第1章数据库系统概述.ppt

1、第一章数据库系统概述，颜洪主编，2020年7月17日星期五，2，1.1计算机数据处理1.2数据模型1.3数据库系统基本概念1.4数据库设计，第一章数据库系统概述，2020年7月17日星期五，3，1.1计算机数据处理1.1.1数据和数据处理数据(Data)是存储在数据库中的基本对象，它是指对客观存在的事物的描述，其表达形式可以是数字、字符、图像、声音这些数据数字化后可以被计算机识别和处理。数据处理：收集、存储、处理和传播各种数据的一系列活动的总和。2020年7月17日星期五，4，1.1.2数据处理的三个阶段，手动管理阶段，文件系统阶段，数据库系统阶段，2020年7月17日星期五，5，1。手动管理

2、阶段，时间：20世纪50年代中期以前背景：硬件：无直接存储和访问设备软件：汇编语言数据处理方法：批处理功能：数据不保存，应用程序管理数据(无软件系统管理数据)，数据不共享，数据不独立。2020年7月17日，星期五，6，管理阶段应用程序和数据之间的对应关系，特征：一组数据对应一个程序，而数据是面向，2020年7月17日，星期五，7，2。文件系统阶段，时间：20世纪50年代末至60年代中期背景：硬件：可直接访问的外部存储设备，如磁盘、鼓等。软件：特殊数据管理软件处理方法：在线实时处理文件批量处理功能：数据可以长时间存储在磁盘上。文件系统管理数据的数据共享性和冗余性差，数据独立性差。2020年7月1

3、7日星期五，8，数据共享差，冗余大，2020年7月17日星期五，9，应用程序和数据之间的对应关系，特征：数据管理，以记录为访问单位，2020年7月17日星期五，10月3日。数据库系统阶段，时间： 60年代末背景：降价软件：涨价处理方式：在线实时处理特点：高结构化数据共享、低冗余、易扩展、高数据独立性。数据由DBMS管理和控制，2020年7月17日星期五，11、程序A (COBOL)、程序B (PL/1)、程序E (C语言)、程序D (FORTRAN)、程序C (COBOL)、数据库系统阶段、数据收集，2020年7月17日星期五，12，示例：人事基础记录部门、职务名称、工作年份、政治工资、工作门

4、牌号、服务年龄、地位等级、姓氏与员工姓名的关系、(A)、人员的基本记录职业学校党的高等教育利益，10317男，37名教职员工，10年级，1972，2009社会关系记录，社会关系记录，(b)，人事记录，与员工姓名和身份的关系，业务记录，最后学历的子系。 员工记录部门、职务名称、职称、年薪水平、门牌号、服务年限、政治状况、编年事件、政治历史、教学经历、每月教学对象，(c)社会关系记录，2020年7月17日星期五，14，数据库系统的特点，数据共享度高，冗余小，便于整个系统数据的扩展，代替面向某个应用，数据集中管理和数据共享，所以冗余小，节省存储空间，减少访问时间，避免数据之间的不兼容和不一致。每个应

5、用程序选择数据库的一个子集，只要重新选择不同的子集或添加一小部分数据，就可以满足新的应用程序要求，这很容易扩展。高数据独立性数据的物理独立性数据的逻辑独立性由数据库管理系统管理和控制。并发共享数据库管理系统必须提供以下数据控制功能：数据安全保护、数据完整性检查和数据库恢复的并发控制，2020年7月17日星期五，15，数据库系统阶段应用程序和数据之间的对应关系，2020年7月17日星期五，16，数据库技术研究领域，1。数据库管理系统软件的开发。数据库设计，3。数据库理论，2020年7月17日，星期五，17，1.2数据模型，1.2.1信息的三个世界，2020年7月17日，星期五，18，信息的三个世

6、界术语的对应，1.2.2概念模型，即所谓的概念模型，是为所研究的信息世界建立的一个抽象模型，目的是正确、直观地反映客观事物及其联系。概念模型具有以下特点：语义表达能力强，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识。它简单明了，易于理解，独立于计算机系统，完全独立于计算机中的信息表达，独立于任何数据库管理系统，并且可以很容易地转换成计算机上任何数据库管理系统所支持的特定数据模型。2020年7月17日，星期五，20，概念模型实体-关系方法(E-R图)的表示方法，表示实体类型，实体名称写在方框中。，表示实体的属性，表示实体之间的联系，连接各个部分，2020年7月17日星期五，21，两个实体之间的联系，

7、2020年7月17日星期五，22，例1-1:实体之间的联系是校长和学校的班级之间的联系(同意一个老师只能担任一个班级的班主任)，因为一个班主任最多只能上一节课，一个班级最多只能上一节课。在学校里，班主任和学生之间是一对多的关系，因为一个班主任可以带一个以上的学生，一个学生最多只能有一个班主任。在学校的老师和学生之间，因为一个老师可以带走一个以上的学生，一个学生可以有一个以上的老师，所以老师和学生之间存在着多对多的关系。2020年7月17日星期五，23，1: 1实体之间的连接，1: n实体之间的连接，m: n三个实体之间的连接，1: n同一个实体之间的连接，2020年7月17日星期五，24，实体

8、和属性：实体及其连接图(E-R图)在学校里，学生和课程之间有一种多对多的关系，因为一个学生可以选修多门课程，而每门课程可以由多个学生选修。逻辑模型、层次模型、网格模型和关系模型只有一个没有父节点的节点，称为根节点。其他节点只有一个父节点。2020年7月17日，星期五，网格数据模型的数据结构，网格数据模型更加通用，有多种结构。简单网格结构，复杂网格结构，2020年7月17日星期五，网格数据模型的优缺点，优点：更直接地描述现实世界；它具有良好的性能和较高的访问效率。缺点：DDL语言极其复杂；数据独立性差。星期五，2020年7月17日，29，关系模型，1。关系模型，关系模式，关系2。关键字和关系模式

9、超级关键字(超级代码)、候选关键字(候选代码)、主键(主代码)、外键(外部代码)3。数据完整性规则实体完整性，引用完整性，用户定义的完整性，2020年7月17日，学生登记表，关系名称，主代码，属性名称，2020年7月17日星期五，31，关系模型数据结构，关系：关系对应于表。元组：表中的一行称为元组。属性：表中的列称为属性。主代码：唯一标识一个元组的某个属性组。域：属性的值域。组件：元组中的属性值。关系模式：关系的描述。关系名(属性名1)，学生(学生编号，姓名，性别，系，年龄，籍贯)，星期五，2020年7月17日，32。关系模型要求关系必须标准化。关系模型的基本条件是关系的每个组成部分都必须是不

10、可分割的数据项。关系数据模型的操作：查询、插入、删除和更新数据。关系完整性的约束条件包括：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。关系数据模型的存储结构：实体和实体之间的关系用表来表示。在数据库的物理组织中，表以文件的形式存储。通常，一个表对应一个文件结构。2020年7月17日，星期五，33。关系模型的特点是：1)基于严格的数学概念2)单一的概念；3)访问路径对用户是透明的；4)关系规范；5)检索操作是原始表的新表。缺点是查询效率不如非关系数据模型。数据库系统的基本概念1.3.1数据库系统的构成数据库系统是一个计算机应用系统，由计算机硬件、数据库、数据库管理系统、数据库应用程序和用户组成。数

11、据库系统(DBS)，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组成。数据库管理员，2020年7月17日，星期五，36，1.3.2数据库管理系统功能，数据库定义功能；数据操作功能；数据库操作管理；数据访问功能；建立和维护数据库；数据通信数据字典，2020年7月17日星期五，37，模式，内部模式，1.3.3数据库系统的三级模式结构，2020年7月17日星期五，38，图像1，两层图像：外部模式/模式图像/内部模式图像，数据库的映射功能和数据独立性，模式，图像N，模式星期五，2020年7月17日星期五，39，1.4数据库设计，需求分析概念结构设计概念模型逻辑结构设计物理设计数据库实现数据库操作和维护，星期五例1-4学生选课管理系统小王是大学计算机系的学生，那天他上网了。 进入学校的选课管理