数据库基础及应用

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1、Part 1 数据库技术的概念和应用Part 2 关系数据库和SQLPart 3 应用AccessPart 1 数据库技术的概念和应用u 数据库技术的概念u 数据模型u 数据库系统结构u 数据库管理系统u 数据库工程与应用u ACCESS初步第一章 数据库技术的概念 数据库系统 数据库技术的产生与发展 数据库技术的研究领域一、数据库系统数据数据库数据库管理系统数据库系统1、数据(data)：信息在计算机中的反映，能够用符号表示的信息（文字、数字、图形、图象）。（9801001，李明，男，1980，浙江，计算机系，1998）2、数据库(database,DB)：存放数据存储在计算机外部设备（如硬

2、盘）上，有组织的、结构化的、可共享的数据集合。例：图书馆的书库：有组织的3、数据库管理系统(database management system ,DBMS)用于管理数据库系统的商品化的计算机软件数据库在建立、运用和维护时由数据库管理系统统一管理、统一控制4、数据库系统(database system ,DBS)广义 （1）计算机硬件系统 （2）计算机软件系统 a、数据库管理系统（DBMS）及开发工具 b、数据库（DB）：在存储设备上的数据集 c、应用程序：用DBMS的数据处理语言及数据库开发工具编制的程序 （3）管理人员狭义 a+b+cDBMS及开发工具、数据库、应用程序 针对具体问题 DB

3、MS 数据库 DBMS及开发工具 应用程序 方便用户访问数据库数据库系统简称数据库（学生成绩）管理的数据库系统DBMS： ORACLE、SQL、SYSBASE 、ACCESS开发工具：PB、DELPHI、VC+ 应用程序服务器 客户机 DBMS 开发工具二、数据库技术的产生与发展数据库技术的产生：数据管理任务的需要数据管理：对数据进行分类、组织、编码、储存、检索和维护，它是数据处理的中心问题。1、人工管理阶段2、文件系统阶段3、数据库系统阶段特点： 数据结构化 数据的共享性好，冗余度低 数据的独立性高 数据由DBMS统一管理和控制（1）数据结构化 为某个应用设计表格学号姓名性别系别年龄政治面貌

4、籍贯家庭成员与本人关系详细情况课程名学分成绩学生基本记录学号姓名性别系别年龄 学生人事记录 学生选课记录政治面貌籍贯家庭成员学号课程号成绩 奖惩情况记录 家庭成员记录日期奖惩条目姓名与本人关系详细情况 课程记录课程号课程名学分实现整体数据的结构化描述数据本身、描述数据之间的联系存取数据的方式灵活：一个（一组）数据项 一个（一组）记录（2）数据的共享性好，冗余度低从整体角度看待和描述数据数据面向整个系统而不是某个应用（例：学生基本记录被多个应用共享使用）减少冗余、节约存储空间、避免数据之间的不相容性与不一致性(3)数据的独立性高a、 物理独立性数据存储结构(物理结构)的变化不影响或很少影响应用程

5、序例如：拷贝（c:-d:）、建立索引b、 逻辑独立性数据的逻辑结构的变化不影响或很少影响应用程序 模型 与 数据 逻辑结构数据逻辑结构的变化尽量不影响应用程序（4）数据由DBMS统一管理和控制a、管理对有结构的数据实行统一管理，可以灵活使用数据，不同的应用系统取整体数据的不同子集，数据库系统弹性大，易于扩充b、控制l 数据的安全性保护数据，防止不合法的使用数据造成数据的泄密和破坏，使每个用户只能按规定对某些数据以某些方式进行访问、处理。（采取数据库隐藏、权限、口令等方法）l 数据的完整性数据的正确性、有效性和相容性，即将数据控制在有效的范围内。（数据输入的正确性检查、约束条件）l 并发控制多用

6、户同时存取、修改数据库时，可能相互干扰，使数据库的完整性遭到破坏。l 数据库恢复由于硬件故障、软件故障、操作失误或故意破坏影响了数据库中数据的正确性，将数据库从错误状态恢复到正确状态二、数据库技术的研究领域DBMS的研制数据库设计数据库理论第二章 数据模型 数据模型的要素 概念模型 数据模型计算机处理问题的过程：实际问题 数学模型 算法 程序实现（例如：自由落体运动 s=gt2/2）数据库是某个企业、部门所涉及的数据的一个综合，它反映了数据本身的内容和数据之间的联系。计算机不能直接处理现实世界中的具体事物，必须 具体事物 =计算机能处理的数据数据模型：用于抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息

7、，是现实世界的模拟。（例如：图纸）要求：真实、易于理解、便于计算机实现数据库系统的重点和基础一、 数据模型的要素广义（三要素）1、数据结构：所研究对象类型的集合，它是刻画一个数据模型性质最重要的方面。通常按照数据结构的类型来命名数据模型层次模型：层次结构的数据模型网状模型：网状结构的数据模型关系模型：关系结构的数据模型2、数据操作：建立数据库后，要进行的操作检索：查询更新：插入、删除、修改3、数据的约束条件：完整性规则狭义: 数据结构二、 概念模型 现实世界 信息世界 概念模型 中间层次 机器世界 DBMS支持的数据模型数据模型：按计算机系统的观点对数据建模概念模型：按用户的观点对数据和信息建

8、模（信息模型）用户与数据库设计人员之间进行交流的语言 较强的语义表达能力简单、清晰、易于用户理解1、信息世界中的基本概念l 实体、实体型、实体集l 属性、码、域l 联系l（1） 实体客观存在并可相互区别的事物，指具体的人、事物，抽象的概念、联系（例如：学生、课程、选课等）实体由许多个体组成，个体是实体的值（例如：学生是实体，张三是个体）（2） 属性实体的某一特征，一个实体由若干个属性刻画例如:学生实体由学号、姓名、性别等属性组成属性的型：名称、类型 属性的值：例如：9801001，李明，男（3） 码（关键字key）：唯一标识实体的属性例如：学号是学生实体的码 课程号是课程实体的码（4）域：属性

9、的取值范围例:学号的域是8位整数，性别的域是(男、女)（5）实体型用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。（同一类实体的抽象）例如：学生（学号、姓名、性别） 课程（课程号、课程名、学分）（6）实体集：同类实体的集合例如：全体学生（7）联系 实体与实体之间的联系、 实体内部的联系 1对1联系（1:1） 1对多联系（1:n） 多对多联系（m:n）实体：学生、班级、课程 班级 班级 课程 班级班长 组成 选课 班长 学生 学生2、概念模型的表示方法 实体联系图（ER图） 实体：矩形 属性：圆角矩形 联系：菱形 加上命名和值的对应将实体及其属性、联系用1张ER图表示或：将实体及其属性、

10、实体及其联系分别用2张ER图表示 学生学号 姓名 性别 年龄 课程课程号 课程名 学分 学生 选课 成绩 课程 实体联系方法是抽象和描述现实世界的有力工具，概念模型独立于具体的DBMS所支持的数据模型，它是各种数据模型的共同基础，比数据模型更一般、更抽象、更接近现实世界。三、 数据模型1、三种数据模型不同的数据结构具有不同的数据模型层次模型、网状模型、关系模型（1）对任何现实问题，都可以用三种数据模型的任何一种表示层次：（树）学生 学号 姓名 性别 年龄课程 课程号 课程名 学分 成绩网状： 学生 课程 选课关系：学生（学号，姓名，性别，年龄）课程（课程号，课程名，学分）选课（学号，课程号，成

11、绩）（2）三种DBMS软件（层次DBMS、网状DBMS、关系DBMS）中的任何一种都可以用来建立任何现实问题的数据库系统。2、关系数据模型的数据结构学号姓名性别年龄9801001李明男189801002张三男199801003王娟女18 关系:表记录:表中的行属性（字段）: 属性名（字段名）表中的列如：学号、姓名等主码（关键字key）:某个属性，唯一确定一个记录 如：学号域（数据类型）：属性的取值范围分量记录中的一个属性值，必须是不可再分色数据项如：李明关系模式：对关系的描述，一般表示为：关系名（属性1，属性2，属性3，）或 关系名 属性1 属性2 属性3 学生（学号，姓名，性别，年龄）课程（

12、课程号，课程名，学分）选课（学号，课程号，成绩）关系模式应满足一定的条件，如不允许表中有表3、ER图向关系数据模型的转换 转换为特定DBMS所规定的模型规则： （1）1个实体 1个关系模式 如：学生（学号，姓名，性别，年龄） 课程（课程号，课程名，学分） （2）1个联系 1个关系模式 如： 选课（学号，课程号，成绩） 关系的码是各实体码的组合第三章 数据库系统的结构 数据库系统的模式结构不要求 数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构（硬件）数据库系统的硬件基础1、 单用户数据库系统早期的最简单的数据库系统，整个数据库系统（应用程序、DBMS、数据）都安装在一台计算机上，由一个用户独占，不同的机器之间不能共享数据2、 主从式结构的数据库系统一个主机带多个终端的多用户结构，数据库系统（应用程序、DBMS、数据）都集中存放在主机上，各个用户通过主机的终端并发地存取数据，共享数据资源 主机 多用户操作系统、数据库系统终端 终端 终端3、 分布式结构的数据库系统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节点上，网络中的每一个节点都可以独立处理本地数据库中的数据，执行局部应