第6章数据库系统基础课件

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1、主要内容4.1 数据库系统的基本概念 4.2 数据模型4.3 关系数据库4.4 数据库设计4.5 SQL简介第4章 数据库技术基础n 知识类型：理论n 二级所占分值：约8分n 课时：4学时n 参考书目：数据库系统及应用梁树军 张建伟 中国电力出版社4.1 数据库系统的基本概念4.1.1 数据库、数据库管理系统、数据库系统临时性数据：存放于计算机内存中，与程序仅有短时间的交 互关系，随着程序的结束而消亡。 永久性数据：对系统起着长期持久的作用，数据库中处理的是持久性数据。n数据: 是描述事物所使用的符号。n数据的种类: 文字、图形、图像和声音 n计算机中的数据：1. 数据（Data)与数据处理(

2、Data Processing) :2. 4.1 数据库系统的基本概念4.1.1 数据库、数据库管理系统、数据库系统临时性数据永久性数据数据的型给出了数据表示的类型,如整型、实型、 字符型，而数据的值给出了符合给定型的值。n数据: 是描述事物所使用的符号。n数据的种类: 文字、图形、图像和声音 n计算机中的数据：n数据的型（Type)与值（value）：1. 数据（Data)与数据处理(Data Processing) :2. 4.1 数据库系统的基本概念 4.1.1 数据库、数据库管理系统、数据库系统n数据处理: 是指对数据的收集、组织、整理、加工、存 储和传播等工作。n电子数据处理：用电子

3、计算机进行的数据处理称为电子 数据处理（Electronic Data Processing），简称为 EDP(1) 数据管理： (2) 数据加工： (3) 数据传播：是数据处理的核心和基础.2. 数据库（Database,DB)4.1 数据库系统的基本概念 4.1.1 数据库、数据库管理系统、数据库系统n数据库是长期存储在计算机内、有组织的和可共享的数 据集合。n数据库中数据的特点：数据库中数据的特点是“集成”和“共享”，即数据库 中集中了各种应用的数据，进行统一的构造和存储，而 使它们可被不同应用程序所使用。n 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

4、重要标 志。3. 数据库管理系统（DBMS) 4.1 数据库系统的基本概念 4.1.1 数据库、数据库管理系统、数据库系统n 数据库管理系统 (Database Management System,DBMS)是专门用于管理数据库的计算机系统软件。数据库管 理系统能够为数据库提供数据的定义、建立、维护、查询 和统计等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控 制的功能。它位于应用程序和操作系统中间，是整个数据 库系统的核心。n常用的DBMS：小型的数据库管理软件: 只具备数据库管理系统的一些简单 功能，如 Foxpro和 Access等。 严格意义上的DBMS系统: 具备其全部功能,包括数据组织

5、、数据操纵、数据维护、控制及保护和数据服务等。如ORACLE、PowerBuilder、SQLServer等 可以把数据库看成是一个仓库，在仓库里存放着数据。把数据 库管理系统看成仓库的保管员，负责数据的搬进、整理和搬出 。4.1 数据库系统的基本概念 4.1.1 数据库、数据库管理系统、数据库系统仓库保管员 数据库管理系统具体地说，这个保管员要:n检查仓库的数据是否被允许（数据的定义问题），n如何摆放最好（数据的结构问题），n如何更快找到用户需要的数据并提取出来（数据的操纵问 题）n数据如何不被坏人提走（数据的安全性问题）n如何处理多个人同时来提货（并发控制问题） 当多个人同时来提货时,为了

6、提高效率那么就可以一次拿 几张单子，顺路把需要的数据都取出来. 保管员所做的事情正是数据库管理系统需要做的事情。为完成数据库管理系统的功能，数据库管理系统提供了相应 的数据语言（Data Language）4.1 数据库系统的基本概念 4.1.1 数据库、数据库管理系统、数据库系统n数据定义语言(DDL):Data Definition Language_DDL,该语言负责数据的模式 定义与数据的物理存取构建；n数据操纵语言（DML):Data Manipulation Langugge_DML）,该语言负责数据的 操纵，包括查询及增加、删除及增加、删除、修改等操作；n数据控制语言（DCL)D

7、ata Control Language_DCL），该语言负责数据完整 性、安全性的定义与检查以及并发控制、故障恢复等功能。4.1 数据库系统的基本概念 4.1.1 数据库、数据库管理系统、数据库系统数据库管理系统 DBMS数据库DB数据记录若干数据的集合记录的集合为用户提供一个建立、维护和使 用数据库的环境能被计算机存储和处理的反 映客观实体信息的物理符号4. 数据库系统（DBS)4.1 数据库系统的基本概念 4.1.1 数据库、数据库管理系统、数据库系统n 数据库系统(Database System，DBS)是以数据库为核心 的完整的运行实体。它由以下五部分组成：n 数据库(DB)n 数据

8、库管理系统(DBMS)n 数据库管理员(Database Administrator,DBA):对数据库 进行规划、设计、维护和监视等工作的人员。n 系统硬件平台: 计算机、网络等硬件配置。n 系统软件平台: 操作系统、DBS开发工具(程序设计语言及接口软件。5. 数据库应用系统（DBAS, Database Application System)4.1 数据库系统的基本概念 4.1.1 数据库、数据库管理系统、数据库系统由数据库系统、应用软件、应用界面组成。应用软件是 由数据库系统所提供的数据库管理系统（软件）及数据库系 统开发工具所书写而成，而应用界面大多由相关的可视化工 具开发而成。数

9、据 库数 据 库 管 理 系 统应用程序1应用程序2应用程序3应用程序n用户1用户2用户m数 据 库 系 统数据记录1. 数据管理的三个阶段4.1 数据库系统的基本概念 4.1.2 数据库系统的特点人工管理、文件系统和数据库技术等3个阶段(考点）1） 人工管理阶段：50年代中期 （1）数据不保存：没有磁盘，无法保存数据 （2）由应用程序管理数据：没有操作系统 （3）数据不共享：即使两个不同应用涉及到相同的数 据，也必须各自定义，无法互相利用、互相参照。 （4）数据不具有独立性：数据无法独立于程序，它是程序的组成部分1. 数据管理的三个阶段4.1 数据库系统的基本概念 4.1.2 数据库系统的特

10、点人工管理、文件系统和数据库技术等3个阶段(考点）2）文件系统阶段（50年代后期60年代中期）数据实现 共享数据仍存在 相当程度的 冗余1. 数据管理的三个阶段4.1 数据库系统的基本概念 4.1.2 数据库系统的特点人工管理、文件系统和数据库技术等3个阶段(考点）3）数据库系统阶段（60年代后）：数据共享 度高、冗 余度小2. 数据库系统的特点（考点）（1）数据的集成性 4.1 数据库系统的基本概念4.1.2 数据库系统的特点在DBS中按照多个应用的需要,采用统一的 数据结构方式,建立数据间的语义联系，组织全局 的统一的数据结构(即数据模式), 从而构成一个内 在紧密联系的数据整体。而每个应

11、用的数据则是 全局结构的一部分,称为局部结构(即视图).2. 数据库系统的特点（考点）（1）数据的集成性 4.1 数据库系统的基本概念4.1.2 数据库系统的特点（2）数据的高共享性与低冗余性数据的集成性使数据可为多个应用程序共享 ，数据的共享又极大地减少数据冗余（ 数据冗余 度小是指重复的数据少），减少不必要的存储空 间，避免数据的不一致性。所谓数据的不一致性 指的是同一数据出现在不同的数据文件中，被系 统的不同应用程序使用而造成不同的值。2. 数据库系统的特点（考点）（1）数据的集成性 4.1 数据库系统的基本概念4.1.2 数据库系统的特点（2）数据的高共享性与低冗余性（3）数据独立性：

12、指程序与数据互不依赖。物理独立性：逻辑独立性：数据的物理存储结构总体逻辑结构与程序相互独立, 其结构改变时不需修改应用程序。2. 数据库系统的特点（考点）（1）数据的集成性 4.1 数据库系统的基本概念4.1.2 数据库系统的特点（2）数据的高共享性与低冗余性（3）数据独立性（4）数据统一管理与控制：数据完整性检查: 数据的安全性保护: 并发控制: 数据恢复： （5）为用户提供了友好的接口1.数据库系统的三级模式5. 4.1 数据库系统的基本概念4.1.3 数据库系统的三级模式结构和两级映射概念模式(又称模式）:是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。一个数 据库只有一个概念模式,它与具体硬

13、件、软件环境无关。 外模式(又称子模式或用户模式):用户所见到的数据模式，即用户数据视图。是 数据库局部数据的逻辑结构和特征的描述。一个概 念模式可以有若干个外模式。内模式(又称物理模式或存储模式): 给出了数据库的物理存储结构与物理存取方法 ，即数据在数据库内部的表示方式。一个数据库只 有一个内模式。 三级模式图内模式 （物理数据库）数据库概念模式 （概念数据库）应用应用应用外模式 （用户数据库）外模式 （用户数据库）外模式 （用户数据库）数据模式是数据库系统中数据 结构的一种表示形式，它具有 不同的层次与结构方式。体现了数据库的总体观体现了数据 库的用户观体现了数据库的存储观1.数据库系统

14、的三级模式5. 4.1 数据库系统的基本概念4.1.3 数据库系统的三级模式结构和两级映射三级模式总结外模式： 最外层，反映用户对数据的要求。 概念模式：中层，反映设计者的全局数据逻辑要求。 内模式： 最低层，反映了数据在计算机物理结构中的实际存储形式。三级模式划分意义:有利于保持数据库的数据独立性2.数据库系统的两级映射5. 4.1 数据库系统的基本概念4.1.3 数据库系统的三级模式结构和两级映射(1)概念模式到内模式：定义了数据的全局逻辑结构与数据的物理存储结构间的对 应关系.(2)外模式到概念模式：定义了外模式与概念模式的对应关系。每个外模式是概念 模式的一个基本视图。三级模式、两种映

15、射关系图内模式 （物理数据库）数据库概念模式 （概念数据库）应用应用应用外模式 （用户数据库）外模式 （用户数据库）外模式 （用户数据库）概念模式映射 内模式 外模式映射概念模式2.数据库系统的两级映射5. 4.1 数据库系统的基本概念4.1.3 数据库系统的三级模式结构和两级映射两级映射一般由DBMS实现保证了数据库系统 中数据的逻辑独立性和物理独立性，使用户能以 逻辑方式方便地访问数据库中的数据，而不必关 心数据在计算机中的具体表示方式与存储方式。4.1 数据库系统的基本概念补充习题 （1）数据库系统的核心是_。A. 数据模型 B. 数据库管理系统C. 软件工具 D. 数据库 （2）下列叙述中正确的是_。A. 数据库是一个独立的系统，不需要操作系统的支 持B. 数据库设计是指设计数据库管理系统C. 数据库技术的根本目标是要解决数据共享的问题D. 数据库系统中，数据的物理结构必须与逻辑结构一致 （3）下列模式中，能够给出数据库物理存储结构与物理存 取方法的是_。A. 内模式 B. 外模式 C. 概念模式 D. 逻辑模式 （4）下述关于数据库系统的叙述中正确的是_。A. 数据库系统减少了数据冗余B. 数据库系统避免了一切冗余C. 数据库系统中数据的一致性是指数据类型的一致D. 数据库系统比文件系统能管理更多的数据BCAA4.1 数据库系统的基