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1、第一章 绪论,数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统（了解） 数据库管理系统的功能和特点（了解） 常用的数据模型（了解） ER模型表达方法（熟悉） 数据库系统结构（三级模式，两级映像）（熟悉） 数据独立性（物理独立性、逻辑独立性）（掌握）,An Introduction to Database Systems,An Introduction to Database Systems,第一章 绪论,数据(Data)是数据库中存储的基本对象 数据的定义 描述事物的符号记录 数据的种类 文本、图形、图像、音频、视频、学生的档案记录、货物的运输情况等 数据的特点 数据与其语义是不可分的,An Intr
2、oduction to Database Systems,数据库,数据库的定义 数据库(Database,简称DB)是按一定的方式存储在计算机设备上、相关的数据集合。,An Introduction to Database Systems,三、数据库管理系统,什么是DBMS 是建立、管理和维护数据库的软件系统，是一种位于应用软件与操作系统之间，实现数据库管理功能的系统软件。,An Introduction to Database Systems,DBMS的主要功能,1定义数据库 提供数据定义语言(DDL) 定义数据库中的数据对象 2 操纵数据库 提供数据操纵语言(DML) 实现对数据库的基本操
3、作 (查询、插入、删除和修改) 3 控制数据库 4 维护数据库 5 通信功能,An Introduction to Database Systems,四、数据库系统,数据库系统（Database System，简称DBS） 在计算机系统中引入数据库后的系统构成 数据库系统的构成 数据库 数据库管理系统（及其开发工具） 数据库应用系统 数据库管理员,An Introduction to Database Systems,1.1.3 数据库系统的特点,数据结构化 数据的共享性高，冗余度低，易扩充 数据独立性高 数据由DBMS统一管理和控制,An Introduction to Database S
4、ystems,两大类数据模型,DBMS支持的数据模型,概念模型,认识 抽象,信息世界,机器世界,现实世界中客观对象的抽象过程,现实世界,An Introduction to Database Systems,一、 数据结构,什么是数据结构 描述数据库的组成对象，以及对象之间的联系 描述的内容 与数据类型、内容、性质有关的对象 与数据之间联系有关的对象 数据结构是对系统静态特性的描述,An Introduction to Database Systems,五、 概念模型的表示方法,实体联系方法(E-R方法) 用E-R图来描述现实世界的概念模型 E-R方法也称为E-R模型,An Introduct
5、ion to Database Systems,E-R图,实体型 用矩形表示，矩形框内写明实体名。 属性 用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来,学生,教师,An Introduction to Database Systems,联系的属性,联系的属性： 联系本身也是一种实体型，也 可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来,An Introduction to Database Systems,1.2.4 最常用的数据模型,非关系模型 层次模型(Hierarchical Model) 网状模型(Network Model) 关系模型(Relationa
6、l Model) 面向对象模型(Object Oriented Model） 对象关系模型(Object Relational Model),An Introduction to Database Systems,一、关系数据模型的数据结构,在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。,学生登记表,属性,元组,An Introduction to Database Systems,关系数据模型的数据结构（续）,关系（Relation） 一个关系对应通常说的一张表 元组（Tuple） 表中的一行即为一个元组 属性（Attribute） 表中的一列即为一个属性，给每一个属性
7、起一个名称即属性名,An Introduction to Database Systems,关系数据模型的数据结构（续）,主码（Key） 表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。 域（Domain） 属性的取值范围。 分量 元组中的一个属性值。 关系模式 对关系的描述 关系名（属性1，属性2，属性n） 学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）,An Introduction to Database Systems,关系数据模型的数据结构（续）,表1.2 术语对比,An Introduction to Database Systems,四、关系数据模型的优缺点,优点 建立在严格的数学概念的基础
8、上 概念单一 实体和各类联系都用关系来表示 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 具有更高的数据独立性，更好的安全保密性 简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作,An Introduction to Database Systems,关系数据模型的优缺点（续）,缺点 存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非 关系数据模型 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化 增加了开发DBMS的难度,An Introduction to Database Systems,1.3.2 数据库系统的三级模式结构,模式（Schema） 外模式（External Schema） 内模式（Int
9、ernal Schema）,An Introduction to Database Systems,数据库系统的三级模式结构（续）,图1.28 数据库系统的三级模式结构,An Introduction to Database Systems,一、模式（Schema）,模式（也称逻辑模式） 数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求 一个数据库只有一个模式 模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层 与数据的物理存储细节和硬件环境无关 与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关,An Introduction to Database Systems,
10、二、外模式（External Schema）,外模式（也称子模式或用户模式） 数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述 数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示,An Introduction to Database Systems,三、内模式（Internal Schema）,内模式（也称存储模式） 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 记录的存储方式（顺序存储，按照B树结构存储， 按hash方法存储） 索引的组织方式 数据是否压缩存储 数据是否加密 数据存储记录结构的规定 一个数据库只有一个内模式,An Introdu
11、ction to Database Systems,1.4 数据库系统的组成,数据库 数据库管理系统（及其开发工具） 应用系统 软、硬件平台 人员,An Introduction to Database Systems,二、软件,DBMS 支持DBMS运行的操作系统 与数据库接口的高级语言及其编译系统 以DBMS为核心的应用开发工具 为特定应用环境开发的数据库应用系统,An Introduction to Database Systems,三、人 员,数据库管理员 系统分析员和数据库设计人员 应用程序员 用户,An Introduction to Database System,关系数据结构及
12、形式化定义（了解） 基本关系操作（掌握） 关系完整性（三类完整性，掌握） 关系代数（传统集合运算，专门关系运算，掌握）,第二章 关系数据库,An Introduction to Database System,关系（Relation）,1) 关系 D1D2Dn的子集叫作在域D1，D2，Dn上的 关系，表示为 R（D1，D2，Dn） R：关系名 n：关系的目或度（Degree）,An Introduction to Database System,关系的表示,关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每 列对应一个域,An Introduction to Database System,属
13、性,关系中不同列可以对应相同的域 为了加以区分，必须对每列起一个名字，称为属性（Attribute） n目关系必有n个属性,An Introduction to Database System,码,候选码（Candidate key） 若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码 简单的情况：候选码只包含一个属性 全码（All-key） 最极端的情况：关系模式的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码（All-key）,An Introduction to Database System,主码,若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（Primary key） 主属
14、性 候选码的诸属性称为主属性（Prime attribute） 不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性（ Non-Prime attribute） 或非码属性（Non-key attribute）,An Introduction to Database System,1什么是关系模式,关系模式（Relation Schema）是型 关系是值 关系模式是对关系的描述 元组集合的结构 属性构成 属性来自的域 属性与域之间的映象关系 元组语义以及完整性约束条件 属性间的数据依赖关系集合,An Introduction to Database System,2定义关系模式,关系模式可以形式化地表示为：
15、 R（U，D，DOM，F） R 关系名 U 组成该关系的属性名集合 D 属性组U中属性所来自的域 DOM 属性向域的映象集合 F 属性间的数据依赖关系集合,An Introduction to Database System,定义关系模式 (续),关系模式通常可以简记为 R (U) 或 R (A1，A2，An) R: 关系名 A1，A2，An : 属性名 注：域名及属性向域的映象常常直接说明为 属性的类型、长度,An Introduction to Database System,2.1.3 关系数据库,关系数据库 在一个给定的应用领域中，所有关系的集合构成一个关系数据库 关系数据库的型与值,
16、An Introduction to Database System,2. 关系数据库的型与值,关系数据库的型: 关系数据库模式 对关系数据库的描述。 关系数据库模式包括 若干域的定义 在这些域上定义的若干关系模式 关系数据库的值: 关系模式在某一时刻对应的关系的集合，简称为关系数据库,An Introduction to Database System,2.2.1基本关系操作,常用的关系操作 查询：选择、投影、连接、除、并、交、差 数据更新：插入、删除、修改 查询的表达能力是其中最主要的部分 选择、投影、并、差、笛卡尔基是5种基本操作 关系操作的特点 集合操作方式：操作的对象和结果都是集合，一次一集合的方式,An Introduction to Database System,2外码（Foreign Key）,设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码。如果F与基本关系S的主码Ks相对应，则称F是基本关系R的外码 基本关系R称为参照关系（Referencing Relation） 基本关系
