SQL课程PPT

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1、第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述数据库技术一般包括数据管理和数据处理两部分内容。数据处理是指对数据进行收集、加工、传播等一系列工作的总和，其特点是数据量大、类型多、结构复杂。数据管理始于人们对提高数据处理效率的研究，是指对数据进行分类、组织、存储、维护等工作，是数据处理的中心问题。Date1第一章 数据库系统概述q 基本名词解释q 数据库系统的体系结构q 数据库管理系统的功能q 数据库系统的应用q 数据库系统设计q 习题Date2第一章 数据库系统概述基本名词解释 一、与数据库相关的概念二、数据库分类Date3第一章 数据库系统概述1数据（Data）信息：现实世界事物存在方式或运动

2、状态的反映。数据是数据库中存储的基本对象，是描述事物的符号记录。即：数据是信息 的符号表示。描述事物的符号可以是数字，也可以是文字、图形、图像、声音、语言等。 数据有多种表现形式，它们都可以经过数字化后存入计算机。例如：（申强，男，1981年1月25日出生，管理系9603001班的学生）数据有一定的格式，如姓名一般不能超过4个汉字的字符（考虑复姓，没有 考虑少数民族），性别是一个汉字的字符。这些数据格式的规定就是数据的语法。 而数据的含义就是数据的语义。人们通过解释、推理、归纳、分析和综合等方法从 数据所获得的有意义的内容称为信息。因此数据是信息存在的一种形式，只有通过 解释或处理的数据才能成

3、为有用的信息。数据的两种描述: 物理描述（数据在存储设备上的存储方式）和逻辑描述（ 计算机程序员或用户可操作的数据形式）。 一、与数据库相关的概念Date4第一章 数据库系统概述2数据库数据库（Database，简称DB）是指长期储存在计算机内的、 有组织的、可共享的数据集合，既是统一管理相关数据的集合。数据库中 的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有最小的冗余度、较高的 数据独立性和易扩展性，并可以为各种用户所共享。 3数据库管理系统数据库管理系统（Database Management System，简称 DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，提供访问数据 库的方法。

4、它为用户或应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查 询、更新及各种数据控制。DBMS总是基于某种数据类型的，如关系数据 库等。 4数据库系统数据库系统（Database System，简称DBS）是指在计算机 系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其 开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。Date5第一章 数据库系统概述图1 数据库系统简图Date6第一章 数据库系统概述5 数据库三要素 数据结构用于描述数据库的静态特性，是所研究的对象 类型的集合（数据定义）。是对实体类型和实体间联系的 表达和实现。 数据操作用于描述数据库的动态特性，是指对数据库中 各种

5、对象的实例允许执行的操作的集合（查询、插入、更 新、删除）。 数据的约束条件是一组完整性规则的集合。完整性规则 是给定的数据及其联系所具有的制约和存储规则，用以限 定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。Date7第一章 数据库系统概述根据数据库系统所采用的数据模型的不同，数据库系统可分为层次型、网状型、关系型和面向对象型等多种 类型。其中，层次型数据库和网状型数据库统称为非关系数据库。二、数据库分类二、数据库分类Date8第一章 数据库系统概述1. 1. 层次数据库层次数据库 层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型，它用树形 结构表示各类实体以及实体间的联系。 （1）有

6、且仅有一个节点无双亲，这个节点称为“根节点”。 （2）其他节点有且仅有一个双亲，若用图来表示，层次模 型是一棵倒立的树。图1 某学校按层次模型组织的数据示例Date9第一章 数据库系统概述2. 2. 网状数据库网状数据库 在数据库中，对满足以下两个条件的数据模型称为网状模型：（1）允许一个以上的节点无双亲。（2）一个节点可以有多于一个的双亲。 图 按网状模型组织的数据示例 Date10第一章 数据库系统概述3. 3. 关系数据库关系数据库关系模型是目前应用最广泛的一种数据模型。数据库领域当前的研究工作都是以关系方法为基础的。目前，关系型数据库系统应用最为广泛，MS SQL Server就是大型

7、的关系型数据库系统。此外，像Oracle、Sysbase、Dbase、DB2和Access等，也都属于关系型数据库管理系统（Relational Database Management System，简称RDBMS）。Date11第一章 数据库系统概述那么什么是关系型数据库呢？在关系型数据库中，数据其实是分门别类地存储于各个表中的，每 一个表会包含特定主题的数据。比方说，对于一个图书馆管理系统而言，它的图书信息、学生信息 、教师信息、租借信息和图书管理人员信息等分别存储在不同的表中 。而通过在不同表之间建立起的关联性，使我们可以从彼此相关联的 表中获得多表的信息。例如，我们通过在“学生信息”表

8、与“租借信息”表之间建立关联，就能得知每一位学生的借书情况。表是由行（又称为记录）和列（又称为字段）组成的，每一个字段 分别存储着不同性质的数据。比如像姓名与所在城市的数据会分别存 放在不同的字段中，而每一行中的各个字段的数据则构成一条数据记 录。Date12第一章 数据库系统概述下面我们以一个用来存储学生信息的“学生”表为例进行说明。 表1 “学生”表关系模型用二维表格结构表示实体集，用键来表示实体间联系。 这个二维表在关系数据库中就称为关系。Date13第一章 数据库系统概述例如：一个销售公司的销售数据库有记录雇员信息的数据表（表2）、记录顾客信息的数据表和记录公司部门信息的数据表（表3）

9、。雇员代号 （Code）雇员姓名 （Name）性别（ Sex）工作部门 代号（Dep）001张三男B-1002李四女B-2003王五女B-3004赵六男B-2部门代号 （Code）部门名称 （Name）部门职能（ Function）B-1财务部公司财务管理B-2人事部公司人事管理B-3开发部项目开发表2 公司雇员信息表表3 公司部门信息表外 键主键主键Date14第一章 数据库系统概述数据库系统的体系结构1. 三级模式结构内模式（内部级）数据库系统的体系结构分为三级 模式（概念级） 外模式（外部级）Date15第一章 数据库系统概述图4 教学成绩管理数据库系统的三级模式结构Date16第一章

10、数据库系统概述三级模式结构的含义如下：（1）外模式也称用户模式，它是从现实系统中用户角度看到的数据结构的描述，是用户与数据库系统的接口，是数据库用户的数据视图。是与某一类应用有关的数据的逻辑表示。（2）模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。一个数据库只有一个模式，在定义数据时应首先定义模式，即定义数据的逻辑结构（如数据项、名字、类型等）和数据之间的联系。（3）内模式也称存储模式，它是数据物理结构和存储方式的描述，一个数据库只有一个内模式。Date17第一章 数据库系统概述2. 数据库的两级映像功能外模式模式映像： 对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式模式

11、映像，它定义了该外模式与模式之间的对应关系。如果模式改变，则对各个外模式模式的映像作相应改变，使外模式保持不变，从而不必修改应用程序，保证了数据与程序的逻辑独立性。模式内模式映像：定义了数据库逻辑结构与存储结构之间的对应关系，如果数据库的存储结构改变，则对模式内模式的映像作相应改变，使模式保持不变，从而不必修改应用程序，保证了数据与程序的物理独立性。Date18第一章 数据库系统概述数据库管理系统的功能数据定义功能：是数据库管理系统面向用户的功能， 数据库管理系统提供数据定义语言（DDL）对数据库中的数据对象进行定义，包括三级模式及其相互之间的映像等。数据操纵功能：是数据库管理系统面向用户的功

12、能， 数据库管理系统提供数据操纵语言（DML）对数据库中的数据进行各种操作。Date19第一章 数据库系统概述数据库运行管理：这是数据库管理系统的核心部分，也是数据库管理系统对数据库的保护功能。包括并发控制，安全性控制，完整性约束，数据库内部维护与恢复等。所有数据库的操作都要在这些控制程序的统一管理和控制下进行。数据维护：包括数据库数据的导入功能、转储功能、恢复功能、重新组织功能、性能监视和分析功能等，这些功能通常由数据库管理系统的许多实用程序提供给数据库管理员。Date20第一章 数据库系统概述数据库系统的应用从最终用户角度来看，数据库系统的应用结构分为以下五种： （1）单用户数据库系统这是

13、一种早期的最简单的数据库系统。在这种系统中，整个数据 库系统（包括应用程序、DBMS、数据）都装在一台计算机上，由一个用户独占，不同机器之间不能共享数据。 （2）主从式结构是指一个主机带多个终端的多用户结构。在这种结构中，数据库 系统（包括应用程序、DBMS、数据）都集中存放在主机上，所有处理任务都由主机来完成，各个用户通过主机的终端并发地存取数据库 ，共享数据资源。 Date21第一章 数据库系统概述（3）分布式结构指数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但物理地分布在计算机网络的不同节点上。网络中的每个节点都可以独立处理本地数据库中的数据，执行局部应用；也可以同时存取和处理多个异地数据库中的数

14、据，执行全局应用。Date22第一章 数据库系统概述（4）客户/服务器（Client/Server）结构其软件一般采用两层结构，前端是客户机，客户端应用软件程序接受用户 请求、向数据库服务器提出请求；后端是服务器，即处理数据并将处理结果 提交给客户端，并提供数据访问的安全控制、并发访问协调和数据完整性处 理等操作。 对于一般的数据库应用系统，除了数据库管理系统外，需要设计适合普通 人员操作数据库的界面。目前，流行的开发数据库界面的工具主要包括 Visual BASIC、Visual C+、Visual FoxPro、Delphi、PowerBuilder等。数据库应用程序与数据库、数据库管理系

15、统之间的关系如图下所示。Date23第一章 数据库系统概述图5 两层的客户/服务器体系结构 图6 多层的客户/服务器体系结构 Date24第一章 数据库系统概述应用程序和数据库管理系统可以运行在同一台计算机上（单机方式）， 也可以运行在网络方式下。在网络方式下，数据库管理系统在网络上的一台 主机上运行，应用程序可以在网络上的多台主机上运行，即一对多的方式。 例如，用Visual Basic开发的客户-服务器（C/S）模式的学生成绩管理系统的学生信息输入界面如图下所示。图 C/S模式的学生成绩管理系统界面Date25第一章 数据库系统概述（5）浏览器/服务器结构（Browser/Server，B

16、/S）基于Web的数据库应用采用三层客户-服务器模式，也称为B/S结构。前端是以TCPIP协议为基础的Web浏览器，中间是WWW服务器，后台是数据库服务器，形成所谓三层结构。用户界面完全通过WWW浏览器实现，少部分数据处理在前端实现，部分数据处理在WWW服务器端实现，主要数据处理在数据库服务器端实现。Date26第一章 数据库系统概述浏览器是用户输入数据和显示结果的交互界面。用户在浏览器表单中输入数据，然后将表单中的数据提交并发送到 Web服务器。Web服务器应用程序接收并处理用户的数据，通过数据库服务器，从数据库中查询需要的数据（或把数据录入数据 库）并返回给Web服务器。Web服务器再把返回的结果插入HTML页面，传送到客户端，在浏览器中显示出来。Date27第一章 数据库系统概述例如，用ASP.NET开发的三层客户-服务器（B/S）模式的学生成绩管理系统的学生信息更新页面如图下所示。图 B/S模式的学生成绩管理系统页面Date28第一章 数据库系统概述Mic