数据库技术基础准备知识新幻灯片

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1、SQLserver2005数据库应用与开发教程,教材 SQL Server 2008数据库技术实用教程，清华大学出版社，高云主编 参考书 SQL Server 2008数据库应用与开发教程，清华大学出版社，卫琳主编 数据库应用技术（ SQL Server 2005 ），中国铁道出版社，申时凯 李海雁主编 数据库应用技术（ SQL Server 2005 ），人民邮电出版社，周慧主编,授课环节 教学：32学时 实验：32学时 考核：平时10%，实验20%，期末考试70% 答疑 邮箱：,要求 掌握数据库的基本理论 熟练操纵SQL Server数据库 了解相关的数据库开发工具 能够开发出一个小型的基

2、于SQL Server的信息管理系统,第一讲 数据库技术基础准备知识,1.1 数据库基础知识 1.2 关系数据库 1.3 数据库设计,能力目标： 认识数据库系统的组成和C/S、B/S结构。 认识各种数据库管理系统、开发工具及其特点。 明确与数据库技术相关的职业技术岗位。 能够根据项目需求分析报告进行数据库的概念模型设计。 通过项目需求分析，培养与客户沟通的能力。 任务设计： 阅读管理信息系统的项目需求分析报告。 根据项目需求分析建立概念（E-R）数据模型。,知识要求： 数据管理技术的产生和发展。 数据库系统概述。 数据库三级模式结构的重要概念。 DBMS的主要功能。 数据模型概述。 数据库概念

3、设计。,为何要学习数据库？,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,数据库 作用： 要求： 应用程序 作用： 要求：,数据库能够做什么？,存储数据、检索数据、生成新的数据,统一、安全、性能等,响应操作并显示结果、向数据库请求数据,美观、操作简单方便,存储数据的方法 第一种方法：用大脑来记住数据 第二种方法：写在纸上 第三种方法：写在计算机的内存中 第四种方法：写成磁盘文件 ,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,1.1 数据库基础知识,数据(Data)： 是信息的载体；是描述事物的符号记录，信息是数据的内容。 符

4、号：数字、文字、图形、声音、语音等,在计算机中，为了处理现实世界中的事物，可以抽象出人们感兴趣的事物特征，组成一个记录来描述该事物。,1.1.1 信息、数据与数据管理,P,I,Word Excel PowerPoint FrontPage Photoshop C，VB.NET Access，VFP SQL Server,文档（.doc） 工作簿（.xls） 文稿（.ppt) 网页（.html) 图片（.bmp) 数字、文字 查询结果或报表,Data,Information,Processing,数据,人：,（李四，男，1988，2008，计算机系）,（李四，男，1988，180，75，80，1

5、20）,数据管理,数据的处理是指对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的集合。而数据管理是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护等操作。它是数据处理的中心问题。,1.1.2 数据管理技术的发展,数据管理三阶段的比较,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,Oracle Oracle公司的产品 “关系-对象”型数据库 产品免费、服务收费 SQL Server 针对不同用户群体的五个特殊的版本 易用性好 DB2

6、 IBM公司的产品 支持多操作系统、多种类型的硬件和设备,时下流行的数据库,1.1.3 数据库、数据库管理系统、 数据库系统,数据库(DataBase，简称DB) ： 长期存放在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。,特点 数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储 较小的冗余度 较高的数据独立性和易扩充性 为各种用户共享,数据库管理系统,概念 数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储数据库管理系统(DataBase Management System，简称DBMS) 位于用户与操作系统之间的数据管理软件，是帮助用户创建、维护和使用数据库的软件系统。 功能： 数据定义数据定义语言(

7、Data DefinitionLanguage，DDL) 数据操纵数据操纵语言(Data Manipulation Language，DML) 数据库的运行与管理,数据库系统,概念 数据库系统(DataBase System，简称DBS)： 计算机系统中引入数据库技术后的系统。 组成： 数据库 数据库管理系统（开发工具） 应用系统 数据库管理员 (DataBase Administrator，DBA) 用户,数据库系统构成,数据库,操作系统,数据库管理员,数据库管理系统,应用开发工具,应用系统,用户,用户,用户,数据库在计算机系统中的地位,1.1.4 数据模型,概念 模型是现实世界特征的模拟和

8、抽象。 数据模型(Data Model) 是现实世界数据特征的抽象，是对现实世界的模拟。 数据模型应满足三方面的要求: 能比较真实地模拟现实世界 容易为人所理解 便于在计算机世界实现,数据模型可以分为两类： 概念模型按用户的观点来对数据和信息进行抽象 结构数据模型按计算机系统的观点对数据建模,信息世界的基本概念,（1）实体（Entity）： 客观存在并且可以相互区别的事物,现实世界中客观存在的、可以被描述事物都是“实体”,信息世界的基本概念,（2）属性（Attribute）： 实体所具有的某一特性称为实体的属性 （3）关键字（Key）： 唯一标识实体的属性集称为关键字。码 （4）域（Domai

9、n）： 属性的取值范围称为该属性的域,信息世界的基本概念,（5）实体型（Entity Type）： 具有相同属性的实体称为同型实体，用实体名及其属性名的集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。 职工（职工编号，姓名，性别，职称，学历，工作时间） （6）实体集（Entity Set）： 同型实体的集合称为实体集,信息世界的基本概念,（7）联系（Relationship）： 实体型内部各属性之间的联系以及实体型之间的联系. 一对一联系（1 : 1） 一对多联系（1 : m） 多对多联系（m : n）,概念模型的表示方法,实体-联系方法（Entity-Relationship）: 该方法用E-R图来描

10、述现实世界的概念模型 实体型：用矩形表示，矩形框内写实体名 属性：用椭圆形表示，框内写属性名，用无向边将属性与实体连起来 联系：用菱形表示，框内写联系名，用无向边与有关实体连接起来，同时在无向边上注明联系类型。联系的属性也要用无向边与联系连接起来。,E-R图举例：,学生选课管理E-R图,性别,常见的数据模型, 层次模型（Hierarchical Model） 网状模型（Network Model） 关系模型（Relational Model) 面向对象模型（Object Oriented Model）,关系模型的优点： 建立在严格的数学概念基础上 概念单一 存取路径对用户透明,1层次模型,层次

11、模型（Hierarchical Model）是一种以记录某一事物的类型为根节点的有向树。,优点： 不同层次之间的关联性直接而且简单。 缺点： 由于数据纵向发展，横向关系难以建立，数据可能会重复出现，造成管理维护的不便。,网状模型是层次模型的扩展，表示多个从属关系的层次结构，呈现一种交叉关系的网状结构。,2网状模型,特点：可以有多个根记录，一个子记录可以有多个父记录。 可以表示横向复杂的联系。,优点： 很容易反映实体之间的关联，同时还避免了数据的重复性； 缺点： 关联错综复杂，当数据库逐渐增多时，将很难对结构中的关联性进行维护，尤其是数据库越来越大时。,3关系模型,目前关系模型是最重要的一种数据

12、模型。关系数据系统采用关系模型为数据的组织方式，SQLServer 2005数据库就是基于关系模型建立的。 关系模型具有如下优点： 关系模型建立在严格的数学概念基础上。关系模型的概念单一，无论实体还是实体之间的联系都用关系表示，对数据的检索结果也是关系。关系模型的存取路径对用户透明。,1.1.5 数据库系统的体系结构,数据库的三级模式两级映像结构,模式（Schema）： 也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构 和特征的描述 外模式（External Schema）： 又称子模式或用户模式， 是模式的子集，是数据的局部逻辑结构，也是数据库用户看到的数据视图 内模式（Internal Sche

13、ma）： 也称存储模式，是数据在数据库中的内部表示，即数据的物理结构和存储方式描述,数据库的三级模式两级映像结构,数据库,内模式,模式,外模式A,外模式B,应用1,应用2,应用3,应用4,应用5,由数据库管理员建立和维护,模式/内模式映像,外模式/模式映像,外模式/模式映像,数据库 管理系统,操作 系统,数据库的二级映像功能与数据独立性,两级映像： 外模式/模式映像 存在外模式与模式之间的某种对应关系 模式/内模式映像 全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系,数据的物理独立性和逻辑独立性,1.2 关系数据库,1.2.1 关系模型,1970年由美国IBM公司San Jose研究室的研究员E.F.

14、Codd首次提出了数据库系统的关系模型 1981年ACM图灵奖,组成：数据结构、关系操作、关系的完整性,关系模型的基本术语,（1）关系模型（Relational Model）： 用二维表格结构来表示实体及实体间联系的模型 （2）属性（Attribute）和值域（Domain）： 在二维表中的列称为属性，列值称为属性值，属性值的取值范围称为值域 （3）关系模式（Relational Schema）： 在二维表格中行的定义（记录的型）,关系模型的基本术语,（4）元组（Tuple）与关系： 二维表格中的行称为元组，元组的集合称为关系 （5）关键字（Key）或码： 能够用来唯一标识元组的属性（或属性组

15、合）称为关键字或码。 （6）候选关键字或候选码（Candidate Key）： 如果在一个关系中，存在着多个属性（或属性组合）都能用来唯一标识该关系的元组，这些属性或属性的组合都称为该关系的候选关键字或候选码。 主关键字或主码（Primary Key）,关系模型的基本术语,（7）主关键字或主码（Primary Key）主属性（Prime Attribute）： 包含在任何一个候选码中的属性 （8）非主属性或非关键字属性（Non Prime Attribute）： 关系中不能组成关键字的属性,关系模型的基本术语,（9）外部关键字或外键（Foreign Key）： 当关系中的某个属性或属性组合虽不

16、是该关系的关键字或只是关键字的一部分，但却是另一个关系的关键字时，称该属性或属性组合为这个关系的外部关键字或外键。,两个关系： 选课（学号，课程号，成绩） 学生（学号，姓名，性别，出生日期）,关系模型的基本术语,（10）从表与主表： 以某属性为主键的表称为主表，以此属性为外键的表称为从表。,两个表： 学生（学号，姓名，性别，出生日期） 选课（学号，课程号，成绩）,关系模型的数据结构-二维表格,学生表,关系,属性（列）,关系名,关系模式,主码,班级管理出色,1,1,司马懿,2,德智体全面发展,1,1,曹操,1,备注,奖惩情况,奖惩类型,姓名,编号,处分,2,奖励,1,奖惩类型,奖惩类型编码,优秀学生干部,2,三好学生,1,班级,奖励情况编码,