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1、1. 1. 数据库技术概述数据库技术概述 2. 2. 数据管理技术的发展数据管理技术的发展 3. 3. 数据模型数据模型 4. E-R4. E-R基本概念基本概念 5. 5. 结构数据模型结构数据模型 第六章 数据库基础 6. 6. 数据库系统的构成数据库系统的构成 1 第 六 章 数 据 库 基 础 1. 数据库技术概述 数据库系统应用示例 航空售票系统（最早使用数据库技术） 包括信息： 座位预定信息：座位分配、座位确认、餐 饮选择 航班信息：航班号、飞机型号、机组号、 起飞地、目的地、起飞时间、到达时间、 飞行状态等 机票信息：票价、折扣、有无等 2 第 六 章 数 据 库 基 础 1.
2、数据库技术概述 航空售票系统（最早使用数据库技术） 主要功能： 查询在某一段时间内从某个指定城市到另 个指定城市的航班、是否有可以选择的座 位、是否有其他飞机型号、飞机票价、是 否折扣等信息 更新乘客登记航班、分配座位、选择餐饮 等 任何时候都有许多航空售票代理商访问这些数据 、避免卖同一座位。 通过这些数据，可以统计出经常坐某一航班的乘 客信息，并为这些乘客提供优惠 系统特点：数据庞大，人工不能提供及 时、准确服务 3 第 六 章 数 据 库 基 础 1.数据库技术概述 图书管理系统 包括信息： 图书信息：书号、书名、作者姓名、出版日期、类型 、页数、价格、出版商名称等 作者信息：姓名、身份
3、证号、性别、出生日期、学历 、住址、电话等 出版社信息：名称、地址、社长、成立日期等 读者信息：姓名、借书号、书名、借书日期、借书数 量等 主要功能： 查询：某种类型的图书、浏览指定出版商出版的图书 、检索指定作者的图书等 更新：登记新书信息、作者信息、借阅者信息等 对存书几百万的图书馆，人工操作劳动强度大 4 第 六 章 数 据 库 基 础 1.数据库技术概述 p数据库系统作用 管理大量数据：10TB数据，大约可存储183 亿个航班信息，45亿本书的简要信息，2800 万本40页图书的所有内容 数据库定义功能：将数据的存储结构定义到 数据库中 数据查询功能：方便地检索数据、插入数据 、修改数
4、据和删除数据 控制多用户访问：许多用户同时访问系统， 确保不同用户只能使用自己所需数据，不同 用户操作互不干扰 确保故障恢复: 5 第 六 章 数 据 库 基 础 1. 数据库技术概述 p主流数据库系统 Oracle 8i：对象/关系型数据库系统 Microsoft SQL Server Sybase Informix 6 第 六 章 数 据 库 基 础 2. 数据管理技术的产生和发展 p数据管理：对数据进行分类、组织、编 码、存储、检索和维护 人工管理阶段： 数据不保存 应用程序管理数据 数据不共享 数据不具独立性 应用程序1数据集1 应用程序2数据集2 应用程序n数据集n 7 第 六 章
5、数 据 库 基 础 2. 数据管理技术的产生和发展 文件系统阶段： 数据保存 文件系统管理数据 数据共享差，冗余大 数据独立性差 应用程序1文件1 应用程序2文件2 应用程序n文件n 存取方法 8 第 六 章 数 据 库 基 础 2. 数据管理技术的产生和发展 数据库系统阶段： 数据结构化： 学号 姓名 性 别 年 龄 系 别 政治面貌籍贯家庭成员 学号 姓名 性 别 年 龄 系 别 政治面貌籍贯 姓名 与本人关系详细 情 况 9 第 六 章 数 据 库 基 础 2. 数据管理技术的产生和发展 文件中记录内部有结构，但记录间无联系 901李明 男 19计算机团员辽宁沈阳 李义山 父子 张玉母子
6、 李平弟弟 10 第 六 章 数 据 库 基 础 2. 数据管理技术的产生和发展 数据共享性高、冗余度低、易扩充、数据独立性高 数据由DBMS统一管理和控制：安全、完整、并发 、恢复 应用程序1 应用程序2 数据库 管理系统 数据库 人机交互 11 第 六 章 数 据 库 基 础 现实世界 信息世界 计算机世 界 概念化 形式化 用户 计算机 3. 数据模型 p数据模型：是一组概念的集合，用于对现实世界数据 特征进行抽象。 12 第 六 章 数 据 库 基 础 数据模型 是数据库系 统中用于提 供信息表示 和操作手段 的形式构架 应用 概念数据 模型 结构数据 模型 现实世界 信息世界 计算机
7、世 界 3. 数据模型 13 第 六 章 数 据 库 基 础 p概念数据模型(与DBMS无关) 按用户的观点来对数据和信息建模 用于组织信息世界的概念，表现从现实世界 中抽象出来的事物以及它们之间的联系 这类模型强调其语义表达能力，概念简单、 清晰，易于用户理解 它是现实世界到信息世界的抽象，是用户与 数据库设计人员之间进行交流的语言 易于向结构数据模型转换 3. 数据模型 14 第 六 章 数 据 库 基 础 p结构（逻辑）数据模型 从计算机实现的观点来对数据建模 是信息世界中的概念和联系在计算机世 界中的表示方法 一般有严格的形式化定义，以便于在计 算机上实现 如层次模型、网状模型、关系模
8、型、面 向对象模型 3. 数据模型 15 第 六 章 数 据 库 基 础 4.-基本概念 p历史 -模型：Entity-Relationship Model 1976年，P.P.S.Chen提出-模型，用- 图来描述概念模型 p观点 世界是由一组称作实体实体的基本对象和这 些对象之间的联系联系构成的 16 第 六 章 数 据 库 基 础 4.-基本概念 p实体(Entity) 客观存在并可相互区分的事物叫实体 如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论 p属性(Attribute) （用椭圆表示） 实体所具有的某一特性 一个实体可以由若干个属性来刻画 例如，学生可由学号、姓名、年龄、系等组成
9、p域(Domain) 属性的取值范围 例如，性别的域为（男、女），月份的域为到 的整数 17 第 六 章 数 据 库 基 础 4.-基本概念 p实体型(Entity Type) （用矩形表示） 实体名与其属性名集合共同构成实体型 例:学生（学号、姓名、年龄、性别、系、年 级） 注意实体型与实体（值）之间的区别，后 者是前者的一个特例 如:(9808100，王平，21，男，计算机系，2) 是一个实体 p实体集(Entity Set) 同型实体的集合称为实体集 如全体学生 18 第 六 章 数 据 库 基 础 4.-基本概念 p码(Key) 能唯一标识实体的属性或属性组称作超码超码 从所有候选码中
10、选定一个用来区别同一实 体集中的不同实体，称作主码主码 一个实体集中任意两个实体在主码上的取 值不能相同 学生（学号、姓名、年龄、性别、系、年级） 19 第 六 章 数 据 库 基 础 4.-基本概念 p联系(Relationship) （用菱形表示） 实体之间的相互关联 如：学生与老师间的授课关系 联系也可以有属性 如：学生与课程之间有选课联系，每个选课联 系都有一个成绩作为其属性 p元或度（Degree） 参与联系的实体集的个数称为联系的元 如：学生选修课程是二元联系，供应商向工程 供应零件则是三元联系 20 第 六 章 数 据 库 基 础 p映射的基数（Mapping Cardinali
11、ties） 实体之间的联系的数量 可以有一对一的（1:1），一对多的（1:m） ，多对多的（m:n）几种情况 4.-基本概念 21 第 六 章 数 据 库 基 础 p二元联系集的映射基数 设有两个实体集E1， E2 一对一（1:1） E1中的一个实体与E2中至多一个实体相联系，并且 E2中的一个实体与E1中至多一个实体相联系 如“职工”与“部门”之间的“管理”联系（假定每个部门 只有一个经理，一个职工不能兼任两个部门经理 职工部门 管理 4.-基本概念 22 第 六 章 数 据 库 基 础 一对多（1:m） E1中的一个实体与E2中n（n0）个实体相联系 ，并且 E2中的一个实体与E1中至多一
12、个实体相联系 如“教师”和“学生”之间的“班主任”联系 教师学生班主任 4.-基本概念 23 第 六 章 数 据 库 基 础 多对多（m:n） E1中的一个实体与E2中n（n0）个实体相联系 ，并且 E2中的一个实体与E1中m（m0）一个实体相 联系 如“学生”和“课程”之间的“选修”联系 学生课程 选修 4.-基本概念 24 第 六 章 数 据 库 基 础 p多个实体集间联系的情况 一对多 设有n个实体集E1 , E2 , , En ,若对于 E1 , , Ei-1, Ei+1 , , En ，分别给定实体e1 , , ei-1 , ei+1 , , en 时， 至多有一个实体ei Ei与之
13、相联系，则称有一个 从Ei到E1 , , Ei-1 , Ei+1 , , En的一对多联系 如“课程”，“教员”，“参考书”之间的“讲课”联系 教员参考书 讲课 课程 4.-基本概念 25 第 六 章 数 据 库 基 础 例：学生选修课程 学生课程选修 姓名学号系别 课程名先修课学分 成绩 用矩形表示实 体集，在框内 写上实体名 用椭圆表示 实体的属性 用无向边 把实体与 其属性连 接起来 用菱形表示实体 间的联系 将参与联系的实体 用线段连接 mn 联系的 数量 4.-基本概念 26 第 六 章 数 据 库 基 础 p码在E-R图中的表示 实体集属性中作为主码的一部分的属性用 下划线来标明。
14、 学生 课程 选修 姓名学号系别 课程名先修课学分 4.-基本概念 27 第 六 章 数 据 库 基 础 5. 结构数据模型 p数据结构（描述系统的静态特性） 是指对实体类型和实体间联系的表达和实 现 数据本身 类型、内容、性质。如网状模型中的数据项 、记录，关系模型中的域、属性，关系等 数据之间的联系 例如网状模型中的系型，关系模型中的外码 在数据库系统中一般按数据结构的类型来 命名数据模型 28 第 六 章 数 据 库 基 础 5. 结构数据模型 p数据操作 描述系统的动态特性，即对数据库中对象的 实例允许执行的操作的集合，包括操作及操 作规则 一般有检索、更新（插入、删除、修改）操 作
15、数据模型要定义操作含义、操作符号、操作 规则，以及实现操作的语言 p数据的约束条件 数据的约束条件是完整性规则的集合，规定 数据库状态及状态变化所应满足的条件，以 保证数据的正确、有效、相容 29 第 六 章 数 据 库 基 础 5.结构数据模型层次模型 p层次模型 用树结构表示实体类型和实体间联系的模型叫 层次模型 树由节点和连线组成 节点代表实体型 记录类型 连线表示两实体型间的一对多联系 树的特性 每棵树有且仅有一个节点无父节点，称为树的根 树中的其它节点都有且仅有一个父节点 30 第 六 章 数 据 库 基 础 优点 结构简单，易于实现 缺点 支持的联系种类太少 只支持二元一对多联系 只允许实体集间的一种联系，不支持实体集间的多种联 系 数据操纵不方便 子结点的存取只能通过父结点来进行 插入、删除复杂，父结点的删除导致子结点的删除，丢 失必要的信息 代表产品： IBM的IMS数据库，1969年研制成功 5.结构数据模型层次模型 31 第 六 章 数 据 库 基 础 5.结构数据模型网状模型 p网状模型（用有向图表示实体类型和实体间联系） 是一个满足下列条件的有向图 可以有一个以上的节点无父节点 至少有一个节点有多于一个的
