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1、ACCESS数据库技术与应用,第1章 数据库系统基础知识,数据库基本概念 关系数据模型 数据库应用系统实例,学习目标,数据库基本概念,数据、数据库和数据库管理系统 数据库技术发展概况 数据库系统的组成 数据库系统的结构,1.1.1数据、数据库和数据库管理系统,数据（Data） 信息（Information） 数据库（Database，简称DB） 数据库系统(Database System) 数据库管理系统(Database Management System),数据库管理系统的功能如下： （1）数据模式定义：即为数据库构建其数据框架； （2）数据存取的物理构建：为数据模式的物理存取与构建提供有
2、效的存取方法与手段； （3）数据操纵：为用户使用数据库的数据提供方便，如查询、插入、修改、删除等以及简单的算术运算及统计； （4）数据的完整性、安全性定义与检查； （5）数据库的并发控制与故障恢复； （6）数据的服务：如拷贝、转存、重组、性能监测、分析等。,1.1.1数据、数据库和数据库管理系统,数据库的主要特点 （1）实现数据共享。 （2）减少数据的冗余度。 （3）数据的独立性。 （4）数据实现集中控制。 （5）数据一致性和可维护性 （6）故障恢复。,1.1.1数据、数据库和数据库管理系统,1.1.2 数据库技术发展概况,数据库技术发展的三个阶段 人工管理阶段（50年代中期以前）； 文件系统
3、阶段（50年代后期到60年代中期）； 数据库系统阶段（60年代后期至今）。,1.1.3 数据库系统的组成,数据 硬件 软件 人员,1.1.3 数据库系统的组成,1.1.4 数据库系统的结构,1.1.3 数据库系统的组成,外模式（External Schema）也称为用户模式或子模式， 通常是模式的子集，是数据库用户（包括程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是与某一特定应用有关的数据的逻辑表示，是数据库用户的数据视图。,1.1.3 数据库系统的组成,模式（Schema）也称为逻辑模式， 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。 模式的一个
4、具体值被称为模式的一个实例（Instance）。,1.1.3 数据库系统的组成,内模式（Internal Schema）也称为存储模式 是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。一个数据库只能有一个内模式。,1.1.3 数据库系统的组成,外模式/模式映像 模式描述的是数据的全局逻辑结构，外模式描述的是数据的局部逻辑结构。对应于同一个模式可以有任意多个外模式。对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式/模式的映像，他定义了该外模式与模式之间的对应关系。,1.1.3 数据库系统的组成,模式/内模式映像 数据库中只有一个模式，也只有一个内模式，所以模式/内模式的映像是唯一的。他定
5、义了数据库全局逻辑结构与物理存储结构之间的对应关系。,1.1.3 数据库系统的组成,两级映像与数据独立性 数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别 两级映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。,1.2 关系数据模型,非关系模型 关系模型,1.2 关系数据模型,层次模型（Hierarchical Model） 是指用树型结构表示实体及其之间的联系，是一种有根结点的定向有序树（在数学中“树”被定义为一个无回的连通图）。树中每一个节点代表一个记录类型，树状结构表示实体型之间的联系。,1.2 关系数据模型,网状模型 用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据结构模型称为网状
6、模型（Network Model）。网状模型中以记录为数据存储单位。记录包含若干数据项。,1.2 关系数据模型,关系模型（Relational Model） 用关系表示实体类型及实体间联系的数据结构模型,1.2 关系数据模型,网状模型 用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据结构模型称为网状模型（Network Model）。网状模型中以记录为数据存储单位。记录包含若干数据项。,1.2 关系数据模型,关系 属性 关系模式 记录 域 关系实例 主关键字 外键 实体,1.3.1 数据库应用系统实例分析,以“教务管理系统”为例 各高校都需要采用信息化管理，涉及到学生、教师、课程等一系列信息，方便查
7、询，统计汇总等,1.3.2 数据库设计初步,数据库设计（Database Design） 是数据库及其应用系统的设计，即设计整个应用系统。 数据库设计要和应用系统设计相结合，即整个设计过程中要把数据库结构设计和对数据的处理设计密切结合起来。 数据库的设计过程大致可分为6个步骤：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库的建立与实施和数据库的运行及维护。,1.3.2 数据库设计初步,需求分析 调查的重点是“数据”和“处理” 是整个设计过程的基础，是最困难和最耗时的阶段,1.3.2 数据库设计初步,概念结构设计 在需求分析的基础上，建立抽象的信息结构，即概念数据模型。 概念模型介于
8、人的现实世界与机器世界之间 概念模型是各种数据模型的基础，独立于计算机，也独立于DBMS。,1.3.2 数据库设计初步,实体-联系模型 实体-联系模型采用E-R图（E-R Diagram）的形式来表示 矩形框表示实体， 椭圆表示属性， 菱形表示联系。 两个实体之间联系的类型有三种,1.3.2 数据库设计初步,一对一联系（1：1） 如果实体A的每个实体，实体B中至多只有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体A与实体B具有一对一联系，记为1：1。,1.3.2 数据库设计初步,一对多联系（1：n） 如果实体A的每个实体，实体B中有n个实体与之联系，反之，实体B中每一个实体，实体A中至多只有一个实体与之
9、联系，则称实体A与实体B具有一对多联系，记为1：n。,1.3.2 数据库设计初步,多对多联系（m：n） 如果实体A的每个实体，实体B中有n个实体与之联系，反之，实体B中每一个实体，实体A中也有m个实体与之联系，则称实体A与实体B具有多对多联系，记为m：n。,1.3.2 数据库设计初步,逻辑结构设计 主要工作是将现实世界的概念数据模型设计成数据库的一种逻辑模式，即适应于某种特定数据库管理系统所支持的逻辑数据模式。,1.3.2 数据库设计初步,物理结构设计 根据特定数据库管理系统所提供的多种存储结构和存取方法等依赖于具体计算机结构的各项物理设计措施，对具体的应用任务选定最合适的物理存储结构（包括文
10、件类型、索引结构和数据的存放次序与位逻辑等）、存取方法和存取路径等。,1.3.2 数据库设计初步,数据库实施 在上述设计的基础上，收集数据并具体建立一个数据库。运行一些典型的应用任务来验证数据库设计的正确性和合理性，还要测试系统的性能，分析是否达到设计目标。,1.3.2 数据库设计初步,数据库运行和维护 数据库经过前一步的实施后，数据库的开发工作基本结束，可以投入运行了。,本 章 小 结,数据库的基本概念 数据库系统采用三级模式二级映像结构，保证了数据库具有较高的逻辑独立型和物理独立型。 数据模型的发展是从非关系模型，即层次模型和网状模型，到关系模型的。 数据库设计是数据库应用的重要环节。掌握数据库设计的方法和步骤非常重要。 概念结构的设计和逻辑结构的设计是数据库设计过程中的两个最重要的环节。数据库设计阶段的学习需要大量的实例来实践。,
