了知识库系统和主动数据库系统；

（4）数据库技术与多媒体技术结合，出现了多媒体数据库系统；(5)数据库技术与模糊技术相结合，出现了模糊数据库系统；（6）数据库技术与云计算技术相结合，出现了云数据库系统等。10:10:54205.4数据库新发展（续）2.数据库技术应用在特定领域中（1）数据库技术应用在EIS（经理信息系统）、DSS（决策支持系统）中，出现了数据仓库（2）数据库技术应用在CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CIM（计算机集成制造）中，出现了工程数据库（3）数据库技术应用在计划、统计领域，出现了统计数据库（4）数据库技术应用在地理空间领域，出现了空间数据库等。10:10:5421本章小结本章主要介绍了数据库系统的相关知识，主要有以下要点：（1）基本概念：数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统等。（2）数据管理技术的发展：人工管理、文件管理、数据库管理三个阶段。（3）关系模型的基本术语：关系、元组、属性、主码、域、分量、关系模式等。（4）常用的关系型数据库管理系统有：Access、SQL

Server、Oracle、MySQL、DM、KingbaseES等。（5）数据库技术的发展：数据库技术与其他相关技术相互渗透，数据库技术应用在特定领域中