数据库与信息系统ppt课件

《数据库与信息系统ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据库与信息系统ppt课件（85页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第4章 数据库与信息系统,4-2,4.1 数据库系统基础,一、信息、数据和数据处理 信息是现实世界中的实体特性在人们头脑中的反映。人们用文字或符号把它记载下来，进行交流、传送或处理。 信息的特征： （1）信息来源于物质和能量 （2）信息可以感知的 （3）信息可存储、加工、传递和再生,4-3,4.1 数据库系统基础,一、信息、数据和数据处理（续） 数据是信息的符号表示或载体，信息则是数据的内涵，是对数据的语义解释。 数据处理是将数据转换成信息的过程，包括对数据的收集、存储、加工、检索和传输等一系列活动。通过对数据的处理操作，可以从中获得有价值的、对用户的决策起作用的信息。,4-4,4.1 数据库

2、系统基础,二、数据管理技术的发展,数据管理是指如何对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，它是数据处理的中心问题。 数据管理技术依据其发展过程，可分为人工管理、文件系统管理和数据库管理三个阶段。,4-5,4.1 数据库系统基础,二、数据管理技术的发展（续）,人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系,人工管理阶段,4-6,4.1 数据库系统基础,文件系统阶段,文件系统阶段应用程序与数据之间的关系,二、数据管理技术的发展（续）,4-7,4.1 数据库系统基础,数据库系统阶段,数据库管理系统处理数据方式示意图,二、数据管理技术的发展（续）,4-8,4.1 数据库系统基础,数据库阶段的数据管理具

3、有以下特点： 使用复杂的数据模型表示结构 具有很高的数据独立性 为用户提供了方便的接口 提供了完整的数据控制功能 提高了系统的灵活性,二、数据管理技术的发展（续）,4-9,4.1 数据库系统基础,三、数据库管理系统 数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。,4-10,4.1 数据库系统基础,三、数据库管理系统（续） 数据库管理系统（Database Management Systems，DBMS）是数据库系统的核心，是为数据库的建立、使用和维护而配置的软件，由一个互

4、相关联的数据的集合和一组用于访问这些数据的程序组成。,4-11,4.1 数据库系统基础,三、数据库管理系统（续） 数据库管理系统（DBMS）的功能： 数据定义 数据操纵 数据库运行管理 数据组织、存储和管理 数据库的建立和维护 数据通信接口,4-12,4.1 数据库系统基础,三、数据库管理系统（续） 数据库管理系统（DBMS）的组成部分： 数据定义语言及其翻译处理程序 数据操纵语言及其编译（或解释）程序 数据库运行控制程序 实用程序,4-13,4.1 数据库系统基础,四、数据库应用系统 数据库应用系统是指系统开发人员利用数据库系统资源开发出来的，面向某一类实际应用的应用软件系统。,4-14,4

5、.1 数据库系统基础,四、数据库应用系统（续） 数据库应用系统一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员（Database Administrator，DBA）和最终用户构成。即： DBSDBDBMSAPPLICATION DBAUSER,4-15,4.2 数据模型,在数据库技术中，我们用模型的概念描述数据库的结构与语义，对现实世界进行抽象。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟。 数据模型应满足三方面要求：一是能比较真实地模拟现实世界；二是容易为人所理解；三是便于在计算机上实现。一种数据模型要很好地满足这三方面的要求，在目前尚很困难。在数据库系统中针对不同的使用对象和应

6、用目的，采用不同的数据模型。,4-16,4.2 数据模型,一、数据模型的组成 数据模型通常都是由 数据结构 数据操作 完整性约束 三个要素组成。,4-17,4.2 数据模型,一、数据模型的组成（续） 数据结构 数据结构是所研究的对象类型（object type）的集合。这些对象是数据库的组成成分，它们包括两类，一类是与数据类型、内容、性质有关的对象，例如网状模型中的数据项、记录，关系模型中的域、属性、关系等；一类是与数据之间联系有关的对象，例如网状模型中的系型（set type）。,4-18,4.2 数据模型,一、数据模型的组成（续） 数据操作 数据操作是指对数据库中各种对象（型）的实例（值）

7、允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则。数据库主要有检索和更新（包括插入、删除、修改）两大类操作。,4-19,4.2 数据模型,一、数据模型的组成（续） 数据的约束条件 数据的约束条件是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效和相容。,4-20,4.2 数据模型,二、概念模型 为了把现实世界中的具体事物抽象、组织为某一DBMS支持的数据模型，人们常常将现实世界抽象为信息世界，然后将信息世界转换为机器世界。也就是说，首先把现实世界中的客观对象抽象为概念级的模型；然后再把概念

8、模型转换为数据模型，这一过程如下图所示。,4-21,4.2 数据模型,二、概念模型（续）,4-22,4.2 数据模型,二、概念模型（续） 信息世界涉及的概念主要有： 实体 属性 码 域 实体型 实体集 联系,4-23,4.2 数据模型,二、概念模型（续） 实体间的三类联系： 1:1联系 1:n联系 m:n联系,4-24,4.2 数据模型,三、常用的数据模型 层次模型 网状模型 关系模型 面向对象模型,4-25,4.2 数据模型,三、常用的数据模型（续） 1. 层次模型 层次模型是用层次结构描述数据间的从属关系。在层次模型中，数据间的关系象一棵倒置的树。它的表现形式如图所示。,4-26,4.2

9、数据模型,三、常用的数据模型（续）,教师和学生的层次模型图,4-27,4.2 数据模型,三、常用的数据模型（续） 层次模型的特点： 有且只有一个结点没有双亲，该结点就是 根结点根以外的其他有且仅有一个双亲结点， 这就使得层次数据库系统只能直接处理一对多 的实体关系。 任何一个给定的记录值只有按其路径查看 时才能显出它的全部意义，没有一个子女记录 值能够脱离双亲记录值而独立存在。,4-28,4.2 数据模型,三、常用的数据模型（续） 2. 网状模型 网状模型（网络模型）是用网络结构表示数据间的多个从属关系。它的表现形式如图所示。,学生和课程的网状模型图,4-29,4.2 数据模型,三、常用的数据

10、模型（续） 网状模型的特点： 有一个以上的结点没有双亲。 至少有一个结点可以有多个双亲。 允许两个或两个以上的结点为根结点，允许某个结点有多个双亲结点，使得层次模型中的有向树变成了有向图，该有向图描述了网状模型。实际层次模型是网状模型的一个特例。,4-30,4.2 数据模型,三、常用的数据模型（续） 3.关系模型 关系模型是目前应用最广的数据模型。在关系模型中，用一个二维表来表示数据间的关系。它的表现形式如下表所示。,学生登记表S,4-31,4.2 数据模型,三、常用的数据模型（续） 关系模型中的术语： 关系（relation）：对应通常说的表 元组(tuple)：二维表格中的一行 属性： 二

11、维表格中的一列，相当于记录中的 一个字段,4-32,4.2 数据模型,三、常用的数据模型（续） 码（key）： 可唯一标识一个元组的属性或属性组，也称候选码（candidate key）.若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（primary key ），主码的诸属性称为主属性。码有时也被称为键，如主键。 域（domain）：属性的取值范围 关系模型：对关系的描述，一般表示为：关系名（属性1，属性2，,属性n）,4-33,4.2 数据模型,三、常用的数据模型（续） 4. 面向对象模型 面向对象模型主要用于面向对象的数据库中。在面向对象模型中的基本概念是对象和类。每个对象有一个惟一的名称，

12、在对象内部封装了对象所具有的属性和对象能执行的方法。类是对具有相同属性和方法的所有对象的一个抽象，类有四个主要的性质：封装性、继承性、多态性和重载。,4-34,4.3 关系数据库与SQL语言,一、关系数据库的基本概念 关系数据库是依照关系模型的设计的数据库。 在关系型数据库中数据以行和列的形式存储，一系列的行和列称为表。 一组表便组成了数据库。 在关系数据库中，各数据项之间用关系来组织，关系（Relationship）是表之间的一种连接。,4-35,二、基本关系运算 1. 集合运算 集合并运算: 就是把两个关系中所有的元组集合在一起，形成一个新的关系。示例参见教材中表4-6。 集合交运算: 得

13、到的结果就是在最后的关系中，包含了两个集合中共同的元组。那些只在其中一个集合中出现的元组都被删除了。示例参见教材中表4-7。,4.3 关系数据库与SQL语言,4-36,二、基本关系运算（续） 集合差的运算: 如果R和S是两个关系，那么RS表示关系R和S的差，其结果包含了在R中而不在S中的元组。有一点要注意，RS和SR是不同的，后者表示了在S中而不在R中的元组。示例参见教材中表4-8，表4-9。,4.3 关系数据库与SQL语言,4-37,集合R和S的并运算结果示意图,关系R和S的集合交运算结果示意图,关系R和S的集合差运算结果示意图,4.3 关系数据库与SQL语言,4-38,二、基本关系运算（续

14、） 2. 选择运算 当把选择运算符应用到关系R时，将产生一个包含了关系R中部分元组的新关系。新关系的元组部分满足指定的条件C，该条件与关系R的属性有关。通常把这种选择运算表示为 。这种运算方式的示意图如图所示。示例参见教材中表4-10，表4-11 。,关系R,4.3 关系数据库与SQL语言,4-39,4.3 关系数据库与SQL语言,二、基本关系运算（续） 3. 投影运算 当对某个关系R应用投影 运算符时，则产生出一个只 有某些列的新关系。投射运 算符使用 表示。示例参见 教材中表4-12。,4-40,二、基本关系运算（续） 4. 笛卡尔积运算 两个集合R和S的笛卡尔积是这样的元素对的集合，该元

15、素对侍从集合R中的任何元素中选择一个作为第一个元素，从集合S中的任何元素中选择一个元素作为第二个元素构成的。笛卡尔积使用RS表示。,4.3 关系数据库与SQL语言,4-41,4.3 关系数据库与SQL语言,三、SQL语言 SQL（Structured Query Language）结构化查询语言，是1974年Boyce和Chamberlin提出的。19751979年INIBM公司San Jose Research Laboratory研制了著名的关系数据库管理系统原型System R并实现了这种语言。 SQL语言的功能包括查询（Query）、操纵（Manipulation）、定义（Defini

16、tion）、控制（Control）几个部分。SQL语言使用数据定义语言DDL实现其数据定义功能，可对数据库用户、基本表、视图和索引进行定义和撤销。,4-42,4.3 关系数据库与SQL语言,三、SQL语言（续） SQL语言的特点： 综合统一，高度非过程化，面向集合的操作方式，以同一种语法结构提供两种使用方式，语言简洁，易学易用。,4-43,4.3 关系数据库与SQL语言,三、SQL语言(续) 1. 创建基本表 用CREATE TABLE语句实现，其基本语法格式为： CREATE TABLE （长度）列级完整性约束条件 ，（长度）列级完整性约束条件 ，表级完整性约束条件 ）,4-44,4.3 关系数据库与SQL语言,三、SQL语言(续) 例：建立4.2.3节的学生登记表