数据库系统概述-课件

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,SQL Server 2000,数据库与应用,教材目录,第1章 SQL SERVER 2000系统概述,第2章 SQL语言编程基础,第3章 数据库的创建与管理,第4章 创建与管理表,第5章 数据查询,第6章 视图与索引,第7章 实现数据完整性,第8章 存储过程与触发器,第9章 游标、事务与锁,第10章 SQL SERVER的安全管理,第11章 数据库的日常维护与管理,授课目录,第1章 数据库系统概述,第2章 关系数据库,

2、第3章 SQL SERVER 2000概述,第4章 数据库的创建与管理,第5章 创建表与管理表,第6章 数据库查询,第7章 检索结果集,第8章 子查询和连接查询,第9章 索引和视图,第10章 SQL语句编程基础,第11章 存储过程与触发器,第12章 游标、事务与锁,第13章 SQL SERVER的安全管理,第14章 数据库的日常维护与管理,第一章数据库系统概述,教学目标,本章讲解数据库最常用的术语和基本概念；数据管理技术的产生和发展阶段；数据模型及其组成要素和术语,教学任务,任务一 数据库系统基本概念,任务二 数据管理技术的产生和发展,任务三 数据模型,任务四 关系数据模型,重点和难点,、数据

3、库系统的基本概念,、数据模型的组成要素,、关系数据模型中的术语,任务一 数据库系统基本概念,一、数据（Data）,二、数据库（DataBase，简称DB）,数据是描述事物的符号记录，是数据库中存储的基本对象。描述事物的符号可以是数字、文字、图形、图象、声音、语言等。,数据库是指长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。,三、数据库管理系统（DBMS）,数据管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。它的主要功能包括：,1、数据定义功能（DDL）,用户通过它可以方便地对数据库中的对象进行定义。,2、数据操纵功能(DML),用户可以使用DML操纵数据实现对数据库的基本操作，如查询、

4、插入、删除和修改等。,3.数据控制功能(DCL),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，以保证数据的安全性、完整性以及多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。,4、数据库的建立和维护功能,它包括数据库初始数据的输入、转换功能,数据库的存储、恢复功能，数据库的重组织功能和性能监视、分析功能等。,四、数据库系统（简称DBS）,数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员（DataBase Administrator，简称DBA）和用户构成。,在一般不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。,数据库系统可以用图1

5、.1表示,用户,用户,用户,应用系统,应用开发工具,数据库管理系统,操作系统,数据库,数据库管理员,图1.1,任务二 数据管理技术的产生和发展,一、数据管理,数据管理是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护。,二、数据管理技术的发展阶段,经历了人工管理、文件管理、数据库系统三个阶段。,第一阶段：人工管理阶段(40年代中-50年代中),特点：,数据不保存,应用程序管理数据,数据无结构,数据不共享,数据不具有独立性,应用程序1,应用程序2,应用程序n,数据集1,数据集2,数据集n,人工管理阶段,第二阶段：文件管理阶段(50年代末-60年代中),特点：,（1）数据可以长期保存,（2）由文件系

6、统管理数据,（3）数据共享性差，冗余度大,（4）数据独立性差,应用程序1,应用程序2,应用程序n,文件,系统,数据集1,数据集2,数据集n,文件系统管理阶段,文件管理阶段（续）,补贴,系别,姓名,学号,劳资科,住址,系别,性别,姓名,学号,房产科,学位,学分,系别,姓名,学号,学籍科,学位,出身,年龄,系别,性别,姓名,学号,人事科,第三阶段:数据库系统阶段(60年代末以来),特点：,数据结构化,数据的共享性高，冗余度低，易扩充,数据独立性高,数据由DBMS统一管理和控制,数,据,库,数据库,管理系统,应用程序1,应用程序2,应用程序n,数据库系统阶段,数据库系统阶段（续）,数据结构化：,面向

7、全组织，具有整体数据的结构化,不仅描述数据本身，而且描述数据之间的联系,数据最小存取单位是数据项(数据项组成数据记录）,学号,姓名,性别,系别,年龄,住址,出身,学位,学分,补贴,学籍科,房产科,人事科,劳资科,数据库系统的特点,数据库系统阶段（续）,数据的共享性高、冗余度低、易扩充,DBMS,应用程序1,应用程序2,数据库,数据库系统阶段（续）,数据由DBMS统一管理和控制:,数据的安全性(Security)保护,数据的完整性(Integrity)检查,并发(Concurrency)控制,数据库恢复(Recovery),任务三 数据模型,一、数据模型的概念,模型是现实世界特征的模拟和抽象。,

8、数据模型（Data Model）也是一种模型，它是现实世界数据特征的抽象。,在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界的数据和信息。,数据模型应满足三方面要求：,一、能比较真实地模拟现实世界；,二、容易为人理解；,三、能够在计算机上实现。,二、模型的分类,（1）概念模型，也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，是信息世界的基本概念，主要用于数据库设计。,（2）结构数据模型，主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模.,数据模型(续),数据模型,是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的形式构架,应用,概念数据模型,结构数据模型,

9、现实世界,信息世界,计算机世界,概念模型是现实世界到信息世界的第一层抽象,概念数据模型,历史,-模型：Entity-Relationship Model,1976年，提出E-R模型，用E-R图来描述概念模型,观点,世界是由一组称作,实体,的基本对象和这些对象之间的,联系,构成的,信息世界的基本概念,实体(Entity),客观存在并可相互区分的事物叫实体,如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论,属性(Attribute),实体所具有的某一特性,一个实体可以由若干个属性来刻画,例如，学生可由学号、姓名、年龄、系等组成,域(Domain),属性的取值范围,例如，性别的域为（男、女），月份的域为到

10、12的整数,信息世界的基本概念(续),实体型(Entity Type),实体名与其属性名集合共同构成实体型,例，学生（学号、姓名、年龄、性别、系、年级）,注意实体型与实体（值）之间的区别，后者是前者的一个特例,如(9808100，王平，21，男，计算机系，2)是一个实体,实体集(Entity Set),同型实体的集合称为实体集,如全体学生,信息世界的基本概念(续),联系(Relationship)：,现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界,中反映为实体内部的联系和实体之间的联系,如学生与老师间的授课关系,联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联系，每个选课联系都有一个成绩作为其属性,

11、类型：,一对一联系,一对多联系,多对多联系,信息世界的基本概念(续),码(Key),唯一标识实体的属性集称为码,如学号是学生实体的码,通讯录（姓名，邮编，地址，电话，Email，BP）,基本-图要点,学生选修课程,E-R,图,学生,课程,选修,姓名,学号,系别,课程名,先修课,学分,成绩,用矩形表示实体集，在框内写上实体名,用椭圆表示实体的属性,用无向边把实体与其属性连接起来,用菱形表示实体间的联系,将参与联系的实体用线段连接,m,n,联系的,数量,数据库设计过程,需求分析,概念数据库设计,逻辑数据库设计,确定存储哪些数据，建立哪些应用，常用的操作及对象有哪些等,对需求分析所得到数据的更高层的

12、抽象描述,将概念模型所描述的数据映射为某个特定的DBMS模式数据,ER,模型,物理数据库设计,结构数据模型,层次模型,网状模型,关系模型,面向对象模型,层次模型,层次模型：,用树型（层次）结构表示实体类型以及实体之间联系的模型是层次模型。,R1,R2,R3,R4,R5,根结点,兄弟结点,叶结点,叶结点,层次模型示例,叶结点,1.有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根 结点,2.根以外的其它结点有且只有一个双亲结点,（2）层次模型的优点：,层次模型本身比较简单,对于实体间联系是固定的，且预先定义好的应用系统，采用层次模型来实现，其性能优于关系模型，不低于网状模型。,层次模型的缺点：,现实世

13、界中很多联系是非层次的,对插入和删除操作的限制比较多,查询子女结点必须通过双亲结点,由于结构严密，层次命令趋于程序化,网状模型,网状模型：,网状模型满足的条件,允许一个以上的结点无双亲,一个结点可以有多于一个的双亲,R1,R2,R4,R5,R3,L1,L2,L3,L4,L5,网状模型示例,（2）网状模型的优点：,A、能够更直接地描述现实世界，如一个结点有多个双亲,B、具有良好的性能，存取效率较高,网状模型的缺点：,A、结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握。,B、其DLL、DML语言复杂，用户不容易使用。,关系模型,关系模型：,用关系（二维表格形

14、式结构）来表示实体类型以及实体间联系的模型称为关系模型。,关系模型示例,学生登记表,1970年美国IBM公司San Jose研究室的研究员首次提出了数据库系统的关系模型,对象模型,对象模型：,使用面向对象技术（Object-Oriented，简称OO)来表示信息世界的实体类型及实体之间联系的模型称为对象模型。,状态：,属性集合,行为：,操作方法集合,对象,封装,消息,对象示意图,（2）数据操作,数据操作是指对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则.,（3）数据的约束条件,数据的约束条件是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依

15、存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。,二、关系的完整性,1、实体完整性（Entity Integrity）,若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。,2、参照完整性（Referential Integrity）,若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，F是基本关系S的主码，则对于R中的每个元组在F上的值必须为：,（1）或者取空值（F的每个属性值均为空值）,（2）或者等于S中某个元组的主码值,3、用户定义的完整性（User-defined Integrity）,用户定义的完整性就是针对某一具体关系数据库的约束条件它反映某一具体应用所涉及

16、的数据必须满足的语义要求,三、关系数据模型的性质,1、列是同质的，即每一列中的分量是同一类型的数据，来自同一个域。,2、不同的列可以出自同一域。,3、列（行）的顺序可以任意交换。,4、任意两个元组不能完全相同。,5、每一个属性必须是不可再分的。,本章小结,通过本章的学习，我们应该掌握数据库系统的基本概念以及数据库系统的组成，了解数据管理技术的发展过程，重点掌握关系数据模型的基本知识。,习 题,DBS是由下列那些部分组成的（）,A DB、DBMS、应用系统,B DB、DBMS、DBM和用户,C DB、DBMS、应用系统和用户,D DB、DBMS、DBA、应用系统和用户,D,课后作业,1.什么是数据库?什么是数据库系统?什么是数据库管理系统?,2.数据管理技术的阶段都有哪些?,3.什么是关系,元组,域,主码,外码,候选码?,4.数据库的完整性有哪些?,