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1、电子商务的数据库技术,中国水利水电出版社,主编：徐保民 孙丽君 孟昭璟,注册电子商务工程师（CEBE）认证培训教材,第1章 数据库技术概论,本章的重要概念,信息、数据、数据处理、数据管理、关系模型、概念数据模型、逻辑数据模型、数据库、数据库管理系统、数据库系统、外模式、模式、内模式、ER图、现实世界、信息世界、机器世界,本章的重要知识点,（1）数据和信息的基本含义及他们之间的相互 （2） 数据的三个范畴及其联系 （3）逻辑数据模型的三要素 （4）数据库、数据库管理系统及数据库系统之间的联系 （5）数据库管理系统的功能 （6）数据库系统的三级模式结构及他们之间的映象 （7）数据库技术新进展 。,
2、1.1 信息与数据,信息是一种已经被加工为特定形式的数据，这种数据形式对接收者来说是有意义的，而且对当前和将来的决策具有明显的或实际的价值。 信息可以划分为两大类。 能够用数据或统一的结构加以表示，称之为结构化数据，如数字、符号； 无法用数字或统一的结构表示，如文本、图像、声音、网页等，称之为非结构化数据。,1.1.1 信息,信息具有如下一些重要的特性： （1）普遍性 （2）无限性 （3）相对性 （4）传递性 （5）变换性 （6）有序性 （7）动态性 （8）转化性,1.1.1 信息,1.1. 2 数据,数据是用来记录信息的、可以识别的符号，是信息的载体、信息的具体表示形式 数据具有两方面的含义
3、：一方面数据内容是事物特性的反映或描述；另一方面数据是存储在某一种媒体上符号的集合,1.1.3 信息与数据的关系,信息必然是数据，但数据未必是信息，信息仅是数据的一个子集，有用的数据才成为信息,1.2 数据处理与数据管理,数据处理是指将数据进行加工转换成信息的过程 。 数据管理是指数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、传送等操作 。 数据处理是与数据管理相联系的，数据管理技术的优劣，将直接影响数据处理的效率。,1.3 数据模型,数据模型: 描述要管理的数据的逻辑结构、使用操作要求，以及完整性的形式方法 数据的描述包括两个方面： （1）数据的静态性：包括数据的基本结构、数据间的联系和数据中的
4、约束。 （2）数据的动态性：指定义在数据上的操作。,1.3.1 数据描述,现实世界就是存在于人脑之外的客观存在的事物及其相互联系。事物之间的联系是由事物本身的特性决定的。 信息世界，也称为概念世界，是现实世界在人们头脑中的反映，是对客观事物及其联系的一种抽象描述。 机器世界，也称为数据世界，是对信息世界中的有关信息进行加工、编码及格式化等具体处理，然后以数据形式存储在计算机内。,1.3.1 数据描述,信息世界常涉及到的概念和术语: （1）实体 （2）实体集 （3）属性 （4）码 （5）域 （6）实体类型 （7）联系,1.3.1 数据描述,机器世界中，常涉及到的概念和术语: （1）字段 （2）记
5、录 （3）文件 （4）数据库 （5）关键字,1.3.2 概念数据模型,概念数据模型，也称为概念模型，是指为正确直观地反映客观事物及其联系，按用户观点对信息世界所建立一个抽象模型。该模型独立于计算机系统的模型，完全不涉及信息在系统中的表示，只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构.,1.3.2 概念数据模型,概念数据模型： （1）具有较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识； （2）由于用户一般缺乏计算机知识，因此概念模型应当简单、清晰、易于理解； （3）独立于计算机系统的模型，完全不涉及信息在计算机中的表示； （4）独立于任何DBMS，但可以转换为计算机上任一DBMS所支持
6、的特定数据模型。,1.3.2 概念数据模型,实体间的联系 （1）一对一联系 （2）一对多联系 （3）多对多联系 实体联系方法 模型通常由如下三个要素构成： （1）实体：表示客观事物。 （2）属性：表示客观事物的特征（属性）。 （3）联系：客观事物之间的联系。,1.3.2 概念数据模型,ER模型三要素的表示： （1）矩形：表示实体，矩形框内写明实体名； （2）椭圆：表示实体的属性，并用无向边将其与相应的实体连接起来； （3）菱形：表示实体间的联系，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向线段上标注联系的类型，即1：1、1：n或m：n。,1.3.3 逻辑数据模型,逻辑数据模
7、型：将概念数据模型中描述的实体及实体之间的联系转换为表示数据及数据之间逻辑联系的结构形式。这种对现实世界的第二层抽象是直接面向数据库的逻辑结构，称为逻辑数据模型 。 逻辑数据模型满足如下三个要求： （1）能比较真实模拟现实世界； （2）容易为人所理解； （3）便于在计算机上实现。,1.3.3 逻辑数据模型,逻辑数据模型的三要素： （1）数据结构 （2）数据操作 （3）数据的约束条件 逻辑数据模型的分类： （1）层次模型 用树形结构表示实体及其之间的联系的模型，他由处于不同层次的各个结点组成，每一个结点为一个描述实体的记录类型，每个记录类型可包含若干个描述实体属性的字段。结点之间的连线表示记录类
8、型间的联系。,1.3.3 逻辑数据模型,层次模型的特点： 除根结点外，其余各结点有且仅有一个上一层结点作为其“双亲”结点，而位于其下的较低一层的若干个结点作为其“子女”结点；任何一个给定的记录值只有按其路径查看时，才能显出他的全部意义，没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在。,1.3.3 逻辑数据模型,层次模型的优点： 数据模型比较简单，只需很少几条命令就可操纵数据库，使用方便； 对于实体间联系是固定的应用系统，性能较好； 提供良好的完整性支持； 对具有一对多的层次关系的部门进行描述非常自然、直观，容易理解，这就是层次模型的突出优点。,1.3.3 逻辑数据模型,（2）网状模型 网状模型
9、是一种比层次模型更具普遍性的结构，他去掉了层次模型的两个限制，允许多个结点没有父结点，允许一个结点有多个父结点，此外他还允许两个结点之间有多种联系。 网状模型通常用指针来确定数据间的联系关系，是具有多对多类型的数据组织方式，网状模型将数据组织成有向图结构。结构中每个结点代表一个数据记录型，每个记录型可包含若干字段，结点间的连线描述不同结点数据间的关系。,1.3.3 逻辑数据模型,网络模型的优点： 可以描述现实生活中极为常见的多对多的关系，并具有良好的性能； 数据存贮效率较高； 在一定程度上支持数据的重构，具有一定的数据共享特性，并且运行效率较高； 能取代任何层次结构的系统。可以认为层次模型是网
10、络模型的特例。,1.3.3 逻辑数据模型,（3）关系模型 关系模型是当前最重要、最常用的一种数据模型。他是由E.F.Codd于1970年提出的。 关系模型把世界看作是由实体和联系构成的。在关系模型中实体通常是以表的形式来表现的。表的每一行描述实体的一个实例，表的每一列描述实体的一个特征或属性。,1.3.3 逻辑数据模型,关系模型中的一些基本概念： 元组 属性 域 主键 关系名 分量 关系模式 关系数据库,1.3.3 逻辑数据模型,关系模型的优点： 能够以简单、灵活的方式表达现实世界中各种实体及其相互间关系。 关系模型具有严密的数学基础 关系数据模型中数据间的关系具有对称性 关系模型的存取路径对
11、用户透明,1.3.4 物理数据模型,反映数据存储结构的数据模型称为物理数据模型。 在数据库系统中，数据的逻辑结构与数据的物理结构之间可以差别很大，数据的逻辑结构面向程序员，数据的物理结构面向机器。数据库管理软件的功能之一，就是要能够把数据的逻辑结构映象为数据的物理结构、把数据的物理结构映象为数据的逻辑结构。,1.4 数据库中的基本概念,数据库是按一定的格式存储在计算机内的相关数据集合，他能为不同用户所共享 数据库管理系统是对数据库进行管理的软件系统。他为用户或应用程序提供了访问数据库的数据和对数据的安全性、完整性、保密性、并发性等进行统一控制的方法 数据库系统是指以数据库方式管理共享数据的计算
12、机系统，数据库系统常简称为数据库。数据库系统由数据库和数据库管理系统两部分组成,1.4 数据库中的基本概念,数据库、数据库系统和数据库管理系统是三个不同的概念。数据库强调的是数据，数据库管理系统则是系统软件，而数据库系统强调的是整个系统，目的在于维护信息，并在必要时提供协助取得这些信息。另一方面，用户使用数据库是目的，数据库管理系统是帮助达到这一目的的工具和手段。,1.5 数据库系统的结构,从数据库系统的角度看，数据库系统内部通常采用由外模式、模式和内模式三级抽象模式构成的三级模式结构。从最终用户的角度看，数据库系统外部的体系结构分为单用户结构、主从式结构、分布式结构、客户服务器结构和浏览器服
13、务器等。,1.5.1数据库三级模式结构,数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式（也称子模式或用户模式）、模式（也称逻辑模式或概念模式）和内模式（也称存储模式）三级抽象模式构成。 模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述，是所有用户的公共数据视图。他既不涉及数据的物理存储细节和硬件环境，也与具体的应用程序和所使用的应用开发工具无关。他仅仅涉及到型的描述，因此数据的模式是相对稳定的。,1.5.1数据库三级模式结构,外模式是用户和数据库系统的接口，是对用户用到的那部分数据的逻辑结构的描述。从数据库管理系统来讲，外模式就是对单个用户使用的数据视图的描述。 内模式是数据库在物理存储方面的描述
14、，定义所有内部记录类型、索引和文件的组织方式，以及数据控制方面的细节等。一个数据库只有一个内模式。,1.5.1数据库三级模式结构,为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库管理系统在这三级模式之间提供了外模式模式和模式内模式两个层次的映象，使用户能逻辑地、抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的具体表示方式及存储方式。 外模式模式映象定义了外模式和模式之间的对应关系。 模式内模式映象用于定义模式和内模式之间的对应关系,1.5.2数据库系统的体系结构,单用户数据库系统是一种早期的最简单的数据库系统。整个数据库系统都装在一台计算机上，为一个用户独占 主从式数据库系统是一个主机带多个终端
15、的多用户数据库系统 分布式结构的数据库系统是指数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但物理地分布在计算机网络的不同结点上,1.5.2数据库系统的体系结构,服务器是指网络中某个（些）结点上的计算机专门用于执行数据库管理系统功能。客户机是指其他结点上的计算机安装数据库管理系统的外围应用开发工具，支持用户的应用 浏览器服务器结构,1.6 数据库技术的发展,（1）数据库技术与分布式处理技术相结合，形成了分布式数据库系统； （2）数据库技术与面向对象技术相结合，形成了面向对象数据库系统； （3）数据库技术与多媒体技术相结合，形成了多媒体数据库系统。,1.6.1面向对象数据库系统,面向对象数据模型的基本概念
16、（1）对象与对象标识 （2）封装 （3）类 （4）类层次结构 （5）类的继承性 （6）消息,1.6.1面向对象数据库系统,面向对象数据库语言 （1）类的定义与操纵 （2）方法的定义 （3）对象的操纵,1.6.1面向对象数据库系统,构造面向对象数据库系统的方法 （1）扩充面向对象程序设计语言，为其增加DBMS的特性 （2）对传统关系数据库管理系统加以扩展，为其增加面向对象的特性 （3）建立全新的支持面向对象数据模型的面向对象数据库系统,1.6.2分布式数据库系统,分布式数据库系统是由若干台计算机（也称为节点）组成。节点之间通过通讯网络连接在一起，每个节点都是一个独立的数据库系统，他们都拥有各自的数据库、中央处理机、终端，以及各自的局部数据库管理系统。,1.6.2分布式数据库系统,与集中式数据库系统不同，分布式数据库系统具有如下特点： （1）数据的物理分布性 （2）数据的逻辑整体性 （3）数据的分布透明性 （4）数据的冗余及冗余透明性 （5）集中与自治相结合的控制机构,1.6.3多媒体数据库系统,多媒体数据库是指数据库中的
