第一章数据库概述

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1、西华师范大学计算机学院,1,SQL Server 数据库设计,主讲：毛嘉莉 e-mail: qq:646194029,西华师范大学计算机学院,2,考试成绩,平时成绩（书面作业、上机练习、综合练习） 期中考试 期末考试,西华师范大学计算机学院,3,第一章,SQL Server数据库基础,西华师范大学计算机学院,4,本章目标,了解数据库的基本概念 了解 SQL Server 2005 的版本 掌握安装 SQL Server 2005 的方法 掌握 SQL Server 2005 常用管理工具 理解 SQL Server 2005 数据存储结构,西华师范大学计算机学院,5,为何需要数据库,信息时代数

2、据容量海量增长 KB,MB,GB,TB,PB,EB,ZB,YB. 对数据进行分析和处理可以产生巨大的经济效益 天气预报 航天 银行、股市 传统的方法不能满足需求 数据库可以解决这些问题,教学活动,请同学们思考： 数据库有什么作用？ 在我们的生活中，哪些地方使用到了数据库？,西华师范大学计算机学院,7,引言,1963年，美国Honeywell公司的IDS（Integrated Data Store）系统投入运行，揭开了数据库技术的序幕。 20世纪70年代（以技术为中心），网状系统和层次系统占据了整个数据库商用市场，而关系系统仅处于实验阶段。 20世纪80年代（以用户为中心），随着硬件性能的改善，

3、关系系统由于使用简便逐步代替网状、层次系统占领了市场。 20世纪90年代（以网络为中心），应用系统的架构从采用C/S结构转变为以.Web应用为主的处理阶段。,西华师范大学计算机学院,8,数据,数据(Data)是数据库中存储的基本对象 信息与数据 数据的定义 描述事物的符号记录 数据的种类 文字、图形、图象、声音,西华师范大学计算机学院,9,数据的特点：数据与其语义不可分,学生档案中的学生记录 （HUANGXUE，女，1995，山西，计算机学院，2011） 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： HUANGXUE是个大学生，19

4、95年出生，山西人，2011年考入计算机学院 请给出另一个解释和语义,西华师范大学计算机学院,10,数据库和应用程序 2-1,数据库服务器,响应和提供数据,应用程序,数据库,操作和查询,西华师范大学计算机学院,11,数据库和应用程序 2-2,应用程序 作用：响应操作并显示结果、向数据库请求数据 要求：美观、操作简单方便 数据库 作用：存储数据、检索数据、生成新的数据 要求：统一、安全、性能等,西华师范大学计算机学院,12,数据库能够做什么,存储大量数据，方便检索和访问 保持数据信息的一致、完整 共享和安全 通过组合分析，产生新的有用信息,西华师范大学计算机学院,13,数据库的定义,数据库(Da

5、tabase,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合,西华师范大学计算机学院,14,数据库基本概念3-1,数据库就是“数据”的“仓库” 数据库由表、关系以及操作对象组成 数据存放在表中,数 据 表 .,产品数据库,表,西华师范大学计算机学院,15,数据库基本概念3-2,表为含有行和列的二维对象 行由列组成 列由字符或数字等组成,实体1,实体2,实体3,实体4,实体,格式相同的实体记录,西华师范大学计算机学院,16,数据库管理系统,DBMS （Database Management System） 数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件（要在操作系统的支持下

6、运行）。 为用户或应用程序提供访问DB的方法 按照所处理的数据模型，可以分为层次型、网状型、关系型和面向对象型等。,西华师范大学计算机学院,17,数据库基本概念3-3,西华师范大学计算机学院,18,DBMS的主要功能,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 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),西华师范大学计算机学院,19,DBMS的主要功能,数据库的运行管理在多用户对数据的并发使用、发生故障后的系统恢复时保证数据的安全性、完整性数据库的建立和维护功能(实用程序)装载程序、数据库转储、介质故障恢复、数据库的

7、重组织等,西华师范大学计算机学院,20,常用的数据库(管理信息系统),Oracle Oracle（甲骨文）公司的数据库产品 大型、完善、安全 能在所有主流平台上运行 SQL Server Microsoft（微软）公司的数据库产品 针对不同规模的企业应用，有不同的版本 易用、易管理、易上手 在windows 上运行 DB2 IBM（国际商业机器）公司的产品 大型、安全 支持多操作系统,西华师范大学计算机学院,21,数据库系统,什么是数据库系统？ 数据库系统（Database System，简称DBS）是实现有组织地、动态地存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机硬件、软件和数据资源组成的系统，

8、即它是采用数据库技术的计算机系统。 常常把数据库系统简称为数据库。 数据库系统的构成 以硬件为基础，建立数据库，配置DBMS、操作系统，应用程序等各种软件，还包括数据库管理员（和用户）,西华师范大学计算机学院,22,数据库管理员(DBA)做什么？,配置数据库服务器环境 管理数据库的逻辑对象结构 配置数据库的对象权限 制定数据库的性能优化策略 数据库的备份还原策略 数据库的异构协同结构,如：安装、升级数据库服务器,如：创建数据库、创建表,为数据库的用户分配权限，监控用户对数据库的存取访问,监视和优化数据库的性能,制定数据库备份计划，灾难出现时对数据库信息进行恢复，维护介质上的存档或者备份数据,如

9、数据转换、数据迁移,西华师范大学计算机学院,23,数据库系统构成图示,数据库,操作系统,数据库管理系统,应用系统,应用开发工具,用户,用户,用户,数据库管理员,西华师范大学计算机学院,24,学生管理数据库系统,学生维护,课程维护,选课维护,综合查询,DBMS,学生 数据库,西华师范大学计算机学院,25,数据库的发展史,萌芽阶段文件系统 使用磁盘文件来存储数据 初级阶段第一代数据库 出现了网状模型、层次模型的数据库 中级阶段第二代数据库 关系型数据库和结构化查询语言 高级阶段新一代数据库 “关系-对象”型数据库,西华师范大学计算机学院,26,1层次模型 以树状层次结构组织数据。树形结构的每个节点

10、表示一个记录类型，记录之间的联系是一对多的联系。位于树形结构顶部的节点称为根节点，层次模型有且仅有一个根节点。根节点以外的其他节点有且仅有一个父节点。图1.2所示为某学校按层次模型组织的数据示例。,西华师范大学计算机学院,27,2网状模型 网状模型可看作是层次模型的扩展。采用网状结构组织数据，每个节点表示一个记录类型，记录之间的联系是一对多的联系。一个节点可以有一个或多个父节点和子节点，这样，数据库中的所有数据节点就构成了一个复杂的网络。,西华师范大学计算机学院,28,3关系模型 关系模型是由一组关系组成的，关系之间通过公共属性产生联系。每个关系的数据结构是一个规范化的二维表，所以一个关系数据

11、库就是由若干个表组成的。,西华师范大学计算机学院,29,数据库阶段,数据管理技术进入数据库阶段的标志是20世纪60年代末的三件大事： 1968年美国IBM，层次模型IMS系统； 1969年美国CODASYL组织，DBTG报告，提出网状模型。 1970年美国IBM公司，E.F.Codd 提出关系模型，奠定了关系数据库的理论基础。 产生的背景 应用背景 大规模管理 硬件背景 大容量磁盘 软件背景 有数据库管理系统 处理方式 联机实时处理,分布处理,批处理,西华师范大学计算机学院,30,应用程序与数据的对应关系(数据库系统),西华师范大学计算机学院,31,数据库阶段信息处理方式的演变,西华师范大学计

12、算机学院,32,DBMS的工作模式,接受应用程序的数据请求和处理请求 将用户的数据请求（高级指令）转换成复杂的机器代码（低层指令） 实现对数据库的操作 从对数据库的操作中接受查询结果 对查询结果进行处理（格式转换） 将处理结果返回给用户,西华师范大学计算机学院,33,分布式数据库系统的特点,数据库的数据物理上分布在各个场地，但逻辑上是一个整体。 每个场地既可以执行局部应用（访问本地DB），也可以执行全局应用（访问异地DB）。 各地的计算机由数据通信网络相联系。本地计算机单独不能胜任的处理任务，可以通过通信网络取得其它DB和计算机的支持。,西华师范大学计算机学院,34,分布式数据库系统 图示,西

13、华师范大学计算机学院,35,数据模型,模型：事物抽象特征或者过程的描述 数据模型： 描述用来存储数据的容器； 在该容器中存储和检索数据的过程；,西华师范大学计算机学院,36,数据模型(续),数据模型分成两个不同的层次 (1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库的设计。 (2) 数据模型 主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模，主要用于DBMS的实现。,西华师范大学计算机学院,37,数据模型(续),客观对象的抽象过程-两步抽象 现实世界中的客观对象抽象为概念模型； 把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。概念模型是现实

14、世界到机器世界的一个中间层次。,二、ER概念模型 3. ER图的基本要素,实体 是现实世界中任何可以被认识、区分的事物。 实体可以是人或物，可以是实际的对象，也可以是抽象的概念（如事物之间的联系） 在学校：学生、课程、教师、选课、班委等； 某企业集团：工厂、职工、产品等 属性 实体所具有的特性。 一个实体可以有若干属性来描述。 学生的属性：学号、姓名、年龄、性别、系、专业等； 产品的属性：产品编号、产品名、规格等,二、ER概念模型 3. ER图的基本要素,联系 现实世界中事物内部以及事物之间的联系。 在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。 实体内部的联系（一元联系） 两个实体间的联

15、系（二元联系）-理解 多个实体间的联系（多元联系）,西华师范大学计算机学院,40,两个实体型间的联系,一对一联系 如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系。记为1:1。 实例 班级与班长、公民与身份证、观众和座位,西华师范大学计算机学院,41,两个实体型间的联系 (续),一对多联系 如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对多联系记为1:n 实例（车间与工人、母亲与孩子） 班与学生之间的联系： 一个

16、班有若干名学生， 每个学生只在一个班中学习,西华师范大学计算机学院,42,两个实体型间的联系 (续),多对多联系（m:n） 如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体（m0）与之联系，则称实体集A与实体B具有多对多联系。记为m:n 实例（如工厂与产品） 课程与学生之间的联系： 一门课程同时有若干个学生选修 一个学生可以同时选修多门课程,二、ER概念模型 3. ER图的基本要素,课堂练习：判断下列实体间的联系类型。 班级与班长(正) 班级与班委 班级与学生 供应商和商品 商店和顾客 工厂和产品 出版社和作者 商品和超市,1:1,1:n,m:n,m:n,1:1,m:n,m:n,m:n,西华师范大学计算机学院,44,多个实体型间的联系(续),多个实体型间的一对多联系 若实体集E1，E2，.，En存在联系，对于实体集Ej（j=1，2，.，i-1，i+1，.，n）中的给定实体，最多只和Ei中的一个实体相联系，则我们说Ei与E1，E2，.，Ei-1，Ei+1，.，En之间的联系是一对多的。,