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1、信息技术系 曲彤安数据库系统概论 An Introduction to Database System主讲 信息技术系 曲彤安An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安教材及参考书 教材n史嘉权：数据库系统教程， 清华大学出版社 参考书n史嘉权，史红星，李博：数据库系统教 程习题、实验与考试辅导 ，清华大学出版社An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安内容安排 第一章：数据库系统概述 第二章：数据库建模 第三章：关系模型和关系运算 第四章：数据库语言SQL 第五章：查询优化与并发控制 第六章：关系数据
2、设计理论 第七章：数据库设计 第八章：SQL系统环境 第九章：面向对象查询语言 第十章：数据库技术发展动态 An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安数据库系统概论 An Introduction to Database System第一章 数据库系统概述An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安第一章 数据库系统概述本章主要内容：n通过理解数据库系统主要特点，初步了解 数据库系统全貌。n对关系、关系模型、关系数据库系统等基 本概念有初步理解。n了解数据库管理系统的组成和各部分的基 本功能。n初步理解本
3、章中提到的有关数据库的专业 术语。n了解数据库系统体系结构以及数据库系统 运行过程。An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安第一章 数据库系统概述1.1 数据管理技术的发展 1.2 有关数据库的基本术语 1.3 关系数据库系统 1.4 数据库系统的体系结构 1.5 DBMS的体系结构 1.6 数据库系统运行过程 1.7 小结 1.8 练习An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.1 数据管理技术的发展凡是计算机中用来描述事物的记录统称为数据。数据管理指的是如何对数据进行分类、组织、储 存、检索及维
4、护。数据管理技术经历了3个阶段：n人工管理阶段n文件系统阶段n数据库系统阶段 An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.1 数据管理技术的发展数据管理三个阶段的比较An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.1 数据库系统概述n人工管理阶段：n数据不进行保存 ；n没有专门的数据 管理软件；n数据面向应用；n基本上没有文件 的概念。n文件系统阶段：n数据可以长期保 存在磁盘上；n文件系统提供数 据与程序之间的存取方 法；n数据冗余量大；n文件之间缺乏联 系，相互孤立，仍然不 能反映现实世界各种事 物
5、之间错综复杂的联系 。3.数据库系统阶段n数据的结构化；n数据共享性好；n数据独立性好；n数据存取粒度小；n数据库管理系统（DBMS）对 数据进行统一的管理和控制；n为用户提供了友好的接口。An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安数据库技术的演化数据收集和数据库创建 （20世纪60年代和更早）数据库管理系统 （70年代）高级数据库系统 （80年代中期-现在）基于Web的数据库系统 （90年代-现在）数据仓库和数据挖掘 （80年代后期-现在）新一代综合信息系统 （2000-.）高级数据模型： 扩充关系、面向对象、对象关系等。面向应用的： 空间的、时
6、间的、多媒体的、主动数据库、 知识库、移动数据库、并行数据库、时态数 据库、模糊数据库、实时数据库等。 层次和网状数据库系统 关系数据库系统 索引和数据组织技术：B+树，散列等 数据建模工具： 实体-联系模型等 查询语言：SQL等 用户界面：表单、报表等 查询处理和查询优化 事务管理：恢复和并发控制等 联机事物处理(OLTP)An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.2有关数据库的基本术语n数据： 凡是计算机中用来描述事物的记录，都 可以统称为数据。它包括数字、文字、 图形、图像、声音等。例如: 学生档案中的学生记录: （李明，男，1972，江
7、苏，计算机系，1990）即为数据。 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：李明是个男大学生，1972年出生，江苏人， 1990年考入计算机系 。An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.2有关数据库的基本术语n数据模型： 它是一种对客观事物抽象化的表现形式 ，它要真实地反映现实世界，易于理解 ，便于实现。（建模即指建立数据模型 。）n数据模型主要是指描述记录内的各数据 项之间的关系、记录与记录之间的关联 的数据结构形式。n非关系模型：层次模型、网 状模型n关系模型n对象模型
8、An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.2有关数据库的基本术语n层次模型(Hierarchical Model) ：有且仅有一 个根结点无双亲，其他结点有且仅有一个双亲 。学校学院1学院2学院3教师1教师2教师3描述客观事物中主次之分的结构关系，一对多的实体关系结构An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.2有关数据库的基本术语物理学院王红天大南大数学院信息学院李娜张平钱中孙国赵顺记录结构特点：树、森林An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.
9、2有关数据库的基本术语缺点：多对多不好描述课程1学生1课程2课程1学生2学生1逻辑指针建立多棵树，会产生冗余。80年代以后关系模型迅猛发展，层次模型的发明人曾预言 20-30年后层次模型会回来。XML（半结构化层次模型） 用来存储大量异构数据库。An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.2有关数据库的基本术语n网状模型(Network Model) ：允许多个结点没有 双亲，允许结点有多个双亲，允许结点之间有多种 联系 工厂1工厂2工厂3零件1零件2零件3零件4部件1部件2部件3更直观的描述客观现实，多对多的实体关系An Introductio
10、n to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.2有关数据库的基本术语n关系模型(Relational Model) ：是用二维表格表示 实体（关系），关键码表示实体间联系的数据模型。 在关系模型中，字段称为属性（列），字段的取值范 围称为属性的域，字段值称为属性值，记录称为元组 （行），元组的集合称为关系或实例。工作证证号姓名性别别年龄龄所在部门门年薪001张三男24市场部50000 002李四男28技术部70000 003王五女21技术部40000返回 An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.2有关数据库的基本术语n数据模
11、型通常由数据结构、数据操作和 完整性约束三要素组成。n数据结构描述系统静态特性，是 所研究对象的类型的集合。n数据操作描述系统动态特性，是 对各种对象的实例允许执行的操作的集 合。数据操作分更新（插入、删除、修 改）、检索两大类。n完整性约束保证数据的正确性、 有效性和相容性。An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.2有关数据库的基本术语n数据库（DB）： 数据库是按照一定的数据模型组织的、 长期储存在计算机内、可为多个用户共 享的数据的聚集。即数据库就是由 DBMS管理的数据的聚集。An Introduction to Database S
12、ysterm信息技术系 曲彤安1.2有关数据库的基本术语n数据库管理系统（DBMS）： 专门用于建立和管理数据库的一套软件，介于应用程序 和操作系统之间。DBMS不仅具有最基本的数据管理功 能，还能保证数据的完整性、安全性，提供多用户的并 发控制，当数据库出现故障时对系统进行恢复。 n数据库管理系统的功能 1.数据定义功能(提供数据定义语言(DDL)、定义数据库中的数据对象) 2.数据操纵功能(提供数据操纵语言(DML)、 操纵数据实现对数据库的 基本操作(查询、插入、删除和修改) 3.数据库的运行管理(保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并 发使用、发生故障后的系统恢复) 4.数据库的建
13、立和维护功能(实用程序)(数据库数据批量装载、数据库 转储、介质故障恢复、数据库的重组织、性能监视等） An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.2有关数据库的基本术语n数据库系统（DBS）： 包括和数据库有关的整个系统：数据库（DB）、数据库管 理系统（DBMS）、应用程序以及数据库管理员（DBA） 和用户等等。An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.3 关系数据库系统关系数据库系统是当前数据库系统的主流。1、关系n关系：就是一张表。表的各列以属性开始，属性 是列的入口。n元组：关系中属性下
14、面的每一行。n键码：如果关系中的某个属性或属性集能唯一确 定一个元组，则这个属性（集）称为关系的键码。n域：属性的取值范围。 An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.3 关系数据库系统例：一个名为Course（课程）的关系，记录的是课程的 有关信息，包括三个属性：CourseNo（课程号）、 CourseName（课程名）、Teacher（教师）。 它包括3个元组，每个元组对应了一门课程。 CourseNo是Course关系的键码。 CourseNo的域为0000099999 。CourseNo(课 程号)CourseName（ 课程名）Te
15、acher（ 教师） 01501数据库系统概 论张华01502数据结构李明02101计算机文化刘大力Course（课程）关系 An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.3 关系数据库系统例：一个名为StudentCourse（学生选课）的关系，记录 的是学生的选课信息，包括三个属性：StudentNo（学号 ）、CourseNo（课程号）、Score（成绩）。 它包括3个元组，每个元组对应了一个学生选课情况。 StudentNo+CourseNo是StudentCourse关系的键码。 Score的域为0100 。StudentCourse（学
16、生选课）关系StudentNo（学 号）CourseNo（课程 号）Score（成绩 ） 200301010150167200301020150278200301010210187An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.3 关系数据库系统2、关系模型数据以“关系”的形式，也就是以二维表的形 式来表示，其数据模型就是所谓的关系模型 。 在关系模型中，无论是从客观事物中抽象出 的实体，还是实体之间的联系，都用单一的 结构类型关系来表示。在对关系进行各种 处理之后，得到的还是关系一张新的二维 表。An Introduction to Database Systerm信息技术系 曲彤安1.3 关系数据库系统3、关系数据库系统关系数据库系统就是以关系模型为基础的数据库系统 。SQL Server、Oracle、DB2等是目前比较流行的关系 数据库系统。An Introduction to Database
