数据库导论课件

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1、An Introduction to Database Systenm,为什么要学习数据库?,An Introduction to Database Systenm,什么是数据库？,存放数据的仓库？ 存放载有数据的存储介质的仓库？,An Introduction to Database Systenm,数据库的地位,数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支 数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透 数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志,An Introduction to D

2、atabase Systenm,社会信息量急剧膨胀(企业信息，政府信息, 科研信息)，信息大爆炸已成为众所皆知的事实。 信息已成为与材料、能源同等重要甚至更加重要的战略性资源。离开了信息人们将无所适从。人们迫切需要提高效率和管理水平，加强信息处理的效率。 问题：1、信息和数据有什么关系? 2、在现实生活中我们和哪些数据在打交道？,An Introduction to Database Systenm,人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段 三个阶段,1.1数据库的过去、现在和未来,An Introduction to Database Systenm,数据管理技术的产生和发展,什么是数据管

3、理 对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题 数据管理技术的发展过程 人工管理阶段(40年代中-50年代中) 文件系统阶段(50年代末-60年代中) 数据库系统阶段(60年代末-现在),An Introduction to Database Systenm,一、人工管理,时期 40年代中-50年代中 产生的背景 应用需求主要用于科学计算 硬件水平无直接存取存储设备，纸带、卡片、磁带，没有磁盘。 软件水平没有操作系统和管理软件 处理方式批处理,An Introduction to Database Systenm,应用程序与数据的对应关系(人工管理),An Introd

4、uction to Database Systenm,人工管理,特点 数据的管理者：科学计算数据不需保存。 数据面向的对象：某一应用程序要设计逻辑和物理结构，包括存储结构和方法，输入方式等。 数据的共享程度：面向应用程序，各自定义，无共享、冗余度极大。 数据的独立性：不独立，完全依赖于程序，逻辑和物理结构变化，必须修改相应的应用程序。 数据的结构化：无结构，附在应用程序后。 数据控制能力：应用程序自己控制。,An Introduction to Database Systenm,二、文件系统,时期 50年代末-60年代中 产生的背景 应用需求不仅科学计算、还用于管理 硬件水平发展了磁盘、磁鼓直

5、接存储设备 软件水平有文件系统（专门的数据管理软件） 处理方式不仅文件批处理，还联机实时处理。,An Introduction to Database Systenm,文件系统(续),特点 数据的管理者：文件系统，数据可长期保存，由专门的文件 系统进行数据管理：查询、修改、增删。 数据的共享程度：共享性差、各自建立自己的文件系统，冗 余度大，易造成数据的不一致，文件之间是独立的。 数据的结构化：记录内有结构,整体无结构。 数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序。 数据控制能力：应用程序自己控制。,An Introduction to Database Systenm,应用程

6、序与数据的对应关系(文件系统),An Introduction to Database Systenm,三、数据库系统,时期 60年代末以来 产生的背景 应用背景：量增大，大规模管理，要求数据共享越来越强烈。 硬件背景：展了大容量磁盘，硬件价格下降，软件价格上升，编制和维护软件成本增加。 软件背景：了解决多用户多应用共享数据的需求，出现了数据库技术和统一管理数据的专门软件：数据库管理系统。 处理方式：联机实时处理,分布处理,批处理,An Introduction to Database Systenm,数据库系统,特点 数据的共享性好 冗余度低。 数据的独立性：高度的物理独立性和一定的 逻辑独

7、立性,An Introduction to Database Systenm,应用程序与数据的对应关系(数据库系统),An Introduction to Database Systenm,数据的高共享性的好处,从整体角度描述数据，不再面向某个应用程序，降低数据的冗余度，节省存储空间 避免数据间的不一致性（同一数据的不同拷贝） 使系统易于扩充,An Introduction to Database Systenm,数据独立性,物理独立性 指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。 逻辑独立性 指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立

8、的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。因为应用程序所涉及的局部逻辑结构和数据库的总体逻辑结构之间具有映象或转换功能，保证了逻辑独立性。 数据与程序的独立性使得数据的定义与描述从应用程序中分离出来，而且数据的存取由DBMS管理，用户不必考虑存取的细节。,An Introduction to Database Systenm,和数据库有关的三个术语,、（ataBase） 、（ataBase Management System） 、（Database System）,An Introduction to Database Systenm,1.数据库（Database,简称DB）是指长期存储在

9、计算机内、有组织、可共享的数据集合。 2.数据库管理系统(Database Management System, 简称DBMS) 是指用于完成数据库的定义、建立、运行和维护，使用户能方便地操纵和控制数据，并能保证数据的安全性、完整性、并发性和可恢复性的软件系统。 3.数据库系统(DataBase System简称DBMS)是指利用数据库管理系统及开发工具对数据库中的数据进行处理的应用软件系统。,An Introduction to Database Systenm,数据库系统层次结构图,应用系统,应用开发工具软件,数据库管理系统,操作系统,硬件/数据库,数据库用户,An Introductio

10、n to Database Systenm,数据库系统的要素组成,Database,An Introduction to Database Systenm,1.2.7 数据管理技术的三个阶段比较,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Dat

11、abase Systenm,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systen

12、m,如何把现实世界中的各种信息用计算机表示出来？,在数据处理中，数据描述将涉及到不同的范畴。从事物的特性到计算机中的具体表示，实际上经历了三个阶段概念设计中的数据描述、逻辑设计中的数据描述和物理设计中的数据描述。本节先介绍这三个阶段的数据描述，再介绍数据之间联系如何描述。 三个阶段： 概念数据描述逻辑数据描述物理存储介质描述,An Introduction to Database Systenm,1.2.1 概念设计中的数据描述,实体（entity）：客观存在，可以相互区别的事物称为实体。 实体集（entity set）：性质相同的同类实体的集合，称为实体集。 属性（attribute）：实体

13、有很多特性，每一个特性称为属性。每一个属性有一个值域，其类型可以是整数型、实数型、字符串型等。 实体标识符（identifier）：能惟一标识实体的属性或属性集，称为实体标识符。有时也称为关键码（key），或简称为键。,An Introduction to Database Systenm,.联系：实体和实体之间是有联系的。,联系（relationship）是现实世界中普遍存在的。在信息世界中，它反映为实体和实体之间的联系。 两实体型之间的联系可分为三类：1:1 联系，例如，班级和班长； 1:n 联系，例如，班级和学生；m:n 联系，例如，课程和学生。,An Introduction to D

14、atabase Systenm,为什么要讨论实体之间的联系？,？,仓库,器件,An Introduction to Database Systenm,两个实体型间的联系,An Introduction to Database Systenm,1.2 逻辑设计中的数据描述（二）,术语的对应关系,An Introduction to Database Systenm,传统的三大数据模型,层次模型,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Sy

15、stenm,An Introduction to Database Systenm,An Introduction to Database Systenm,树,父母,子女,种植,砍伐,养育,赡养,学生宿舍,学生,教研室,专业系,教师,(a),(e),(d),网状模型,学生,课程,父亲,子女,(c),(b),人,An Introduction to Database Systenm,关系模型,An Introduction to Database Systenm,数据库（举例）,An Introduction to Database Systenm,关系数据模型的数据结构,在用户观点下，关系模型

16、中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。,An Introduction to Database Systenm,1.2.2 逻辑设计中的数据描述（一）,字段（field）：标记实体属性的命名单位称为字段，或数据项。它是可以命名的最小信息单位，所以又称为数据元素或初等项。 记录（record）：字段的有序集合称为记录。 文件（file）：同一类记录的集合称为文件。 关键码（key）：能惟一标识文件中每个记录的字段或字段集，称为记录的关键码（简称为键）。,An Introduction to Database Systenm,1.3.3 物理设计中的数据描述,位（bit，比特）：一个二进制位称为“位”。一位只能取0或1两个状态。 字节（byte）：8个比特称为一个字节，可以存放一个字符所对应的ASCII码。 字（word）：若干个字节组成一个字。一个字所含的二进制位的位数称为字长。 块（block）：又称为物理块或物理记录。块是内存和外存交换信息的最小单位，每块的