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1、数据库数据库管理系统操作系统DBA应用程序员终端用户数据库系统图示数据库系统图示数据库系统和图书馆比较数据库系统和图书馆比较图书馆图书书库图书管理员读者读者对图书馆的访问(用普通语言借还图书)数据库系统数据数据库数据库管理系统用户用户对数据库的操作(使用数据库操纵语言对数据检索、插入、删除、修改)上讲复习：上讲复习：几个概念及其英文缩写几个概念及其英文缩写数据库(DB)Database数据库系统(DBS)DatabaseSystem数据库管理系统(DBMS)DatabaseManagementSystem数据库管理员(DBA)DatabaseAdministrator操作系统(OS)Opera
2、tionalSystem关系数据库(RDB)RelationalDatabase1.数据处理的概念及步骤2.数据处理的核心3.数据管理的发展阶段4.数据库定义5.数据库特点6.数据库管理系统定义7.DBMS在数据库中起什么作用？DBMS由哪几部分组成？各部分的功能是什么？8.数据库系统定义9.数据库系统的组成为了提高数据库的独立性，数据库从逻辑上分为三层(三级)，面向用户或程序员的用户层(外部层)、面向DBA的概念层(概念层)和内层(内部层)，它反映了看待数据库的三种不同角度。它们之间实际上经过两次抽象和转换：第一次，把用户的数据综合抽象成一个统一的全局数据的中间层即概念层，以实现数据的共享和
3、减少数据冗余。第二次，把全局的概念层抽象为计算机的数据实际存储。1.3 数据库系统的分级结构数据库系统的分级结构物理模型内模式用户A用户B用户D用户E外模式1（子模式1）外模式2（子模式2）概念模型（模式）DBMSOS子模式/概念模式映射A子模式/概念模式映射B模式/内模式映射相关概念相关概念1)模式是用数据库管理系统提供的数据定义语言DDL(DataDescriptiveLanguage)来编写的精确定义数据库结构的程序。数据库系统有以下三种模式：2)内模式（存贮模式）它处于三级结构的内层，它既定义数据库中全部数据的物理结构，还定义了数据的存贮方法、存取策略等。内模式是由一种数据定义语言内D
4、DL来编写的。3)概念模式（模式）它处于三级结构的中间层，它是对现实世界的一个抽象，是现实世界某应用环境的所有信息内容集合的表示，它表示了数据库的整体结构。概念模式是由一种数据定义语言概念DDL来编写的。4)外模式（子模式）它处于三级结构的外层，是一种局部的逻辑数据结构，用户看到和使用的数据库结构。它是概念模式的一部分，是从概念模式中抽象出来的一个虚结构，是概念模式的一个逻辑子集。外模式是由一种数据定义语言外DDL来编写的。5)二级映象外模式外模式/概念模式的映象定义了某个外模式和概念模式概念模式的映象定义了某个外模式和概念模式之间的对应关系。之间的对应关系。当概念模式改变时，DBA只需要对外
5、模式/概念模式的映象做相应的修改，可使外模式保持不变，从而不必修改建立在外模式上的应用程序，保持了程序与数据之间的逻辑独立性逻辑独立性。概念模式概念模式/内模式的映象定义了数据逻辑结构和存储结内模式的映象定义了数据逻辑结构和存储结构之间的对应关系。构之间的对应关系。当数据库的存储结构改变了，DBA只需要对概念模式/内模式的映象做相应的修改，可使概念模式保持不变，从而不必修改应用程序，保持了程序和数据之间的物理独立性物理独立性。数据模型是数据库的组织形式，它决定了数据库中数据模型是数据库的组织形式，它决定了数据库中数据之间联系的表达形式。数据之间联系的表达形式。三个世界的划分1.现实世界：存在于
6、人们头脑之外的客观世界，由实际存在的事物组成，事物之间有着错综复杂的联系。2.信息世界：现实世界在人们头脑中的反映，现实世界中的事物和事物特性在信息世界中分别反映为实体和实体的属性。通常用概念模型来描述信息世界。3.数据世界：信息世界数据化后的产物，信息世界中的实体和属性在数据世界中分别成为记录和数据项。通常用数据模型来描述数据世界。1.4 数据数据模型模型数据库的核心是数据模型数据模型信息的三个领域现实世界观念世界数据世界事物及联系实体模型数据模型事物（抽象）实体集（数据表示）数据对象性质实体属性记录字段同类记录的集合为文件A.实体：客观存在的事物在信息世界的反映。例如：一名学生，一次演出，
7、一次订货等例如：一名学生，一次演出，一次订货等B.实体集：性质相同的同类实体的集合。例如：所有学生，所有学校等例如：所有学生，所有学校等C.属性：实体所具有的某一特性,一个实体可由若干属性来刻画。例如：学生实体有姓名、性别、年龄等属性例如：学生实体有姓名、性别、年龄等属性D.属性的型：指属性名。例如：姓名，年龄，性别例如：姓名，年龄，性别E.属性的值：指属性的具体取值。例如：李三，例如：李三，18，男，男F.联系：也称“关系”，是实体集之间关系的抽象表示。例如：学生实体集与课程实体集之间存在例如：学生实体集与课程实体集之间存在“选课选课”关系关系。G.实体模型：反映实体型集合及其联系联系的结构
8、形式。几个基本概念几个基本概念几个基本概念几个基本概念记录：描述对象的数据-record字段：描述属性的数据-field数据模型：描述实体模型的数据-model文件：同一类记录的集合-file字段记录1.4.1 概念模型概念模型实体模型也称概念模型，是按用户的观点对现实世界中的数据建立的。概念模型的表示方法最常用的是实体联系模型(Entity-Relationship)，简称E-R模型。该模型是P.P.S.Chen 在1976年提出的，是用E-R图来描述某一组织的概念模型，用图直接列出所有的实体、实体属性以及实体间的联系。1. 关系间（表间）的联系关系间（表间）的联系b1b2b3bna1a2a
9、3an1)一对一联系(1:1)关系A中的一条记录至多与关系B中的一条记录相对应，反之亦然。AB例如：公司与总经理，例如：公司与总经理，旅客与车票等旅客与车票等a1a2anb1b2bn2)一对多联系(1:m)关系A中的一条记录与关系B中的多条记录相对应，而关系B中的一条记录至多与关系A中的一条记录相对应。例如：学校对系，班例如：学校对系，班级对学生，公司对职级对学生，公司对职员等员等AB3)多对多联系(n:m)关系A中的一条记录与关系B中的多条记录相对应，反之，关系B中的一条记录与关系A中的多条记录相对应。例如：学生与课程，例如：学生与课程，教师与学生，商店与教师与学生，商店与商品等商品等ABa
10、1a2anb1b2bn2. E-R图图用矩形框表示实体集，框内写上实体名。学生用椭圆形框表示属性，属性名写在框内，属性与实体集之间用无向边连接。学号用菱形框表示实体集之间的联系，框内写上联系名。选课用线段分别与有关实体集相连，在线段边上标上联系的种类（1:1，1:n或m:n），若实体集之间联系也具有属性，则把属性和菱形边也用线段连接。例如：用E-R图表示教师学生课程的实体模型，假设：1)学生实体有属性：学号、姓名、年龄、性别和系名2)教师实体有属性：教师编号、教师名、年龄和职称3)课程实体有属性：课程号、课程名和学时数4)学生实体与课程实体的联系为：选课，每选一门课有一个成绩。5)教师实体与课
11、程实体的联系为：讲课。E-R模型具有以下两个优点：1)接近人们的思维，容易理解2)与计算机无关，用户容易接受学生选修属于课程专业mnm1成绩E-R图课程名课时数学分是否必修课程号专业名学制专业代号姓名性别专业系名年级学号图书图书作者作者写作写作出版社出版社类别类别页数页数ISBN书名书名姓名姓名出生地出生地身份证号身份证号定稿时间定稿时间价格价格包含实体集“图书”和“作者”的ER图1.4.2 数据模型数据模型是反映实体及实体间联系的数据组织的结构和形式。它的好坏直接影响数据库的性能。它的设计方法决定着数据库的设计方法。数据模型由数据结构、数据操作、完整性约束数据结构、数据操作、完整性约束三部分
12、组成。当前数据库系统所支持的主要数据模型是：层次模型（hierarchicalmodel）树形结构树形结构网状模型（networkmodel）网状结构网状结构关系模型（relationalmodel）二维表格二维表格面向对象模型（object-orientedmodel）面向面向 对象技术与数据库技术相结合的产物对象技术与数据库技术相结合的产物分别按上述四类数据模型设计和实现的数据库为:层次数据库、网状数据库、关系数据库和面向对象数据库。层次模型层次分明、结构清晰只能反映实体间的一对多的联系在计算机中难以实现网状模型表达能力强，能反映实体间的三种联系在概念上、结构上和使用上都比较复杂，而且对计
13、算机的硬件环境要求较高。S1S2S6S3S4S5S7S8S9R1R2R3R4人才管理中心北京市国有企业界科研机构高等院校广东省黑龙江省上海市专业分类地区分布人才编号地区编号地区名称人才编号专业编号专业名称专门人才自然情况人才编号姓名年龄姓名学历专业名称专门人才专业特长职称姓名专业名称特殊成就成就关系模型A.定义：是用二维表格结构来表示实体和实体之间的联系的模型。B.特点描述的一致性可以直接表示多对多的联系关系是规范化的有很强的数据表达能力和坚实的数学基础学号姓名性别专业代号990101章三男102001990102李辉男102001990103黄化女102002字段字段记录记录关系关系学生学生
14、关系名关系名每个二维表又可称为关系关系，表名为关系名关系名，表中每一行称为一条记录记录，每一列称为字段字段。例如某地区专门人才基本情况表20211920女男男女甲乙丙丁信息管理软件工程计算机国际贸易高等院校高等院校高等院校高等院校年龄性别姓名专业部门面向对象模型是将语义模型（如E-R模型）和面向对象程序设计方法结合起来提出了面向对象的数据模型。是用面向对象的观点来描述现实世界实体（对象）的逻辑组织、对象间限制、联系等的模型。对象：是自然界中具有相同属性，服从相同规则的事物的抽象。每个对象都有一个唯一的标识符，把对象的数据和操作封装在一起。类：共享同一属性集合和方法集合的所有对象组合在一起，构成
15、一个类，类的属性定义域可以是任意的类，因此类有嵌套结构。几种术语的区别几种术语的区别关系属性元组 是数学领域中的术语二维表列行是日常用语数据文件数据项数据记录是计算机领域中的术语1.4.3关系模型1.关系模式关系模式就是关系的框架，它是对关系结构的描述。关系模式包括关系名、属性名、属性的数据类型，属性宽度、属性值约束等，最后需指明每个关系的主键。一般用下面最简单的式子表示关系模式：R(A1,A2,A3An)其中，R为关系名，A1,A2,A3An为属性名例如：职工(职工号,姓名,年龄,部门编码)选课(学号,课程号,成绩)2. 关键字：关键字：二维表中不允许出现相同的记录超关键字（总存在）能唯一确定记录的一个列或几个列的组全体字段必然是超关键字（原因：无相同记录）单一关键字（学号）和合成关键字（学号+姓名）侯选关键字：最小列集，不含有多余属性的超键不含有多余属性的超键至少一个（肯定也是超关键字）（学号、编号、学号+编号）主关键字：是选出的侯选关键字唯一值，不空职工号姓名年龄部门编号00101王铃3500100102 李枚3000300103章辉2800200104程清36001部门编号部门名称001生产002销售003财务004人事关系B(职工表)关系A(部门表)F外部关键字：当一张二维表（A）的主关键字被包含到另一张二维表（B）中时，A表的主关键字称为B表的外部关键字。
