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1、数据库原理与应用第 1 次课 2学时 本次课教学重点： 数据处理的作用、数据管理技术的开展、数据库系统的组成、数据库系统的体系结构、数据库管理系统的组成本次课教学难点： 数据库系统的体系结构本次课教学内容：第1章数据库系统概述第1节 信息、数据和数据处理一、 一、 信息与数据1、信息信息是对现实世界事物存在方式或运动状态的反映。通俗讲，信息是被加工为特定形式的，有价值的数据。2、数据数据就是符号化的信息。数据是数据库中存储的根本对象，也是数据库用户操作的对象。数据应按照需求进行采集并有结构地存入数据库中。3、数据与信息的联系数据是信息的载体，信息是数据的内涵。数据和信息是两个互相联系、互相依赖
2、但又互相区别的概念。数据是用来记录信息的可识别的符号，是信息的具体表现形式。数据是信息的符号表示或载体，信息那么是数据的内涵，是对数据的语义解释。只有经过提炼和抽象之后，具有使用价值的数据才能成为信息。二、 二、 数据处理 数据要经过处理才能变为信息。数据处理是将数据转换成信息的过程，是指对信息进行收集、整理、存储、加工及传播等一系列活动的总和。数据处理的目的是从大量的、杂乱无章的甚至是难于理解的原始数据中，提炼、抽取人们所需要的有价值、有意义的数据信息，作为科学决策的依据。可用下式简单的表示信息、数据与数据处理的关系：信息=数据+数据处理数据是原料，是输入，而信息是产出，是输出结果。数据处理
3、的真正含义应该是为了产生信息而处理数据。数据、数据处理、信息的关系如图1-1所示：图1-1 数据、数据处理、信息的关系数据的组织、存储、检查和维护等工作是数据处理的根本环节，这些工作一般统称为数据管理。第2节 数据管理技术的开展 一、人工管理阶段20实际50年代 不存储数据。源数据与结果都不保存。 不具有数据独立性。应用程序完全依赖于数据，不具有数据独立性，一旦数据的逻辑结构或物理结构发生变化，应用程序必须做相应的修改。 数据不能共享。数据是面向应用的，一个数据集只能对应一个应用程序。应用程序之间不能共享数据。 数据大量冗余。由于数据不能共享，因此即使两个应用程序使用到某些相同的数据，它们之间
4、也无法相互利用对方的数据。二、文件系统阶段20实际60年代 文件管理阶段具有以下特点： 数据以文件的形式长期保存在计算机中。 数据的独立性有一定的提高。 文件的组织形式多样化。文件管理系统还存在一些缺乏： 由于数据只能以文件为单位进行共享，不能实现以记录或数据项为单位的共享，因此数据还存在大量的冗余。 数据缺乏逻辑独立性，应用程序与数据文件之间仍互相依赖，文件的逻辑结构一旦改变，应用程序也应做相应的修改。 文件与文件之间相互对立，无法实现文件之间的相互联系，不能反映客观世界事物间的复杂联系。三、数据库系统阶段20实际60年代后期 图1.2 数据库管理阶段应用程序与数据之间的关系 数据结构化。数
5、据库中的数据是按照一定的数据模型建立起来的相关的数据的集合，它既反映现实世界的客观事物，也反映事物之间的联系。数据结构化是数据库系统与文件系统的根本区别。 数据独立性高。数据库中的数据既有逻辑独立性，又有物理独立性。 实现数据的共享与最小冗余。 具有统一的数据管理和控制功能。数据库技术在数据管理中的特点与优势，使得它在计算机数据管理中占据主导地位，成为各类信息系统的核心根底。第3节 数据库系统的组成与结构 一、数据库系统的组成 图1.3 数据库系统的组成结构图 数据库：数据是数据库系统中存储的信息，它是数据库系统的操作对象，存储在数据库中的数据具有上述数据库的几大特性。硬件：硬件是数据库系统的
6、物理支撑，包括主机、显示器、打印机等。软件：软件包括系统软件与应用软件，其中系统软件包括操作系统及负责对数据库的运行进行控制和管理的核心软件数据库管理系统；而应用软件是在DBMS的根底上由用户根据实际需要自行开发的应用程序。 用户：指使用数据库的人员。在数据库系统中主要由终端用户、应用程序员和数据库管理员三类用户组成。数据库管理员DBA是全面负责数据库系统运行的高级计算机人员，是数据库系统一个很重要的人员组成。 二、数据库系统体系结构1数据库系统的三级模式结构 1模式模式schema又称概念模式或逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。模式处于三级结构的中间层，模式以某一种数据模型
7、为根底，表示了数据库的整体数据。模式是客观世界某一应用环境中所有数据的集合，也是所有个别用户视图综合起来的结果，又称用户公共数据视图。视图可理解为用户或程序员看到和使用的数据库的内容。2外模式外模式也称子模式或用户模式，是数据库用户包括应用程序员和最终用户看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是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。外模式是三级结构的最外层，个别用户只对整个数据库的一局部感兴趣，所以外模式是个别用户看到和使用的数据库内容。3内模式即存储模式具体描述了数据如何组织存储在介质上。内模式是系统程序员用一定的文件形式组织起来的一个个存储文件和联系手段；也是由他们
8、编制存取程序，实现数据存取的。一个数据库只有一个内模式。2模式之间的映象1外模式/模式映象对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/模式映象，它定义了该外模式和模式之间的对应关系。这些映象定义通常在各自外模式的描述中。当模式改变时，由数据库管理员对各个外模式/模式的映象作相应改变，可以使外模式保持不变。应用程序依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。2外模式/内模式映象它是唯一的，定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。当数据库的存储结构改变了，由数据库管理员对模式/内模式映象作相应改变，
9、可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。第4节 数据库管理系统 一、DBMS的主要功能 1数据存取功能DML实现对数据库的根本存取操作：检索、插入、修改和删除。 2数据库的运行管理功能数据的平安性Security控制、数据的完整性Integrity控制、数据并发Concurrency控制3数据的建立和维护功能包括数据初始数据的装入，数据库的转储、恢复、重组织，系统性能监视、分析等功能。 二、DBMS的组成1语言编译处理程序2系统运行控制程序3系统建立、维护程序4数据字典教学组织：1、本节课主要采取教师多媒体讲授的方式进行。2、在授课的同时
10、通过提出问题、学生思考、学生讨论、教师解答的方式辅助教学。3、首先针对学生专业来提出问题：信息管理与信息系统专业的主要目的是什么？什么是信息管理？什么是信息系统？然后点出几个学生答复，最好教师解答，并引向数据库系统，从而暗示该课程的重要性。4、在课堂上通过适当引入生活中的跟数据库相关的实际问题，比方管理信息系统、ERP等，来引导学生思考，把理论和实际相结合。5、课堂上适当引入目前数据库技术的最新开展趋势，指导学生学习。6、提出问题和解答问题约需要15分钟，第一节约15分钟，第二节约20分钟，第三节约需要20分钟，第四节约需要10分钟。7、重点问题什么是数据库通过结合学生专业作为问题来提出，让学
11、生思考并答复，组合教师总结。8、难点数据库系统的体系结构结合网站的构架来讲解。作业布置： 1、什么是数据，数据的作用是什么？2、数据处理的目的是什么？数据库在数据处理中的作用？3、数据库采用三级模式、两级映象结构的优点是什么？本次课推荐和参考文献 1、 1、 王珊、陈红编著，?数据库系统原理?，清华大学出版社，1999年2、 2、 萨师煊、王珊，?数据库系统概论第四版?，高等教育出版社，2006年3、 3、 杨冬青、唐世渭等译，?数据库系统概念?，机械工业出版社， 2000年本次课实践教学设计：1、三人一组分别举出现实生活中用到数据库的地方，并讨论如果没有数据库，将会变成什么样子。课后自我总结
12、分析：一、必须对以下概念给出定义，不能仅做诠释。1数据data数据指描述事物的符号记录。文字、图形、图像、声音、学生的档案记录、货物的运输情况等都是数据。2数据库database，简称DB数据库指长期存储在计算机内有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。3数据库管理系统database management system，简称DBMS数据库管理系统指位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。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。数据库管理系统使用户能方便地定义数据和操纵
13、数据，并能够保证数据的平安性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。4数据库系统database system，简称DBS数据库系统指在计算机系统中引入数据库后构成的系统，一般由数据库、数据库管理系统及其开发工具、应用系统、数据库管理员和用户构成。二、对下面几个问题应该重点讲解1、数据库技术的开展过程与研究领域2、数据库系统的模式结构与体系结构3、DBMS的功能与组成第 2 次课 2学时 本次课教学重点： 三种数据模型，ER图的绘制方法本次课教学难点： ER图本次课教学内容：第2章数据模型第1节 什么是数据模型一、数据模型1、数据模型是客观事物及其联系的数据描述，它应具有描述数
14、据和数据联系两个方面的功能。2、组成数据模型的三个要素数据结构：所研究的记录类型的集合，是对系统静态特性的描述；数据操作：是指对数据库中各种对象型的实例值允许执行的操作的集合；数据的约束条件：是一组完整性的集合3、数据模型的分类(根据应用的目的概念模型又称信息模型：它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。数据模型：主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模，主要用于DBMS的实现。4、数据模型的分类安装数据间结构形式在数据库系统中，数据模型表示数据与数据之间的联系的结构形式。层次模型、网状模型和关系模型是三种最常用的根本数据模型。二、数据的描述指明各个记录类型由哪些数据项构成，并对数据项进行命名，每个数据项均需指明其数据类型和取值范围三、数据间联系的描述指明各个不同记录类型间所存在的联系和联系方式。第2节 概念模型一、现实世界客观对象的抽象二、信息世界中的根本概念1、实体Entity客观存在并可相互区别的事物称为实体。2、属性Attribute实体具有的某一特性。3、码Key也称关键字，是指在实体属性中，可用于区别实体中不同个体的一个属性和几个属
