数据库技术基础知识.ppt

1、数据库技术基础知识,主要内容,基本概念 数据模型 数据库系统体系结构 关系数据库 关系运算 关系数据库设计基础 数据仓库和数据挖掘基础知识,1、基本概念,数据和信息：数据是描述事物的符号记录；信息是反映现实世界的知识，是以数据的形式表示的，即数据是信息的载体。 数据库：是长期存储在计算机内的，有组织的、可共享的数据集合。 数据库管理系统：是数据库系统的核心，是位于用户和操作系统之间，是一种数据管理软件。 数据库系统：是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般有数据库、数据库管理系统（及其开发软件）、应用系统、数据库管理员和用户构成。 数据库系统管理员：指专门负责管理数据库的建立、使用、和维

2、护的人员。,2、数据模型,定义：数据模型是客观事物某些特征的数据抽象和模拟，是严格定义的一组概念的集合，是数据库系统的核心。 分类：主要分为概念数据模型和逻辑数据模型。 组成要素：数据结构、数据操作和完整性约束。,2.1、概念数据模型,定义：是用户容易理解的，对现实世界特征的数据抽象，它与具体的DBMS无关，是数据库设计员与用户之间进行交流的语言。 常用的概念数据模型：实体-联系模型（Entity-Relationship Model，E-R模型）。,2.2、E-R模型中的基本概念,实体：是指客观存在并可相互区别的事物。 属性：是指实体具有的若干特征。 实体集：是指性质相同的同类实体的集合。

3、键：也称码或者实体标识符，是指能唯一标识实体集中每个实体的属性集合。 域：是指属性的取值范围。 联系：E-R模型中反映实体之间的联系；主要三类联系，即一对一联系（1:1），一对多联系（1:n），多对多联系（m:n）。,2.3、E-R图绘制,E-R图是直观表示概念数据模型的有力工具，提供了表示实体集、属性和联系的方法。 实体集：用矩形表示。 属性：用椭圆形表示，并用无向边与相应的实体连接。 联系：用菱形表示，并用无向边分别与实体连接，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1,1:n,m:n），联系也可以有属性。 绘制方法：集成法和分离法。,下图给出了“学生”实体集与“课程”实体集及其联系的E-R图。

4、 “学生”实体属性：学号、姓名、性别、出生日期等属性。 “课程”实体属性：课程号、课程名、学分等属性 “选修”联系属性：成绩。,课程,选修,学生,课程号,课程名,学分,成绩,出生日期,性别,姓名,学号,n,m,2.4、逻辑数据模型,定义：逻辑数据模型简称数据模型，是用户从数据库中所看到的数据模型，是具体的DBMS所支持的数据模型。 分类：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型。,2.4.1、层次模型：是指用树状（层次）结构表示各类实体以及实体之间的联系。层次模型只有一个根节点，非根节点只有一个父节点。,教研室,教师,学生,学院,2.4.2、网状模型：是指用有向图（网络）结构表示实体类型集实

5、体间联系的数据模型。它允许多个节点没有父节点、允许节点有多个父节，允许两个节点之间有多种联系。,教师,课程,学生,学习,2.4.3、关系模型：是一种逻辑结构为一张二维表的数据模型，它由行和列组成。 常用术语： 关系：特征的即二维表； 属性：二维表中的一列即为一个属性； 关系模式：对应一张二维表的表头。关系模式是对一类实体结构性描述，一般表示为关系（属性1，属性2，属性n）。 元组：二维表中除表头以为的一非空行即为一个元组。 候选键：二维表中的一个或一组属性的集合，它可以唯一确定一个元组。一个关系可以有多个候选键，选择一个做主键。 域：属性的取值范围。 属性值：元组中一个属性所取的具体值。,“学

6、生”的关系模式：学生（学号，姓名，性别，院系，籍贯）,2.4.4、面向对象模型：是面向对象的数据库系统的模型基础，是一种可扩充的数据模型。 面向对象数据模型的核心概念： 对象标识：现实世界中的任何实体都被统一地用对象表示，每一个对象都有唯一的标识，称为对象标识。 封装：每一个对象是状态和行为的封装。 类：所有具有相同属性和方法集的对象抽象出类，类中的每一个对象称为类的实例。 继承：一个类可以继承层次中其直接或间接祖先的所有属性和方法。 消息：由于对象是封装的，对象和外部的通信一般只能通过消息传递实现，即消息从外部传递给对象，存取和调用对象中的属性和方法，在内部执行所要求的操作，结果再以消息的形

7、式返回。,3、数据库系统体系结构,从数据库管理系统角度来分：数据库系统通常采用三级模式结构，即外模式、模式和内模式。 从数据库用户角度来分：数据库系统的体系结构分为单用户结构、主从式结构、分布式结构、客户/服务器结构和浏览器/服务器结构。,3.1、数据库的三级模式结构,模式：也称结构模式或逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。 外模式：也称子模式或用户模式，是数据库用户看见何使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某应用程序有关的数据的逻辑表示。 内模式：也称存储模式，是数据物理结构和存储结构的描述，是数据在数据库内部的表示方法。 外模式/模式映射：存在

8、于外模式和模式之间，用于定义外模式与模式之间的对应关系。 模式/内模式映射：存在于模式与内模式之间，用于定义内模式与模式之间的对应关系，即数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。,外模式1,外模式3,外模式2,模式,内模式,数据库,应用程序A,应用程序B,应用程序D,应用程序C,外模式/模式映射,模式/内模式映射,3.2、数据库系统的体系结构,单用户数据库系统：整个数据库系统都装在一台计算机上，由一个用户完成，数据不能共享、数据冗余度大。 主从式结构的数据系统：即集中式结构，是由一台主机连接多个用户终端的结构。 分布式结构的数据库系统：是指数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但是物理地分布在计算机网络的不同节点上。 客户/服务器结构的数据库系统：即网络中的某个或某些节点上的计算机专门执行DBMS核心功能，这台计算机称为数据库服务器，；其他节点的计算机安装DBMS外围应用开发工具和应用程序，支持用户的应用，称为客户机；这种把DBMS和应用程序分开的结构就是客户/服务器（Client/Server，C/S）数据库系统。 浏览器/服务器结构的数据库系统：即客户端采用浏览器通过web服务器与数据库进行交互，并把业务规则、数据访问、合法性校验等处理逻辑分担给web服务器处理的的结构就是浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）数据库系统,4、关系数据库