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1、CPU第一章第一章 数据库系统概论数据库系统概论l数据库应用系统的应用实例分析l数据库系统的组成部分l数据管理技术的发展过程l数据模型1CPU1.1 1.1 数据库系统的应用实数据库系统的应用实例例1. 1. 超市信息管理系统超市信息管理系统2.银行信息管理系统银行信息管理系统 3.电子商务网站 2CPU1.2 数据库系统的组成数据库系统的组成 应用1应用2应用n数据库管理系统（DBMS）数据库（DB）数数据库管理员（DBA）3CPU1.数据库数据库数据库是相互关联的数据的集合数据库是相互关联的数据的集合数据库中的数据不是孤立的，数据与数据之间是相互关联的，在数据库中不仅要能够表示数据本身，还
2、要能够表示数据与数据之间的联系。如：学籍管理学生、课程两类数据。 数据库不仅需要存储用户的数据，还存储有关数据的结构描述信息（元数据）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，可为各种用户共享。4CPU 学 号 姓 名 专 业 99021田立平计算机99024李康健法律99034葛小力会计学99035顾华伟新闻SELECT学号，姓名，专业FROM学生用户请求DBMS存取数据DB 2. DBMS的作用的作用5CPUl 数据定义 l定义数据库结构和存储结构；l定义数据库中数据之间的联系；l定义数据完整性约束条件和保证完整性的触发机制等l 数据操作
3、 l完成对数据库中数据的操作：输入、查询、插入、删除、修改等； 3. DBMS 的基本功能的基本功能6CPU3. DBMS 的基本功能的基本功能(续续)数据库运行的管理 完成对数据库的安全性控制/完整性控制/并发控制 数据库维护数据库内部索引、系统目录的自动维护、备份、恢复等可靠性保障。7CPU4. DBA(DataBase Administrator)数据库管理员数据库管理员从事数据库管理工作的人员，负责数据库的全面管理工作（维护、设计）数据库的使用会改变企事业单位的管理方式，但因为要把众多部门或用户的数据放在同一数据库中，会带来一些问题，如：数据冲突；越权使用数据；重要数据丢失 因此需要管
4、理部门：负责和数据管理有关的工作。8CPU4. DBA（续）（续）主要工作向终端用户提供数据和信息制定数据库管理的政策、标准和规程、确保数据库的安全性，防止非法操作数据库的备份和恢复培训终端用户9CPU4. DBA（续）（续）注注: DBA工作繁重、重要、关键：工作繁重、重要、关键：除了要掌握一定的数据处理、数据库技术之外，还应有处理好人际关系的素质、能力。在一个企事业中，特别是一个规模较大的数据库，不能指望一两个人来完成管理工作，所以DBA常指数据库管理部门。开发DBS时，一开始就应设置DBA的职位或相应的机构，以明确DBA职责、权限。10CPU5.数据库应用数据库应用数据库应用方式有：屏幕
5、格式、查询窗口、报表、菜单、应用程序和交互式操作。P611CPU1.3 数据管理的发展数据管理的发展v 人工管理人工管理v计算机文件系统计算机文件系统v 数据库系统数据库系统 12CPU1. 3.1 1. 3.1 计算机文件系统计算机文件系统销售部人事部工程部文件系统数据管理的方法数据管理程序报表生成程序销售文件职工文件工程文件13CPU 计算机文件系统的缺点计算机文件系统的缺点 （1） 数据很难共享数据很难共享（2） 数据冗余数据冗余 （3 3） 数据独立性差数据独立性差 （4 4） 数据控制困难数据控制困难 14CPU1.3.2 1.3.2 数据库系统数据库系统 销售工程人事工程管理应用程
6、序销售处理应用程序人事处理应用程序DBMS用户1用户2用户3 数据库系统的数据管理方法15CPU1.3.2 1.3.2 数据库系统（续）数据库系统（续）数据库系统的优点在数据字典中存储数据结构和数据之间的联系；在建立数据库时，只需要简单地定义数据的逻辑结构，不必定义数据的物理结构和编写程序；可自动将用户输入的逻辑数据转换成物理数据；DBMS中通过封锁和授权机制，确保数据库的安全性和保密性；能够实现数据共享，支持多个用户的数据存取；、具有数据备份和数据恢复的能力，保证数据的可靠性；提供完整性约束功能，可以控制数据冗余和消除潜在的数据不一致问题；提供功能强大的结构化查询语言SQL。16CPU1.4
7、 1.4 数据模型数据模型数据模型数据模型 模模 型型 理解两个概念：理解两个概念：17CPU 模型的定义模型的定义 在韦伯斯特词典中把模型定义成“对不能直接观察的事物进行形象的描述和模拟”。 换句话说，模型是对客观世界中复杂对象的抽象描述。18CPU 数据模型的定义数据模型的定义 在数据库领域中，用数据模型描述数据的整体结构，包括数据的结构、数据的性质、数据之间的联系、完整性约束条件，以及某些数据变换规则。 19CPU 数据模型的作用数据模型的作用 比喻：建楼房蓝图蓝图工程图概念设计工程设计施工20CPU学生、课程、教师、成绩、教室、教材等概念概念模型模型概念设计逻辑设计创建数据库数据库的创
8、建过程数据库的创建过程讲授教师科研成绩学生课程承担层次模型网络模型关系模型数据库21CPU数据模型的分类数据模型的分类概念模型实施模型（结构数据模型）22CPU概念模型概念模型 概念模型表示数据的逻辑特性，在概念上表示数据库中将存储一些什么信息，而不管这些信息在数据库中是怎么实现存储的。 概念模型独立于计算机的硬件、软件和DBMS。 最常见的概念模型是实体-联系(E-R)模型。23CPU实现模型（结构数据模型）实现模型（结构数据模型）实现模型侧重于描述在数据库中数据的存储结构，即实现数据和数据之间联系的方法。主要有层次、网络和关系三种数据模型分别对应层次、网络和关系三种数据库系统。所以，实现模
9、型依赖于DBMS。24CPU1.4.1 1.4.1 层次数据模型层次数据模型层次数据模型的设计思想是把系统划分成若干小部分，然后，再按照层次结构逐级组合成一个整体。层次数据模型就像由节点构成的层次树，节点称为片段。层次树的最高层为根，在某一片段下一层的片段称为其子片段，子的上一层片段称为父片段。25CPU1.4.1 1.4.1 层次数据模型层次数据模型（续）（续）子叶子子叶根子子叶子子叶叶倒置树26 201侃明男教授计算机任雨1022645325519902魏国男J9929901方辉利女J991系名称系主任办公室电话号码系片段教工片段学生片段教工号教师姓名性别职称学号学生姓名性别班级 203李
10、力男讲师型值27CPU层次模型实现层次模型实现 数据联系的方数据联系的方法法层次结构实现数据联系的方法是链指针。（参考数据结构的相关知识）28CPU层次结构的主要缺点层次结构的主要缺点 层次结构的一个重要特点是每一个父可以有多个子，每一个子只能有一个父。层次数据库的父片段与子片段之间是一对多联系，层次结构是按照一对多的原则构造层次树。层次模型的最大缺点是很难表示“一子多父”的情况。例如，学生、课程和成绩这样简单的问题，就无法直接用层次模型表示。29CPU1.4.2 1.4.2 网络数据模型网络数据模型 网络模型允许节点无父节点，或有一个以上父节点，从而构成了比层次结构更复杂的网络结构。例如，学
11、生、课程和成绩这种“一子两父”的结构。这是网络模型与层次模型的本质区别。 30CPU一子多父的结构一子多父的结构学生课程成绩父父父父子子31S1S1S2S2S3S3C3C3C2C2C1C1G5G5G3G3G1G1G6G6G4G4G2G2 网络模型的节点表示存储的记录，用指针实现记录与记录之间的联系。 32网状模型的开发小组DBTG提出关于数据库的三个规范：（1）模式（schema）是对整个数据库的概念描述，通常称为DBA视图，即数据库管理员看到的数据库。（2）子模式是应用程序所“看到”和使用的数据库，子模式是模式的一部分。只要按照子模式定义编写应用程序，就可以简便地调用子模式，访问数据库中相应
12、的数据。（3）数据管理语言定义数据的各种特性和数据结构，以及对数据进行的各种操作。DBTG规定数据管理语言由三部分组成：模式定义语言（模式DDL），用于定义模式。子模式定义语言（子模式DDL），用于定义子模式。数据操纵语言DML，用于操纵数据库中的数据。33CPU1.4.3 1.4.3 关系数据模型关系数据模型 关系数据模型的基本结构是表(Table)，表又称为关系。表是由行/列组成的矩阵，表与表之间的联系是通过实体之间的公共属性实现的。 34CPU学号 姓名 性别 班级名称40124 安爱民 女 04贸经40126 李民生 男 04贸经40225 万茵娟 女 04会计40226 潘亚利 女
13、04会计40320 魏和平 男 03会计40327 关兴达 男 04信息班级名称 系名称 入学时间 班主任04贸经 经贸系 09/05/99 谢黎民04会计 会计系 09/05/99 许光宾04信息 信息系 09/05/99 姜为民05会计 会计系 09/01/98 田立微表名：学生表名：班级 关系实例关系实例35CPU关系数据库以多个独立存储的表构成一个逻辑整体。这个逻辑整体的组成元素（表）之间的联系是“松散”的，表与表之间是由公共属性实现联系的。当表的存储地址、内容发生变化，都不会影响这种联系。然而，层次模型和网络模型的数据之间的联系是通过“地址指针”实现的，地址指针是一种“紧密”的联系，一旦确定就不能轻易变动。 数据联系实现方法的区数据联系实现方法的区别别36
