大学计算机基础第六章_数据库技术讲述

《大学计算机基础第六章_数据库技术讲述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学计算机基础第六章_数据库技术讲述（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、教学进度教学进度 计算机科学与工程系 大学计算机基础 (第六章) 数据库技术 华南农业大学 信息学院 主讲教师 朱梅阶 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 第六章 数据库技术 数据库技术是目前使用计算机进行数据处理的 主要技术，借助数据库技术，可以方便有效地存储 和管理大量、复杂的数据。从海量数据中挖掘或抽 取出知识，是典型的计算思维方法。 本章主要介绍与数据库技术有关的几个基本概念 ，包括什么是数据库、数据库管理系统、数据库系 统、数据模型、数据库设计过程及数据库在管理信 息系统中的应用等内容。 如何把大象放冰箱里？如何把大象放冰箱里？ 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 在计算机领域，

2、数据泛指一切能够被输入到计算机中并被 计算机处理的符号，它们可以是数值、字符、图形、声音等。 (1) 数据 6.1 数据库技术基本概念 (2) 数据处理 数据处理是指利用计算机对各种类型的数据进行收集、存 储、分类、计算或加工、检索、传输、维护的一系列操作。随 着计算机软件、硬件技术的发展，数据处理的主要工作已不再 是计算，而是进行管理。 人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段 数据库技术发展的三个阶段 数据库是数据处理技术发展的产物，基本概念主要有数据 、数据处理、数据库、数据库管理系统以及数据库系统等。 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 人工管理阶段:用户的应用程序与数据相互结合不

3、可分割 ，当数据有所变动时程序则随之改变，程序与数据之间不具 有独立性。 文件管理阶段:数据以文件形式长期保存和处理，应用 程序和数据之间具有了一定的独立性。 一个文件可被多个应 用程序使用，一个应用程序也可使用多个数据文件。数据文 件之间无关联，同样的数据会在不同文件中出现，数据冗余 大。 应用程序1数据集1 应用程序2数据集2 数据集3应用程序3 人工管理阶段 冗 余 文件组n 应用程序1 应用程序2 应用程序n 文件组1 文件组2 文件系 统 文件系统阶段 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 数据库系统阶段：在这一管理方式下，数据被组织到一 个结构化的数据库中统一管理，数据之间是有联系

4、的；数据 不再面向某个应用程序而是面向整个系统，所有用户可同时 存取库中的数据；数据与程序之间相互独立。 应用程序1 应用程序2 数 据 库 管理系统 数据库系统阶段 数据库 DBMS DB 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 是指以一定的组织方式将相关的数据组织在一起，长期 存放在计算机内，可为多个用户共享。数据库是数据库系统 的核心，是数据库系统的管理对象。 (3) 数据库(DB) 6.1 数据库技术基本概念 (4) 数据库管理系统(DBMS) 是管理数据库的软件的集合， 是位于用户(或应用程序)与操作系 统之间的数据库软件，是用户访 问数据库的接口。 DBMS的组成 教学进度教学进度

5、计算机科学与工程系 6.1 数据库技术基本概念 (5) 数据库系统 数据库系统(DBS)：是指采用 了数据库技术的计算机系统。 数据库系统主要由五部分组成 ： 数据库 DBMS 数据库应用软件 数据库管理员 用户。 数据库系统的组成 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.2 数据模型 当我们面对“海量”的数据，如何管理和储存它们，这就 需要有一个“模型” 按照一定的组织方式进行管理。 任何一个数据库管理系统都是基于某种数据模型的。常 用的支持数据库系统的数据模型有： 层次模型、网状模型、关系模型 数据库的性质是由这些数据模型决定的。如Access支持 关系模型，所以由Access创建的数据

6、库就为关系数据库。 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 层次模型是最早的数据模型。 该模型像一棵倒置的树，根结点在 上，层次最高，子结点在下，逐层 排列。其主要特征是：有且只有一 个无双亲的根结点；根结点以外的 子结点，向上仅有一个父结点，向 下可以有若干个子结点。 6.2 数据模型 1. 层次模型 网状模型是层次模型的扩展。 其主要特征是：允许有一个以上的 结点无双亲结点；至少有一个结点 有多于一个的双亲结点。 2. 网状模型 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.2 数据模型 姓名性别年龄 王一男24 林二女22 李三男21 陈四女23 一般来说，任何数据模型都描述一定事物数据之间的

7、关系 。层次模型描述数据之间的从属层次关系；网状模型描述数据 之间的多种从属的网状关系。而关系模型则用二维表表示事物 间的联系。当前主流数据库普遍采用的是关系数据模型。 3. 关系模型 班级姓名性别年龄 01会计王一男24 02网工林二女22 03软工李三男21 04商务陈四女23 表6.1 某学校学生信息表 表6.2 某学校学生分布情况表 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.3 数据模型 关系模型的几个基本概念 关系：一个关系对应一张二维表，表名即关系名。 元组：表中的一行即为一个元组，又称为行或记录。 属性：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。 主键：唯一标识关系

8、中的任何一个元组的属性称为该关系模式的主键。 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.3 关系数据库设计 关系数据库设计步骤: (1) 需求分析； (2) 概念设计； (3) 逻辑设计； (4) 物理设计； (5) 数据库实施； (6) 数据库运行维护。 开始实施-施工建造 前期准备-图纸设计 提出方案-小区规划 开始调研可行性分析 业主入住 小区管理物业维护 建一个居民小区打个比喻： 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.3 关系数据库设计 需求分析是数据库设计的第一步。该阶段主要是对数据库 应用系统所要处理的对象进行全面了解，大量收集各类基础数 据以及用户对数据库信息和对基础数据进行

9、处理的要求等。 (1) 需求分析 信息要求：每个学校是以学院为单位进行管理的，学院又 分为系，系分为教研室，教研室聘请教师，系开设班级，学生 按专业分班。其中涉及到学院、系、教研室、教师、学生、班 级、课程等各方面的信息。 处理要求：对学院、系、教研室、教师、班级、学生、成 绩等进行管理(包括增加、修改、删除)；打印学生成绩报表等 。 例如： “学生信息管理系统学生信息管理系统 ” 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.3 关系数据库设计 概念设计的目标是产生反映需求信息的数据库概念结 构。它与具体的DBMS无关。 (2) 概念设计 现实世界 概念模型 将现实世界客观存在的事物及其相互间联

10、系通 过符号记录下来抽象为信息世界。 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.3 关系数据库设计 学生信息管理系统的E-R模型(E-R图) 概念设计用实体-联系模型(简称E-R图) 表示。 矩形框：实体 椭圆框：属性 菱形框：联系 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.3 关系数据库设计 逻辑设计的任务是将概念模型转换为特定DBMS所支持 的数据模型。 (3) 逻辑设计 学院(学院编号、学院名称、院长姓名、电话、地址) 系(系编号、系名称、系主任、电话、教研室个数、学院编号) 教研室(教研室编号、教研室名称、教师人数、系编号) 教师(教师编号、姓名、性别、职务、教研室编号) 班级(班级编

11、号、班级名称、班级人数、班长姓名、专业、系编号) 学生(学号、姓名、性别、出生年月、籍贯、班级编号) 课程(课程编号、课程名、学时、学分) 选课(学号、课程编号、教师编号、成绩) 概念模型逻辑模型 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.3 关系数据库设计 另外，数据库的逻辑结构设计还需要选定数据库管理系统 软件，并给出数据库逻辑结构的详细设计。 字段名字段类型字段长度 有效性规则索引类型 学号文本12主键 姓名文本8 性别文本2 “男”或“女” 出生年月日期 籍贯文本20 班级编号文本6外键 “学生”关系的详细逻辑设计 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.3 关系数据库设计 数据库物

12、理结构设计就是为已设计好的逻辑数据模型选择 最适合应用要求的物理结构。数据库的物理结构主要指数据库 的存储记录格式、存储记录存放位置安排和存取方法。显然， 数据库的物理设计完全依赖于给定的硬件环境和DBMS。 (4) 物理设计 逻辑模型物理模型 将信息世界的数据描述成计 算机处理的数据形式。 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.3 关系数据库设计 数据库实施是根据逻辑设计和物理设计的结果，在计算机 上建立起实际数据库结构、装入数据、测试和试运行的过程。 (5) 数据库实施 用SQL语言对“学生”表进行设计 在Access可视化界面中对“学生”表进行设计 数据库系统正式运行，标志着数据库设

13、计与应用开发工作 的结束和维护阶段的开始 。 (6) 运行和维护 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.4 数据库在管理信息系统中的应用 管理信息系统(Management Information System，简称 MIS)就是用计算机来执行管理功能的一种信息系统。一般的 数据处理系统着重解决一些日常的事务处理问题，而管理信息 系统是对企业（单位）内外的信息进行分析处理，最终提出一 些决策信息，供企业（单位）的上层高级决策人员参考。 (1) 管理信息系统 正确的决策必须对大量的有关信息进行全面的科学分析， 因此，一个管理信息系统要求能在短期内尽快地处理大量的各 类信息，这样就对系统中大量

14、数据的组织，存储、联系提出了 较高的要求。于是，数据库作为一个管理信息系统的核心部分 就是必不可少的了。 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.4 数据库在管理信息系统中的应用 管理信息系统功能结构图 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.4 数据库在管理信息系统中的应用 数据库是计算机领域中发展最为迅速的重要分支，数据库技术在各 行各业中已得到广泛应用。以下是一些数据库应用的经典案例： 案例1：网上填报高考志愿访问国家教育部的数据库系统。 案例2：购买火车票、飞机票访问全国铁路、航空数据库系统。 案例3：到银行取钱访问银行的数据库系统。 案例4：在学校选课访问学校的学籍管理数据库系统

15、。 案例5：到图书馆借书访问图书馆的数据库系统。 案例6：上网浏览、网上购物访问网站的后台数据库系统。 数据库系统是管理信息系统的核心，也是衡量管理信息系统的标准 。可以这么说，数据库系统在管理信息系统中的地位就好像发动机在飞 机中的地位一样。 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 Web环境下的数据库访问 6.4 数据库在管理信息系统中的应用 通常情况下，网站的后台支撑技术是数据库。因为在实际应用中， 网站需要保存大量的数据。简单来说，用户只要能够连接到因特网并且 安装了Web浏览器，就能够操作数据库。其过程是：用户向Web服务器 发出数据操作请求；Web服务器收到请求以后，按照特定的方式将请求 转发给数据库服务器；数据库服务器执行这些请求并将结果数据返回给 Web服务器；Web服务器则以页面的形式将结果数据返回用户的Web浏 览器；用户通过Web浏览器查看请求结果。 教学进度教学进度 计算机科学与工程系 6.5 数据挖掘 数据挖掘是一个与数据库技术紧密相关的