第12章 数据库基础

1、数据库系统与应用 （SQL Server）,高等学校教材 计算机科学与技术,1,数据库及数据库管理系统 基本概念、数据模型 事务、并发、恢复、安全性和完整性等 关系数据库设计设计理论（函数依赖、范式）、设计过程 SQL语言 数据定义、数据操纵 、数据控制 SQL Server实践操作,主要课程内容,2,SQL Server 2000安装及管理工具的使用 数据库/数据表的管理 数据查询、索引和视图 数据完整性 存储过程和触发器 安全管理 备份/恢复 导入/导出,上机实验,3,数据库系统概论（第四版） 萨师煊 等 高等教育出版社，2006 数据库原理与应用 （SQL Server）曹新谱 等冶金工

2、业出版社，2009 数据库习题解析与上机指导李代平 等冶金工业出版社，2006,参考书目,4,网络是最方便的老师 MSDN SQL Server 开发人员中心 MS SQL Server - ITPUB论坛 MS-SQL - 中国IT实验室-IT社区 百度 谷歌 实践是最佳的学习方法,学习方法,内容概要 1、基本概念 2、发展历史及现状 3、数据模型 4、SQL Server概述 学习重难点 1、数据库的三级模式 2、E-R模型、关系模型,第1-2章 数据库基础,6,Chapter 1 数据库系统概述,7,数据是客观事物属性的取值，是信息的具体描述和表现形式，是信息的载体。 例如：张三-身高-

3、170CM。 客观事物-属性-取值 在计算机系统中，凡能为计算机所接受和处理的各种字符、数字、图形、图像及声音等都可称为数据。,（一）基本概念,8,信息是事物状态及运动方式的反映。人们往往用数据去记载、描述和传播信息。 Shannon：信息是确定性的增加。 消除随机不确定性。 事物属性标志的增加。 信息是对客观现实世界的反映，数据是信息的具体表现形式。数据是信息的载体。,9,数据处理也称为信息处理，是指利用计算机将各类型的数据转换成信息的过程。包括：数据的采集、整理、存储、分类、排序、加工、检索、维护、统计和传输等。 数据处理是逐级递进的，前一阶段提取的信息可能是下一阶段待处理的数据。因此，二

4、者具有相对性，实际中往往并不区分数据与信息。,10,11,数据模型（Data Model）是对现实世界事物特征的数字化模拟和抽象，是用来描述数据的结构和联系的一组概念和定义。 数据库（Data Base，DB）就是按一定的组织形式存储在一起的相互关联的数据的集合。 特点：数据的结构化、独立性、共享性、冗余量小、安全性、完整性和并发控制等。,12,数据库管理系统 Data Base Management System（DBMS）是负责数据库的定义、建立、操纵、管理和维护的一种计算机软件，是数据库系统的核心部分。 DBMS为用户管理数据提供了一整套命令，利用这些命令可以实现对数据库的各种操作：数据

5、结构的定义/数据的增删改查/数据控制等。,13,数据库应用程序 Database Application Program（DBAP）是在DBMS支持下根据实际问题开发出来的数据库应用软件。 分类：OLTP、OLAP 其他 数据仓库 DW（Data Warehouse） 数据挖掘 DM（Data Mining）,1、人工管理阶段 50s 计算机应用于数据管理的初期程序代码与数据是不能分开的，一定格式的数据只能供一定的程序进行处理，数据由计算生成或由处理程序自行携带。 主要问题： 数据几乎不具有独立性、存储性和共享性。,（二）数据管理技术的发展,14,2、文件管理阶段 60s，软硬件技术发展（存储

6、设备/操作系统）OS的文件系统用于管理外部存储器上的数据文件，数据与程序分开，数据能长期保存。 主要问题： 数据没有完全独立；存在数据冗余；缺乏集中管理。（数据文件之间是孤立的无联系的，文件是面向特定应用的。）,15,3、数据库系统阶段 始于60s末，广泛应用于80s 将所有的数据集中到一个数据库中，形成一个数据中心，实行统一规划，集中管理，用户通过数据库管理系统来使用数据库中的数据。 标志：有一个专门的系统软件对数据进行统一的管理和控制数据库管理系统。 特点：数据的结构化管理实行了数据的独立性、共享性和统一控制。,16,层次和网状数据库系统 关系数据库系统 RDBMS(Relational

7、DBMS) 二维表格 面向对象的数据库系统 OODBMS(Object Oriented DBMS) 支持复杂数据类型,（三）数据库技术的发展,17,Chapter 2 数据模型,18,19,（一）数据库系统的模式结构,数据模式是DB对数据（实体）的结构描述。 数据库描述由三级抽象模式组成，它把数据的具体组织留给DBMS管理，使用户能够逻辑的抽象的处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储。,数据的逻辑结构和物理结构,20,视图层,物理层,概念层,21,外模式：用户模式，是用户和DBS的接口，是局部数据的逻辑结构和特征的描述，是个别用户的数据视图。 模式：逻辑模式，是全体数据的逻辑结构和特

8、征的描述，是所有用户的公共数据视图。 内模式：存储模式，是对数据库物理结构和存储方式的描述。,三级模式,22,三级模式之间的两层映像,作用：实现数据独立性。 外模式/模式映像：定义数据局部逻辑结构与全局逻辑结构之间的对应关系，以保证模式改变时外模式不变逻辑独立性。 模式/内模式映像：定义数据逻辑结构与存储结构之间的对应关系，以保持内模式变化时模式不变物理独立性。,数据模式的层次和映射,23,AP访问数据库数据的过程,24,读取数据过程,模式,外模式,内模式,11,2,3,5,6,7,8,9,10,1,4,数据模型是对现实世界数据特征的抽象，是用来描述数据的结构和联系的一组概念和定义。 两大类抽

9、象 语义数据模型：是面向客观世界、面向用户的模型，主要针对DB设计人员。它是独立于计算机系统的，只描述概念模型。 如E-R模型、面向对象数据模型、函数数据模型等。,（二）数据模型,25,结构化数据模型：是一种面向计算机系统和数据库管理系统的模型，着重于描述数据的组织结构，主要用于DBMS的具体实现。 如层次数据模型、网状数据模型和关系数据模型等。 语义数据模型是在结构化数据模型之上的更高一级的抽象技术。,26,27,实体、实体集、属性、联系,字段、记录、文件,28,（三）E-R数据模型,E指实体（Entity）：客观存在并可相互区分的事物。它是信息世界的基本单位。 R指联系（Relations

10、hip）：实体集之间关系的抽象表示。类型：1:1，1:N，M:N 属性（Attribute）：描述实体或联系的特性。 常见建模工具：ERwin、PowerDesigner、Rational Rose,29,一个E-R模型实例：,考虑学生、课程实体及其联系： 1、学生是一个实体，具有学号、姓名、性别、年级、专业等属性。 2、课程是一个实体，具有课程代码、课程名称、类型、学分等属性。 3、学生与课程之间通过学习发生联系，这个联系将产生一项数据成绩。,30,E-R图中使用矩形表示实体，菱形表示联系，椭圆形表示属性，连线上的数值表示联系类型。,1、层次数据模型 最早使用的一种模型，用有向树（层次）结构

11、表示实体间的从属关系。 缺陷：不便于处理M:N的联系和多双亲的情况。,（四）结构化数据模型,31,系,2、网状数据模型 用有向图结构表示实体和实体间联系的模型，既可表示多个从属关系的层次结构，也可表示数据间的交叉关系，它是层次模型的扩展。 缺陷：结构复杂，不便于直接处理M:N的联系。,32,33,3、关系数据模型 以关系（二维表格）的形式表示实体和实体间联系的数据模型。 关系数据模型中，每个实体类型和联系类型都对应一个关系；关系数据库是依照关系模型设计的若干二维数据表文件的集合。 对一个关系的结构描述称为关系模式 关系名（属性1，属性2，属性n）,学生S(S#, SName, Sex, Age

12、, Class) 课程C(C#, CName, Credit, D#, T#) 选课SC(S#, C#, Grade),34,deptno,deptname,deptphno,deptadd,计算机,EE,电子工程,666,11区,自动化,（五）对象数据模型,35,基本概念： DB、DBMS、DBS 三级数据模式和两层映像 关系数据模型 E-R数据模型,本章总结,36,补充：主流数据库产品,大型数据库 Oracle、DB2 中大型数据库 Sybase、Informix、Sqlserver 小型数据库 Access、Execl、Mysql、dBase、Foxpro,37,习题1,（04.4）数据库、数据库系统和数据库管理系统之间存在怎样的包含关系_。 （03.4）设有部门和职员两个实体，每个职员只能属于一个部门，一个部门可以有多名职员，则部门和职员