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1、第6 章 信息系统与数据库,本章要掌握的知识点(1),计算机信息系统的定义、“信息”和“数据”的概念 数据库、数据库管理系统和数据库系统 数据库系统的特点 数据模型：关系、层次、网状和面向对象 E-R概念模型有关术语。实体、属性、主键和联系,本章要掌握的知识点(2),三种基本的联系类型：一对一、一对多、和多对多 传统集合的关系操作：并、交、差、（广义笛卡儿积） 专门的关系操作：插入、删除、更新、选择、投影和连接 关系数据库语言SQL,6.1 计算机信息系统6.1.1 什么是计算机信息系统6.1.2 信息系统 的类型,什么是计算机信息系统,计算机信息系统（简称信息系统）是一类以提供信息服务为主要
2、目的的数据密集型、人机交互的计算机应用系统。4个主要技术特点：, 数据量大, 一般需存放在外存中 数据长久持续有效（持久性） 数据共享使用（共享性） 提供多种信息服务（功能多样性）(管理，检索，统计，分析，决策等)。,信息系统是一种面广量大的计算机应用系统:教学管理系统地理信息系统信息检索系统医学信息系统决策支持系统民航订票系统电子政务系统电子商务系统,从信息处理的深度来区分信息系统,基本可分为3大类:,业务处理系统信息检索系统信息分析系统,管理业务系统辅助技术系统办公信息系统（OA）,面向操作层次面向管理层次,CAD（计算机辅助设计）CAM（计算机辅助制造）CAPP（计算机辅助工艺规划）,6
3、.2 关系数据库系统6.2.1 数据管理的需求和数据库系统6.2.2 关系数据模型6.2.3 关系操作6.2.4 关系数据库语言SQL简介6.2.5 数据库系统及应用新技术,数据库系统的组成,数据库系统(DBS)指具有管理和控制数据库功能的计算机应用系统，它一般由用户应用程序、计算机支持系统、数据库、数据库管理系统和有关人员组成。,数据库系统的特点 数据结构化。 数据可共享高，冗余度低 数据独立于程序数据的逻辑独立性：应用程序与数据库的逻辑结构相互独立。数据的物理独立性：应用程序与数据库的存储结构相互独立。 统一管理控制数据,数据模型 由于使用数据库的信息系统是一种计算机软件系统，而计算机是不
4、可能直接处理现实世界中的事物的。所以必须通过以下过程来处理数据:,进一步具体说明: 客观对象抽象到数据模式描述的结构,按计算机系统支持的结构,组织数据(数据模式): 逻辑结构为二维表存储结构为文件,从概念上描述对象和对象间的关联,经过识别,选择,分类等综合分析,形成“概念结构” (用实体-联系工具E-R图表示。),综上可见:概念结构是分析过程中的一个中间结果，它将现实世界中的客观对象和对象间的关联，经过识别，选择，分类等综合分析，形成“概念结构”。（用实体-联系工具E-R图表示）数据模型是直接面向计算机系统（即数据库）中数据的数据结构(包括逻辑结构和存储结构)。（用数据模型来描述数据结构）,E
5、-R概念模型中的有关术语 实体（entity）: 客观对象； 实体集：具有共性的实体的集合； 属性（attribute）: 实体的特征； 联系（relationship）,在常见的数据库系统中，根据实体集之间的不同结构，通常把数据模型分为层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型4种。层次模型网状模型关系模型面向对象模型,国内DBS普遍采用关系模型（95%以上），课程介绍关系模型。,关系数据模型,关系数据模型描述数据的逻辑结构3要素:数据结构 数据完整性 数据的操作,关系数据模型从用户的观点看，用关系数据模型描述的关系数据模式其逻辑结构具有二维表的结构形式，它与人们日常使用的表格类似，由表名、
6、行和列组成。表的每一行称为一个元组，每一列称为一个属性。关系模型的基本结构是关系，也就是二维表结构。,例如：表1学生登记表（S）:,表2 .课程开设表 (C):,表3. 学生选课成绩表 (SC):,学生登记表(S),课程开设表(C)与学生选课成绩表之间的联系:,关系数据模式:用关系数据模型对一个具体单位中客观对象及其联系的结构描述，称为关系数据模式（简称:关系模式）,关系模式的描述形式:其中:R为关系模式名，即二维表名。Ai（1in）是二维表中的列名。,R（A1,A2,Ai,An）,或者: R =（A1,A2,Ai,An）,上述数据对象（S和C）以及数据对象之间的联系（SC）表示成关系模式分别
7、为：,S （SNO，SNAME，DEPART，SEX，BDATE，HEIGHT）C （CNO，CNAME，LHOUR，SEMESTER） SC（SNO，CNO，GRADE）,这3个关系模式也可以用汉字定义为:,学生 （学号，姓名，系别，性别，出生日期，身高）课程 ( 课程号，课程名，学时，开课时间） 选课成绩 （学号，课程号，成绩）,关系模式(即二维表)主键:能够唯一标识二维表中指定元组的属性或者属性组（这组属性的任何真子集无此性质），称为该二维表的候选键。如果一个关系模式有多个候选键存在,则可从中选一个最常用的作为该关系模式主键,简称主键。,候选键: (学号) (姓名,出生年月) 主键: (
8、学号),基本术语的对照:关系模型中的术语来自关系数学，与程序员和 用户的习惯说法是相对应的。,关系模型的存储结构在关系数据模型中，数据对象和数据对象之间的联系都用二维表来表示。在支持关系模型的数据库物理组织(即存储结构)中，二维表以文件形式存储。在大多数数据库中，二维表与操作系统中的文件相对应。,特别提示: 数据模型和模式是有区别的。 数据模型:用一组概念和定义描述数据的手段数据模式:用某种数据模型对具体情况下相关数据结构的描述。具体地说，关系模式是以关系数据模型为基础，综合考虑了用户的需求，并将这些需求抽象而得到的逻辑结构。因而不应将关系数据模型和关系模式相混淆。,特别提示： 关系模式:反映
9、了二维表的静态结构，是相对稳定的。关系:是关系模式在某一时刻的状态，它反映二维表的内容，由于对关系的操作不断更新着二维表中的数据，因此关系是随时间动态变化的。但在一般表述中，人们常常将关系模式和关系都称为关系，实际上对此二者应加以科学的区分。,关系操作,在关系数据库中，通常可以定义一些操作来通过已知的关系(二维表)创建新的关系(二维表)。最常用的关系操作有：并 插入交 更新差 删除笛卡尔积 选择除 连接投影,专门的关系操作,传统集合的关系操作,并并操作是一个二元操作。它要求参与操作的两个关系有相同的关系模式。其作用是将两个关系组合成一个新的关系。根据集合论的定义，并操作创建的新关系中的每一个元
10、组或者属于第一个关系、或者属于第二个关系，或者在两个关系中皆有。,结果关系表示选课程学生的“60100分成绩表”,交交操作也是一个二元操作。它对两个具有相同关系模式的关系进行操作，创建一个新关系。根据集合论的定义，交操作所创建新关系中的每一个元组必须是两个原关系中共有的成员。,结果表示选课学生“70分80分成绩表”。,差差操作也是一个二元操作。它应用于具有相同关系模式的两 个关系。生成新关系中的元组是存在于第一个关系而不存在于 第二个关系中的元组。例如，关系SC1与关系SC2进行差操作:,结果关系包括那些在SC1表中而不在SC2表中的成绩信息，即“60 69分成绩表”,专门的关系操作,插入插入
11、操作是一种一元操作。它应用于一个关系，其操作是在关系中插入新的元组（或另一个具有相同模式的关系）.例如:在课程开设表（C）中插入一个新的课程信息 （CW101，论文写作，30，春）。,删除删除操作为一元操作。它根据要求删去表中相应的元组。例如:从课程表（C）中删除课程CC112。,更改更改操作也是一种一元操作，它应用于一个关系。用来改变关系中指定元组中的部分属性值。例如:课程开设表(C)中的课程ME234元组的LHOUR值由“40”改为“30”，SEMESTER值由“秋”改为“春”。,选择选择操作是一元操作。它应用于一个关系并产生另一个新关系。新关系中的元组（行）是原关系中元组的子集。选择操作
12、根据要求从原先关系中选择部分元组。结果关系中的属性（列）与原关系相同（保持不变）。例如:从学生登记表(S)中，选出性别为“男”的学生元组，组成一个新关系“男学生登记表”。,投影是一元操作，它作用于一个关系并产生另一个新关系。新关系中的属性（列）是原关系中属性的子集。在一般情况下，虽然新关系中的元组属性减少了，但其元组（行）的数量与原关系保持不变。例如:需要了解学生选课情况而不关心其成绩时，可对学生选课成绩表（SC）进行相关的投影操作。,其结果的每个元组仅包括学（SNO）课程号（CNO）两个属性,连接是一个二元操作。它基于共有属性把两个关系组合起来。连接操作比较复杂并有较多的变化。例如:学生登记
13、表（S）和学生选课成绩表（SC）的连接,生成一个信息更全面的关系。,对于已选课程的学生而言，结果关系包含SC表原来的信息，并增加了该学生选修课程号（CNO）和成绩（GRADE）。,关系数据库语言SQL,数学上对关系操作的抽象描述是“关系代数”。关系数据库管理系统必须配置与此相应的语言，使用户可以对数据库进行各式各样的操作，这就构成了用户和数据库的接口。由于DBMS所提供的语言一般局限于对数据库的操作，不同于计算机的程序设计语言，因而称它为数据库语言。,关系数据库语言SQL特点是一种“非过程语言”是“结构化语言”体现关系模型在结构,完整性和操作方面的特征有命令和嵌入程序两种使用方式功能齐全,简洁
14、易学,使用方便为主流DBMS产品（如ORACLE、Sybase、DB2、SQL Server等）所支持,2. SQL的数据查询数据库查询是数据库的核心操作。SQL语言提供了SELECT语句进行数据库查询。 SELECT查询语句简单的形式为： SELECT A1，A2，An（指出目标表的列名或列表达式序列，做投影操作）FROM R1，R2，Rm （指出基本表或视图序列，做连接操作）WHERE F （F为条件表达式）GROUP BY 列名序列 （结果表分组）ORDER BY 列名排序方向 （结果表排序）,3. SQL的数据更新（1）插入语句（ INSERT）语句格式为：INSERT INTO （，
15、）VALUES（，）（2）修改语句（UPDATE）语句格式为：UPDATE SET ,WHERE ,（3）删除数据（DELETE）语句的格式为：DELETE FROM WHERE 该语句的功能是从指定表中删除满足WHERE 子句条件的记录。如果省略WHERE子句，则删除表中所有记录。注意:仅删除表中记录,表的定义仍在数据字典中。,数据库系统及应用新技术,数据库体系结构的发展DBS运行在计算机系统之上，其体系结构与计算机体系结构密切相关。因此DBS的系统结构也随着它的硬件和软件支撑环境的变化而不断演变。 集中式数据库系统。早期的DBMS以分时操作系统作为运行环境，采用集中式的数据库系统结构，把数据库建立在本单位的主计算机上，且不与其他计算机系统进行数据交互。在这种系统中，不但数据是集中的，数据的管理也是集中的。,
