数据库原理讲稿

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1、1第一章第一章 绪绪 论论【教学目的教学目的】 掌握数据库的作用及数据库、数据库管理系统、数据库系统相关概念掌握数据库的作用及数据库、数据库管理系统、数据库系统相关概念 熟悉数据库管理技术的发展过程熟悉数据库管理技术的发展过程 掌握数据库体系结构：三级模式掌握数据库体系结构：三级模式/ /两级映像两级映像 掌握数据库系统的组成掌握数据库系统的组成 【教学手段教学手段】 多媒体讲授多媒体讲授 【教学内容教学内容】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

2、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.1.11.1 数据库系统概述数据库系统概述1.1.11.1.1 数据库的地位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。 从一般企业管理到计算机辅助设计与制造（CAD/CAM） 、计算机集成制造系统（CIMS） 、办 公信息系统（OIS） 、地理信息系统（GIS）等进行应用。1.1.21.1.2 四个基本概念四个基本概念1.

3、1.数据数据：数据(Data)是数据库中存储的基本对象 数据的定义：数据的定义：描述事物的符号记录 数据的种类：数据的种类：文字、图形、图象、声音 数据的特点：数据的特点：数据与其语义语义是不可分的 举例：举例： 学生档案中的学生记录 （李明，男，1972，江苏，计算机系，1990） 数据的形式不能完全表达其内容 数据的解释 语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间 解释：李明是个大学生，1972 年出生，江苏人，1990 年考入计算机系 2.2.数据库数据库 (DB)(DB)：数据库：数据库(Database,(Database,简称简称 DB)DB)是是长期长期储存在计算机

4、内、有储存在计算机内、有组织组织的、可的、可共享共享 的的大量大量数据集合。数据集合。 数据库的特征 数据按一定的数据模型组织、描述和储存 可为各种用户共享 冗余度较小2数据独立性较高 易扩展 3.3.数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)(DBMS) 数据库管理系统（数据库管理系统（DatabaseDatabase ManagementManagement SystemSystem，简称，简称 DBMSDBMS）是位于用户与操作系统）是位于用户与操作系统 之间的一层数据管理软件，用户利用之间的一层数据管理软件，用户利用 DBMSDBMS 可以创建和管理数据库。可以创建和管理数据库。数据库管

5、理系统功用图 数据库管理系统（DBMS）的功能 数据定义功能。 数据操纵功能。 数据的安全控制。 并发控制。 数据库的建立和维护功能。 4.4.数据库系统数据库系统(DBS)(DBS) 数据库系统（数据库系统（DatabaseDatabase SystemSystem，简称，简称 DBSDBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。（在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。 ） 构成：由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）构成：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（和用户）、应用系统、数据库管理员（和用户

6、） 构成。构成。DBSDBS = = DBDB + + DBMSDBMS + + APPLICATIONAPPLICATION + + DBADBA +USER+USERDBS 构成 数据库系统应用范例：图书管理信息系统3数据库系统应用案例 5.5.数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统四者关系图示数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统四者关系图示1.1.31.1.3 数据管理的发展过程数据管理的发展过程( (三过程三过程) )1 1、 手工管理阶段手工管理阶段 时期 40 年代中-50 年代中 产生的背景 应用需求科学计算 硬件水平无直接存取存储设备 软件水平没有操作系统 处理方式批处理

7、 特点特点 数据的管理者：应用程序，数据不保存。 数据面向的对象：某一应用程序 数据的共享程度：无共享、冗余度极大 数据的独立性：不独立，完全依赖于程序 数据的结构化：无结构 数据控制能力：应用程序自己控制 2 2、文件管理系统、文件管理系统 时期时期 50 年代末-60 年代中 产生的背景产生的背景 应用需求科学计算、管理 硬件水平磁盘、磁鼓 软件水平有文件系统4处理方式联机实时处理、批处理 特点特点 数据的管理者：文件系统，数据可长期保存 数据面向的对象：某一应用程序 数据的共享程度：共享性差、冗余度大 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

8、修改应用程序 数据控制能力：应用程序自己控制 3 3、数据库系统、数据库系统 时期时期 60 年代末以来 产生的背景产生的背景 应用背景大规模管理 硬件背景大容量磁盘 软件背景有数据库管理系统 处理方式联机实时处理,分布处理,批处理 特点特点 数据的管理者：DBMS 数据面向的对象：现实世界 数据的共享程度：共享性高 数据的独立性：高度的物理独立性和一定的逻辑独立性 数据的结构化：整体结构化 数据控制能力：由 DBMS 统一管理和控制1.21.2 数据模型数据模型在数据库中用数据模型这个工具来在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗现实世界中的

9、数据和信息。通俗 地讲数据模型就是现实世界的模拟。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 能比较真实地模拟现实世界 容易为人所理解 便于在计算机上实现 数据模型分成两个不同的层次 (1) 概念层模型 也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。 (2) 组织层数据模型 主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系 统的观点对数据建模。 客观对象的抽象过程客观对象的抽象过程-两步抽象两步抽象 现实世界中的客观对象抽象为概念模型； 把概念模型转换为某一 DBMS 支持的数据模型。51.2.11.2.1 概概 念念 模模 型型概念模型的用途概念模型的用途 概念模型

10、用于信息世界的建模 是现实世界到机器世界的一个中间层次 是数据库设计的有力工具 数据库设计人员和用户之间进行交流的语言 对概念模型的基本要求对概念模型的基本要求 较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识 简单、清晰、易于用户理解。1.2.1,11.2.1,1 信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(1) 实体实体（Entity） 如：学生、教师、班级 客观存在并可相互区别的事物称为实体。 可以是具体的人、事、物或抽象的概念。 (2) 属性属性（Attribute） 如: 姓名、年龄 实体所具有的某一特性称为属性。 一个实体可以由若干个属性来刻画。 (3) 码码（Key）

11、如如: 学号学号 唯一标识实体的属性或属性集称为码。 (4) 域域（Domain） （如（如 性别的域为性别的域为男男 ， 女女 ） 属性的取值范围称为该属性的域。 (5) 实体型实体型（Entity Type）用实体名及其属性名集合来抽象和刻画 同类实体称为实体型（如：学生（学号，姓名，性别，出生年份）为一个实体型。 (6) 实体集实体集（Entity Set） 同型实体的集合称为实体集，如全体学生就是一个实体集。 （7 7）联系）联系（Relationship） 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间 的联系。 实体型间联系 两个实体型两个实体型 一

12、对一联系（一对一联系（1:11:1） 三个实体型三个实体型 一对多联系（一对多联系（1:n1:n） 一个实体型一个实体型 多对多联系（多对多联系（m:nm:n） 一对一联系 如果对于实体集如果对于实体集 A A 中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集 B B 中至多有一个实体与之联系，中至多有一个实体与之联系， 反之亦然，则称实体集反之亦然，则称实体集 A A 与实体集与实体集 B B 具有一对一联系。记为具有一对一联系。记为 1:11:1。 实例 班级与班长之间的联系： 一个班级只有一个正班长 一个班长只在一个班中任职6一对多联系 如果对于实体集如果对于实体集 A A 中的每一个实体，

13、实体集中的每一个实体，实体集 B B 中有中有 n n 个实体（个实体（n0n0）与之）与之 联系，反之，对于实体集联系，反之，对于实体集 B B 中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集 A A 中至多只有一个实中至多只有一个实 体与之联系，则称实体集体与之联系，则称实体集 A A 与实体集与实体集 B B 有一对多联系有一对多联系记为记为 1:n1:n 实例 班级与学生之间的联系： 一个班级中有若干名学生， 每个学生只在一个班级中学习 多对多联系（m:n） 如果对于实体集如果对于实体集 A A 中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集 B B 中有中有 n n 个实体（个实体（n0

14、n0）与之联系，反）与之联系，反 之，对于实体集之，对于实体集 B B 中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集 A A 中也有中也有 m m 个实体（个实体（m0m0）与之联系，）与之联系， 则称实体集则称实体集 A A 与实体与实体 B B 具有多对多联系。记为具有多对多联系。记为 m:nm:n 实例 课程与学生之间的联系： 一门课程同时有若干个学生选修 一个学生可以同时选修多门课程1.2.1.21.2.1.2 概念模型的表示方法概念模型的表示方法实体联系方法实体联系方法(E-R(E-R 方法方法) ) 用用 E-RE-R 图来描述现实世界的概念模型图来描述现实世界的概念模型 E-RE

15、-R 方法也称为方法也称为 E-RE-R 模型模型 实体 用矩形表示，矩形框内写明实体名。 属性 用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来 联系 联系本身联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实 体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:11:1、1:n1:n 或或 m:nm:n） 联系的属性联系的属性：联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具 有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来 例 1-1：E-R 图实例： 某工厂物资管理 E-R 图,涉及的实体有： 仓库: 仓库号、面积、电话号码零件: 零件号、名称、规格、单价、描述供应商: 商号、姓名、地址、电话号码、帐号项目：项目号、预算、开工日期职工：职工号、姓名、年龄、职称。 相互间的联系是：1、一个仓