《《数据库原理及开发——SQL Server+PowerBuilder》电子教案 第01章 概论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《数据库原理及开发——SQL Server+PowerBuilder》电子教案 第01章 概论（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019/5/25,数据库原理及开发,1,21世纪高等院校规划教材,数据库原理及开发 SQL Server+PowerBuilder 李建义 主 编 陈 刚 王润绪 温翠灵 副主编 中国水利水电出版社,2019/5/25,数据库原理及开发,2,本课程特点,本课程按照教材的体系、教学的特点来介绍数据库系统原理和数据库前端开发工具PowerBuilder，力求通俗易懂、由浅入深、循序渐进的介绍数据库系统的原理和PowerBuilder的内容，便于学生练习和掌握所学内容。本课程不是简单的把“数据库原理”和“数据库开发工具”相加在一起，而是将实际的数据库系统开发过程融入到数据库理论和开发工具中。 通过
2、本课程的学习，学生能达到数据库设计、数据库系统开发入门的目的，可以结合本书实例，开发出实用、高效的应用系统。本书可以作为大专院校学生的教材和教学参考书，也可以供各类从事数据库系统开发的人员作参考。,2019/5/25,数据库原理及开发,3,本课程学习方法,由于可是比较紧张，内容较多，同学们应当学会课上认真听讲，课下认真复习。 学会通过查阅参考文献理解教材内容和软件功能的方法。 上机实践是掌握一个软件的最好方法，同学们要多上机实践。,2019/5/25,数据库原理及开发,4,第1章 数据库系统概述,本章重点内容 数据库技术的基本概念、数据库系统的组成 数据模型的概念及分类 数据库管理系统的概念,
3、2019/5/25,数据库原理及开发,5,1.1 基本概念,1.1.1 信息与数据 1信息 信息是现实世界中各种事物的存在方式、运动形态以及它们之间的相互联系等诸要素在人脑中的反映，通过人脑的抽象后形成概念。 2数据 数据一般是指信息的一种符号化表示方法，就是说用一定的符号表示信息，而采用什么符号，完全是人为规定。所以数据的概念包括两个方面含义：一是数据的内容是信息，二是数据的表现形式是符号。,2019/5/25,数据库原理及开发,6,3信息与数据的关系 数据是承载信息的物理符号或称之为载体，而信息是数据的内涵。 二者的区别是：数据可以表示信息，但不是任何数据都能表示信息，同一数据也可以有不同
4、的解释。信息是抽象的，同一信息可以有不同的数据表示方式。 1.1.2 数据处理 数据处理是指将数据转换成信息的过程。 数据 处理 信息,2019/5/25,数据库原理及开发,7,数据处理实例,人们有时说的“信息处理”，其真正含义应该是为了产生信息而处理数据。例如，学生的“出生日期”是有生以来不可改变的基本特征之一，属于原始数据，而“年龄”是当年与出生日期相减而得到的数字，具有相对性，可视为二次数据。同样道理，“参加工作时间”、产品的“购置日期”是职工和产品的原始数据，工龄、产品的报废日期则是经过简单计算得到的结果。 数据处理任务的矛盾焦点不是计算，而是把数据管理好。 数据管理是指：数据的收集、
5、整理、组织、存储、查询、维护和传送等各种操作，是数据处理的基本环节，是任何数据处理任务必有的共性部分,2019/5/25,数据库原理及开发,8,1.2 数据库技术的发展,1.2.1 数据库技术发展的阶段划分 1.2.2 人工管理阶段 1人工管理阶段的背景 20世纪50年代中期以前 2人工管理阶段的特点： （1）数据不保存 （2）应用程序管理数据 （3）数据不能共享 （4）数据不具有独立性,2019/5/25,数据库原理及开发,9,3人工管理阶段的程序与数据的关系,2019/5/25,数据库原理及开发,10,1.2.3 文件系统阶段 1文件系统阶段的背景 20世纪50年代后期至60年代中期 在数
6、据文件中常涉及下列术语： 数据项：描述事物性质的最小单位。 记录：若干数据项的集合，一个记录表达一个具体事物。 文件：若干记录的集合。 2文件系统阶段的特点： （1）数据可以长期保存 （2）文件系统管理数据 （3）数据具有较低的共享性差，冗余度大 （4）数据独立性差,2019/5/25,数据库原理及开发,11,3文件系统阶段程序与数据的关系,2019/5/25,数据库原理及开发,12,1.2.4 数据库系统阶段 1数据库系统阶段的背景 从20世纪60年代后期 2数据库系统阶段的特点： （1）数据结构化 是数据库系统与文件系统的本质区别。例：学生人事记录。数据面向整个系统。,2019/5/25,
7、数据库原理及开发,13,（2）数据共享性高，冗余度低，易扩充 （3）数据独立性高 物理数据独立性：指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库数据是相互独立的。数据在磁盘上的数据库存储是由DBMS管理的。 逻辑数据独立性：指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。 （4）数据由DBMS统一管理和控制,2019/5/25,数据库原理及开发,14,3数据库系统阶段程序与数据的关系,2019/5/25,数据库原理及开发,15,4具有数据控制功能 数据完整性控制：是指存储数据的正确性、有效性，用以将数据控制在有效的范围内。 数据安全性控制：是保护数据不被非法使用，从而造成数据的泄密和破坏。 并发控制：
8、对多用户的并发操作加以控制和协调。 数据库恢复：将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确转换。 5数据库的概念 数据库是以一定组织方式长期存储在计算机内的、独立于应用并可被多用户、多应用程序共享的数据集合。 1.2.5 现代数据库发展阶段 20世纪80年代以来，数据库技术得到了极大的发展。,2019/5/25,数据库原理及开发,16,1.2.5 现代数据库发展阶段,1分布式数据库 2面向对象数据库 3Web数据库 4多媒体数据库 5并行数据库 6数据仓库和数据挖掘,2019/5/25,数据库原理及开发,17,1.3 数据库系统的组成与结构,1.3.1 数据库系统的组成 数据库系统是指引进数据库技
9、术后的计算机系统。数据库系统一般由支持数据库运行的软硬件、数据库、数据库管理系统、数据库管理员和用户等部分组成的。,2019/5/25,数据库原理及开发,18,1硬件与软件 （1）硬件、（2）软件、（3）应用程序 2数据库 数据库是长期存贮在计算机内有组织的大量的共享数据集合。它可以是各种用户互不影响，具有最小冗余度和较高的数据独立性。 3数据库管理员 大型数据库通常由专业人员设计，还要有专职的数据库管理员（DBA：DataBase Administrator）进行管理。 4用户 数据库系统的用户分为以下两类： 最终用户：分为：偶然用户、简单用户和复杂用户。 专业用户：这类用户主要是应用系统开
10、发人员。,2019/5/25,数据库原理及开发,19,1.3.2 数据库系统结构 从数据库管理系统的角度，数据库系统通常采用三级模式结构，这是数据库管理系统内部的系统结构。从数据库最终用户的角度看，数据库结构分为集中式、分布式、客户/服务器和并行结构等。 美国国家标准委员会（ANSI）所属的标准计划和要求委员会（SPARC：Standards Planning And Requirements Committee）在1975年公布了关于数据库标准报告，提出了数据库的三级组织结构，称为SPARC分级结构。,2019/5/25,数据库原理及开发,20,2019/5/25,数据库原理及开发,21,1
11、内模式 内模式也称为存储模式，它是数据库在物理存储器上具体实现的描述，是数据在数据库内部的表示方法，也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。 2模式 模式也称为逻辑模式或概念模式，是对数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库系统模式结构的中间层。一个数据库只有一个模式。 模式是数据项值的框架。数据库系统模式通常还包含有访问控制、保密定义、完整性检查等方面的内容。,2019/5/25,数据库原理及开发,22,3外模式 外模式也称为子模式或用户模式，它是数据和用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据和用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。
12、外模式一般是模式的子集。一个模式可以有多个外模式。一个应用程序只能使用一个外模式。 外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。,2019/5/25,数据库原理及开发,23,4模式之间的映射 （1）“外模式/模式”之间的映射 这种映射将用户数据库与概念数据库联系起来；实现了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。 （2）“模式/内模式”之间的映射 这种映射把概念数据库与物理数据库联系起来。模式与内模式的映射使全局逻辑数据独立于物理数据，保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。,2019/5/25,数据库原理及开发,24,1.4 数据模型,1.4.1 数据模型的概念 1数据模型的分
13、类 一种类型是概念模型，也称为信息模型，它是按照用户的观点进行数据信息建模，主要用于数据库的设计。另一种模型是数据模型，这种模型是按计算机系统的观点对数据建模，主要用于DBMS的设计。,2019/5/25,数据库原理及开发,25,2019/5/25,数据库原理及开发,26,2数据模型的组成 （1）数据结构 数据结构是所研究对象类型的集合，这些对象组成数据库。按照数据结构类型的不同，将数据模型划分为层次模型、网状模型和关系模型。 （2）数据操纵 数据操纵是指对数据库中各种对象实例的操作。 （3）数据的完整性约束 数据的完整性约束是指在给定的数据模型中，数据及其数据关联所遵守的一组规则。用以保证数
14、据库中数据的正确性、一致性。,2019/5/25,数据库原理及开发,27,1.4.2 概念模型 概念模型也称为“信息模型”。 信息模型就是人们为正确直观地反映客观事物及其联系，对所研究的信息世界 建立的一个抽象的模型。是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。,2019/5/25,数据库原理及开发,28,1概念模型的名词术语 （1）实体（Entity）：客观存在并可相互区别的事物称为实体。实体既可以是实际的事物，也可以是抽象的概念或联系。 （2）属性（Attribute）：属性就是实体所具有的特性，一个实体可以由若干个属性描述。 （3）域（Domain）：属性
15、的取值范围称为该属性的域。 （4）实体集（Entity Set）：具有相同属性的实体的集合称为实体集。 （5）键（Key）：键是能够惟一地标识出一个实体集中每一个实体的属性或属性组合，键也被称为关键字或码。 （6）联系（Relationship）：联系分为两种：一种是实体内部各属性之间的联系，另一种是实体之间的联系。,2019/5/25,数据库原理及开发,29,2实体之间的联系 （1）一对一联系：如果对于实体集A中的每个实体，实体集B中至多有一个（可以没有）与之相对应，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，记作：1:1。 （2）一对多联系：如果对于实体集A中的每个实体，实体集B中有n
16、个实体（n0）与之相对应，反过来，实体集B中的每个实体，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具有一对多联系。记作：1:n。 （3）多对多联系：如果对于实体集A中的每个实体，实体集B中有n个实体（n0）与之相对应，反过来，实体集B中的每个实体，实体集A中也有m个实体（m0）与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系，记作：m:n。,2019/5/25,数据库原理及开发,30,3ER模型 信息模型有很多种，其中最为流行的一种是由美籍华人陈平山于1976年提出的实体联系模型 （Entity-Relationship Model，简称ER模型），这种图称为实体联系图，简称ER图。 ER图有三个要素： 实体：用矩形表示实体，矩形内标注实体名称。 属性：用椭圆表示属性，椭圆内标注属性名称。并用连线与实体连接起来。 实体之间的联系：用菱形表示，菱形内注明联系名称，并用连线将菱形框分别与相关实体相连，并在连线上注明联系类型。,20
