3.认识数据库系统

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1、NeuSoftNeuSoft认识数据库系统认识数据库系统NeuSoftNeuSoft课程概要 1. 数据库基本概念 2.数据库技术发展 3. 数据模型* 4. 数据库系统的结构NeuSoftNeuSoft1.数据库基本概念数据 数据（Data）是用于描述事物的记录符号， 是数据库中存储的基本对象。 数据的形式多种多样，包括：数字、字 母、文字、图形、声音、动画、影像等。NeuSoftNeuSoft1.数据库基本概念数据 数据与其语义密不可分，没有语义的数据是 无意义的。 例如： （李明，男，21，江苏，信管系，2014） 语义：姓名、性别、年龄、籍贯、院系、入学时间 解释：李明是个男性，21岁

2、，江苏人，2014年考 入信管系。NeuSoftNeuSoft1.数据库基本概念数据 信息通常指代被加工处 理过的数据，是行为、 决策的基础。 数据库软件不仅仅保存 数据，而且具有加工数 据产生信息的能力。数据处理信息NeuSoftNeuSoft1.数据库基本概念数据库 数据库（ Database简称DB ） 是长期储存 在计算机内、 有组织的、 可共享的相关 数据的集合。 数据库不仅包括数据本身，而且还包括数 据间的联系，并且能够被不同用户和程序 访问。NeuSoftNeuSoft1.数据库基本概念数据库管理系统 数据库管理系统（Database Management System，简称DB

3、MS）是位于用户与操作系统 之间的一层数据管理软件。 主要作用：1. 科学地组织和存储数据，2. 高效 地获取和维护数据 数据库管理员（DBA）通过数据库管理系统对 数据库进行管理。NeuSoftNeuSoft1.数据库基本概念数据库系统 数据库系统（ Database System简称DBS） 是与数据库相关的方方面面，包括物理介 质、软件和人员的集合体。 DBS = DB + DBMS + DBAP + DBA + UsersNeuSoftNeuSoft2.数据库技术发展 数据技术随着计算机硬件和软件的发展而 不断发展，40多年来经历了三个阶段：人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段N

4、euSoftNeuSoft2.数据库技术发展人工管理1 背景 时间：50年代中期以前，计算机用于科学计算硬件：磁带、纸带，无磁盘 软件：无操作系统和管理软件 数据处理方式：批处理2 特点1）数据不保存2）无数据管理软件,数据的管理由应用程序完成 3）一组数据对应一个程序，数据冗余大且不共享 4）数据不具有独立性NeuSoftNeuSoft2.数据库技术发展人工管理访问访问访问数据1数据2数据n程序1程序2程序nNeuSoftNeuSoft2.数据库技术发展文件系统1 背景时间：50年代后期到60年代中期，用于科学计算和数据处理硬件：磁盘、磁鼓软件：操作系统和专门的数据管理软件(文件系统)数据处

5、理方式：批处理、联机实时处理2 特点1）数据可以长期保存在外存上2）由文件系统管理数据，文件多样化3）数据存取以记录为单位，共享性差，冗余大4）数据与程序有了一定的独立性，但独立性差NeuSoftNeuSoft2.数据库技术发展文件系统学生管理学生选课管理应用程序A1学生信息文 件F1课程信息文 件F2学生选课信息 文件F3应用程序A2NeuSoftNeuSoft2.数据库技术发展数据库系统1 背景时间：60年代后期，计算机应用广泛硬件：大容量的磁盘，硬件价格下降软件：应用程序层出不穷数据处理方式：联机实时处理、批处理、分布处理2 特点1）面向全组织的复杂的数据结构（结构化、集成化）2）数据冗

6、余度小，易扩充；3）引进DBMS实现了数据的：独立性、安全性、完整性、并发控制4）数据存取和数据共享的最小单位均是数据项NeuSoftNeuSoft2.数据库技术发展数据库系统应用程序A1学生管理学生有 关的数 据应用程序A2学生选 课管理数据库 管理系 统NeuSoftNeuSoft2.数据库技术发展数据库系统 数据库管理的几大特征： 1. 数据之间相互关联 2. 较少的数据冗余 3. 程序与数据独立 4. 数据安全可靠 5. 保证数据正确 6. 数据共享且一致NeuSoftNeuSoft知识回顾1. 数据是_。 2. 信息是_的数据。 3. 数据库除了保存数据，还保存_。 4. DBMS的

7、两大作用分别是_、_。 5. DBS中包含的人员有_、_ 和_。 6. 文件系统中数据冗余度_，数据独立性_，安全 性_，数据联系_，_并发访问。 7. 数据库中数据冗余度_，数据独立性_，安全性 _，能保证数据的_性和_性。 NeuSoftNeuSoft3.数据模型 计算机不能直接处理现实世界中的具体事 物，要通过数据模型对其进行模拟和抽 象。 数据模型一般应满足三个要求： 第一要能够比较真实地模拟现实世界； 第二要容易被人们理解； 第三要能够很方便地在计算机上实现。 NeuSoftNeuSoft3.数据模型两个层次 根据模型应用的不同目的，可以将这些模型 分为两大类，它们分别属于两个不同的

8、层 次。 第一类：概念层模型。（按用户的观点对数据和信 息建模，用于数据库设计） 另一类：组织层模型。（按计算机的观点对数据建 模，用于数据库管理系统的实现）NeuSoftNeuSoft3.数据模型两个层次NeuSoftNeuSoft3.数据模型概念模型好的概念模型应具备如下特征： 能真实、充分地反映现实世界 易于理解 ，可以用它和用户进行交流 易于更改，当环境和要求改变时，容易对概 念模型修改和扩充 易于计算机实现最常见的概念模型是实体联系（Entity-Relation, E-R）模型。NeuSoftNeuSoft3.数据模型E-R模型（实体） 实体（Entity）是具有公共性质的可相互区

9、 别的现实世界对象的集合。E-R图中用矩形 框表示。实体中的每个具体的记录值被称 为实例。班级学校学生NeuSoftNeuSoft实体型3.数据模型E-R模型（属性） 属性（ Attribute）是实体所具有的某一特 征或性质。一个实体的属性多少由用户的信 息需求决定，属性在E-R图中用椭圆表示。 能唯一标识实体的属性被称为码（Key）。学生学号姓名性别NeuSoftNeuSoft3.数据模型E-R模型（属性） 属性可以用于描述、量化和限定实体，可 以依据属性对实体进行分类。 属性具有值。属性值可以是数字、字符 串、日期、图像、音频等。这些被称为“ 数据类型” 属性是单值的。对于实体的每个实例

10、，每 个属性只有一个值， 不允许为集合。NeuSoftNeuSoft3.数据模型E-R模型（联系） 联系（Relation）表示实体间的对应关系， 用菱形表示，菱形框内写明联系名 ，同时 在无向边旁标上联系的类型（ 11， 1n或mn） ，联系也可以有属性。售货员销售商品pm顾客n销量NeuSoftNeuSoft3.数据模型E-R模型（联系）1:1 联系 1:N 联系 M:N 联系11部门领导主任n1部门属于职工nm材料使用产品NeuSoftNeuSoft3.数据模型E-R模型实例NeuSoftNeuSoft3.数据模型E-R模型 E-R图的建立方法： 1. 先确定实体， 2. 然后确定联系类

11、型， 3. 再确定实体和联系的属性， 4. 最后在唯一标识符属性下划横线。NeuSoftNeuSoft3.数据模型E-R图练习某商业连锁集团中存在3个实体， 1.“商店”实体，属性有商店编号、商店名、地址等； 2.“商品”实体，属性有商品号、商品名、规格、单价等； 3.“职工”实体，属性有职工编号、姓名、性别、业绩等。实体之间联系如下：1. 商店与商品间存在“销售”联系，每个商店可销售多种 商品，每种商品也可以放在多个商店销售，每个商店销售 的一种商品有月销售量；2. 商店与职工之间存在“聘用”联系，每个商店有许多职 工，每个职工只能在一个商店工作，商店聘用职工有聘期 和工资。试画出E-R图。

12、NeuSoftNeuSoft3.数据模型E-R图答案NeuSoftNeuSoft3.数据模型组织模型 三大经典模型（数据结构、操作和约束） 层次模型：树的形式组织数据 网状模型：图的形式组织数据 关系模型：表的形式组织数据NeuSoftNeuSoft3.数据模型层次模型 层次模型是数据库中最早出现的数据模型 ，层次模型用树形结构来表示各类实体以 及实体间的联系 。系部 教研室 学生 教 师 NeuSoftNeuSoft3.数据模型网状模型 事物之间的联系更多的是非层次关系的， 网状模型用网状结构表示实体间的关系。系部 教师 学生 课 程 NeuSoftNeuSoft3.数据模型关系模型 197

13、0年美国IBM公司E.F.Codd首次提出关系模 型关系模型用二维表格结构来表示实体及实体 之间联系，是目前数据库中最重要也最普遍的 数据模型。 关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织 方式 ，目前绝大多数数据库管理系统都是基 于关系数据库的。NeuSoftNeuSoft3.数据模型关系模型概念1 关系（ Relation）也被称为表，有表名，表头 和表体，拥有行和列两个维度。 属性（ Attribute）也被称为字段，表中的一列 即为一个属性，属性名字叫属性名 ，具体的值 称为属性值，属性的取值范围称为值域。 元组（ Tuple） 也被称为记录，表中的一行即 为一个元组 ，元组中的每个属性

14、值被称为元组 的一个分量。 关系模式 （ Relation Schema）表示二维表的 结构，关系名（属性1，属性2， ，属性n ）。NeuSoftNeuSoft3.数据模型关系模型实例NeuSoftNeuSoft3.数据模型关系模型概念2 规范化的关系中的属性是不可再分的。属 性名必须不同，属性排序不重要。 能唯一标识元组的属性和属性组称为候选 码（候选键或候选关键字） ，一个关系中 可以有多个候选码。 主码（主键或主关键字） 是从候选码中选 定的，一个关系中只能有一个主码。 在候选码中的属性被称为主属性，不在任 何候选码中的属性被称为非主属性。NeuSoftNeuSoft3.数据模型关系模

15、型概念区分属性 候选码选码 主属性 主码码 【唯一 】学生关系中，学号和 身份证号是各自都是 候选码，可以选定学 号为主码。 选课关系中，每个记 录必须要课程号和学 号联合才能确认，（ 课程号，学号）是候 选码，也是主码。NeuSoftNeuSoft3.数据模型关系模型操作 数据操作是集合操作， 操作对象和操作结 果都是关系，非关系模型数据操作都是针 对一行或一个记录。 查询 插入 删除 更新 NeuSoftNeuSoft3.数据模型关系模型约束 数据完整性约束的目的保证数据的正确和一致 关系模型的数据完整性约束包括： 实体完整性 ：主码值不能为空，也不能重 复。 参照完整性 ：指相关联的两个表之间的约束 ，表A中某列的取值受到另一张表某列的约 束。 用户定义的完整性 ：某一具体应用所涉及的 数据必须满足的语义要求，例如分数，手机 号。NeuSoftNeuSoft3.数据模型实体完整性约束NeuSoftNeuSoft3.数据模型参照完整性约束NeuSoftNeuSoft3.数据模型关系模型约束 一个表中的某个属性如果是另一个表的主码 ，这个属性被称为外键。