数据库应用基础讲义tw-.ppt
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1、2024/5/21 周二数据数据库应用基用基础 数据数据库的基本概念的基本概念 数据数据库系系统的的组成及特点成及特点 数据模型数据模型 关系数据关系数据库的基本概念的基本概念 及基本操作及基本操作 本章知本章知识要点要点12024/5/21 周二5.1 数据数据库概述概述 5.1.1 数据数据库应用用实例例 5.1.2 数据数据库的基本的基本术语 5.1.3 数据数据库技技术的的发展展本本节内容内容2l5.1.1 5.1.1 数据数据库应用用实例例 超市超市销售系售系统 铁路售票系路售票系统 图书馆管理系管理系统 银行行业务系系统 学校教学管理系学校教学管理系统 能列出哪能列出哪些管理需些管
2、理需要大批量要大批量数据数据吗?32024/5/21 周二简单地地说,数据数据库是相关是相关信息信息的集合。的集合。为了了实现计算机的信息管理和算机的信息管理和处理,理,必必须科学合理地建立数据科学合理地建立数据库,要有相要有相应系系统软件件的支持,而且要开的支持,而且要开发出相出相应业务的的应用用软件件。42024/5/21 周二5.1.2 数据数据库的基本的基本术语 数据数据(Data)(Data)是用来是用来记录信息的可信息的可识别的符号,是数据的符号,是数据库中存中存储的的基本基本对象。象。数数 据据 245.78礼貌礼貌aBkWG52024/5/21 周二5.1.2 数据数据库的基本
3、的基本术语数据数据库(DataBase,DB)是是长期存放期存放在在计算机外存上、有算机外存上、有结构的、可共享构的、可共享的相关数据的集合。的相关数据的集合。数数 据据 库62024/5/21 周二5.1.2 数据数据库的基本的基本术语数据数据库管理系管理系统(DBMS)是用于)是用于建立、使用和建立、使用和维护数据数据库的系的系统软件件数据数据库管理系管理系统 数据数据库管理系管理系统是位于操作系是位于操作系统之上的之上的一一层系系统软件件。72024/5/21 周二5.1.3 数据数据库技技术的的发展展1第一第一阶段段人人工工管管理理阶段段第二第二阶段段文文件件系系统阶段段第三第三阶段段
4、数数据据库系系统阶段段8特点特点:数据不保存在数据不保存在计算机内。算机内。没有没有专用的用的软件件对数据数据进行管理。行管理。只有程序的概念,没有文件的概念。只有程序的概念,没有文件的概念。一一组数据数据对应一个程序。一个程序。人工管理阶段学生学生学生学生处处教教教教务处务处人事人事人事人事处处学生信息数据集学生信息数据集学生信息数据集学生信息数据集课课程信息数据集程信息数据集程信息数据集程信息数据集教教教教师师信息数据集信息数据集信息数据集信息数据集应用程序用程序1应用程序用程序2应用程序用程序n数据数据组1数据数据组2数据数据组n9应用程序用程序1应用程序用程序2应用程序用程序n学生数据
5、文件学生数据文件课程数据文件程数据文件教教师数据文件数据文件文件管理阶段(50后期-60中期)文文件件系系统缺点:共享性差,数据冗余度大缺点:共享性差,数据冗余度大 10文件系统中,数据为什么难以共享呢?v1005张三三7006151800设计所所v职工工号号 姓姓名名 出出生生日日期期 工工资 部部门v 1005 张三三 700615 1800 设计所所v文件系文件系统中,数据的含中,数据的含义不明不明显11定定义数据数据时,能把数据的含义也定义进去;存存储数据数据时,能一起存储数据的含义;显示数据示数据时,能同时显示数据的含义,成为改进文件系统的关键。从而出现了数据管理的新方式数据库系统。
6、在数据库系统中,数据以一种全新的方式 数据库存储;管理数据库的生成、修改、使用的是一种新的管理数据的软件数据库管理系统。12应用程序用程序1应用程序用程序2应用程序用程序n数据数据库 数据数据库管理系管理系统v数据库管理阶段(60后期-)132024/5/21 周二5.2 数据数据库系系统 5.2.1 5.2.1 数据数据库系系统的的组成成 5.2.2 5.2.2 数据数据库系系统的三的三级模式模式结构构 5.2.3 5.2.3 数据数据库管理系管理系统简介介 本本节内容内容 5.2.4 5.2.4 数据数据库系系统的特点的特点 142024/5/21 周二数据数据库系系统(DataBase
7、System(DataBase System,DBS)DBS)是指在是指在计算机系算机系统中引入了数中引入了数据据库技技术后的系后的系统,它包括硬,它包括硬件、件、软件和人件和人员等部分。等部分。15v数据数据库DB强调的是数据的是数据v数据数据库管理系管理系统DBMS 是系是系统软件件v数据数据库系系统DBS强调的是整个的是整个 应用系用系统162024/5/21 周二5.2.1 数据数据库系系统的的组成成 用用户1用用户2用用户3数据数据库管理管理员数据数据库图5.3 5.3 数据数据库系系统组成成示意示意图应用系用系统应用开用开发工具工具数据数据库管理系管理系统操作系操作系统17DBS
8、组成成图示示用用户用用户用用户应用系用系统应用开用开发工具工具数据数据库管理系管理系统数据数据库数据数据库管理管理员DBMS硬件DS操统B M编译系统应 用软件工具开发应系用统作系DBA18数据数据库系系统的的组成成v数据数据库(DB)(DB):有:有组织的相关数据的集合的相关数据的集合v数据数据库管理系管理系统(DBMSDBMS):):DBMSDBMS是数据是数据库系系统的核心,其主要任的核心,其主要任务是管理数据是管理数据库,为用用户提供提供访问数据数据库的方法。的方法。v应用系用系统:为满足用足用户需要而开需要而开发的数据的数据库应用用软件件v应用开用开发工具工具:为开开发数据数据库应用
9、系用系统而采用而采用的各种开的各种开发工具。工具。v人人员:与数据:与数据库系系统打交道的人。最打交道的人。最终用用户、应用程序开用程序开发人人员、数据、数据库管理管理员195.2.2 数据数据库系系统的三的三级模式模式结构构v最最终用用户-外部外部视图-外模式外模式v应用系用系统开开发人人员-概念概念视图-模式模式v数据数据库管理管理员-内部内部视图-内模式内模式202024/5/21 周二5.2.2 数据数据库系系统的三的三级模式模式结构构 模式又称模式又称为逻辑模式模式,是数据,是数据库中全体数据中全体数据的全局的全局逻辑结构和特征的描述。构和特征的描述。外模式又被称外模式又被称为用用户
10、模式模式,是根据用,是根据用户的需要从模的需要从模 式中式中导出的子模式,出的子模式,是用是用户最后看到的数据的局部最后看到的数据的局部逻辑结构构,是与某,是与某应用程序有关的整个数据用程序有关的整个数据库中部分数据的描述。中部分数据的描述。外模式外模式 模式模式 内模式又称内模式又称为存存储模式模式,是数据物理,是数据物理结构和构和存存储方式的描述,是数据在存方式的描述,是数据在存储介介质上的保存方式。上的保存方式。内模式内模式 212024/5/21 周二222024/5/21 周二5.2.2 数据数据库系系统的三的三级模式模式结构(构(续)模式模式/内模式映像内模式映像定定义了模式和内模
11、式之了模式和内模式之间的的对应关系,是数据的全局关系,是数据的全局逻辑结构和数据构和数据的存的存储结构之构之间的的对应关系。关系。模式模式/内模式映像内模式映像 外模式外模式/模式映像模式映像定定义了外模式和模式之了外模式和模式之间的的对应关系,是数据的全局关系,是数据的全局逻辑结构和数据构和数据的局部的局部逻辑结构之构之间的的对应关系。关系。外模式外模式/模式映像模式映像 23模式模式/内模式映象内模式映象内内模模式式数据数据库模模式式外模式外模式/模式模式映象映象B外模式外模式/模式模式映象映象A数据数据库管理系管理系统外模式外模式A外模式外模式B应用程序用程序1应用程序用程序2应用程序用
12、程序3应用程序用程序4应用程序用程序5OS数据数据库系系统三三级模式模式结构构24数据数据库管理系管理系统(DBMSDBMS)的功能)的功能F数据数据库定定义功能功能F数据操数据操纵功能功能F数据数据库的建立和的建立和维护功能功能F数据数据库的运行管理功能的运行管理功能F数据通信功能数据通信功能F数据字典数据字典25常常见的数据的数据库管理系管理系统Microsoft AccessVisual FoxProOracleMicrosoft SQL Server 26l 常常见的数据的数据库管理系管理系统 U大型常用的数据大型常用的数据库管理系管理系统:U Oracle 数据数据库管理系管理系统U
13、 Sybase 数据数据库管理系管理系统(铁路系路系统)UDB2U Microsoft SQL Server 数据数据库管理系管理系统U小型常用的数据小型常用的数据库管理系管理系统:U Microsoft Access 数据数据库管理系管理系统U Visual FoxPro 数据数据库管理系管理系统272024/5/21 周二5.2.4 数据数据库系系统的特点的特点 数据的数据的结构性构性强 1.数据的共享性好,冗余度低数据的共享性好,冗余度低 2.数据的独立性高数据的独立性高 3.数据控制功能数据控制功能强 4.282024/5/21 周二5.3 数据模型数据模型 5.3.1 三个世界的概念
14、三个世界的概念 5.3.2 概念模型概念模型 5.3.3 数据模型数据模型 本本节内容内容29 5.3.1 三个世界的概念三个世界的概念 人人们管理的事物存在管理的事物存在现实世界中,事物与事世界中,事物与事物之物之间存在着存在着联系。系。概念世界是概念世界是现实世界中的事物在人世界中的事物在人们头脑中中的反映,是的反映,是对客客观事物及其事物及其联系的抽象描述。系的抽象描述。概念世界概念世界 现实世界世界 是在概念世界抽象描述的基是在概念世界抽象描述的基础上,上,进一步抽一步抽象象为便于便于计算机算机处理的数据形式。理的数据形式。数据世界数据世界(计算机世界算机世界)30l 数据描述数据描述
15、 数据从现实世界到计算机数据库里的具体表现要经历3个阶段现实世世界界概概念念世世界界数据世界数据世界(DBMS支持的数据模型)支持的数据模型)对信息信息进行收集、分行收集、分类和抽象和抽象对信息信息进行加工行加工转换(事物、事物性(事物、事物性质)(实体、体、实体属性)体属性)(记录、数据、数据项)抽象化抽象化数据化数据化概念模型描述概念模型描述 数据模型描述数据模型描述 31 5.3.2 概念模型概念模型|概念模型是人概念模型是人们对现实世界客世界客观事物及其事物及其联系的一种抽象描述,系的一种抽象描述,是人是人们对现实世界抽象出来的模世界抽象出来的模型型。|概念模型是概念模型是现实世界到世
16、界到计算机世算机世界而构建的一个中界而构建的一个中间层次,次,是数是数据据库设计的基的基础。32 实 体体:把客把客观存在并且可以相互区存在并且可以相互区分的事物称分的事物称为实体,例如一名学生体,例如一名学生。属属 性性:描述描述实体的特性称体的特性称为属性。属性。实体集体集:同一同一类型型实体的集合称体的集合称为实体集。体集。实体型体型:对同同类实体的描述称体的描述称为实体体型。它由型。它由实体名与其属性名共同构成。体名与其属性名共同构成。概念模型的基本概念和术语33 关关键字字:能能够唯一唯一标识实体集中每个体集中每个实体的某一属性或属性体的某一属性或属性组称称为关关键字,字,它的它的值
17、能能够唯一区分不同的唯一区分不同的实体。体。联系:系:在概念模型中将在概念模型中将实体集之体集之间的的对应关系关系称称为联系。通系。通过联系反映系反映现实世界事物之世界事物之间的相互关的相互关联。概念模型的基本概念和术语34部部门医生医生护士士1m组成成n工作工作医生医生护士士执行行mnp一一对多多多多对多多一一对一一、一、一对多多、多多对多多两个两个实体集的体集的联系有三种系有三种类型型:35例如:例如:在足球世界杯比在足球世界杯比赛中,球中,球队集集与与场上上队长集之集之间对于代表关系来于代表关系来说,具有具有一一对一一的的联系;主教系;主教练集与集与队员集之集之间对于指于指导关系来关系来
18、说,具有,具有一一对多多的的联系;裁判集与系;裁判集与队员集之集之间对于于执法关系来法关系来说,具有,具有多多对多多的的联系。系。362024/5/21 周二5.3.3 数据模型数据模型数据模型数据模型是是计算机世界按数据算机世界按数据库的的观点,点,对概念世界的数据抽象表示概念世界的数据抽象表示的工具。的工具。在数据在数据库系系统中中DBMS支持的常支持的常见的的数模型有三种数模型有三种:层次模型、网状模型和关系模型次模型、网状模型和关系模型37层次模型次模型用用树状状结构表示构表示实体与体与实体体间联系的数据模型系的数据模型特点特点U仅有一个有一个结点(根点(根结点);点);U其他其他结点
19、有且点有且仅有一个父有一个父结点;点;U记录之之间的的联系通系通过指指针来来实现,查询效率效率较高;高;缺点缺点U由于由于层次次顺序的序的严格和复格和复杂,引起数据的,引起数据的查询和更和更新操作很复新操作很复杂,因此,因此应用程序的用程序的编写也比写也比较复复杂。38层次模型次模型举例例:学校的系所教学校的系所教课程的程的层次模型次模型系系编号号系名系名室室编号号室名室名课程号程号课程名程名学学时数数姓名姓名性性别职称称年年龄l其中系是根其中系是根结点,点,树状状结构反映的是构反映的是实体型之体型之间的的结构,构,该模型模型实际存存储的数据通的数据通过链接指接指针体体现的的这种种联系。系。3
20、9网状模型网状模型用网状用网状结构表示构表示实体与体与实体体间联系的数据模型系的数据模型 特点特点 允允许结点有多于一个的父点有多于一个的父结点;点;可以有一个以上的可以有一个以上的结点没有父点没有父结点;点;记录之之间联系通系通过指指针实现。缺点:缺点:数据数据结构复构复杂和和编程复程复杂40教教师课程程学学生生教室教室例如:某学校教学管理的例如:某学校教学管理的简单的网状模型的网状模型一名学生可以一名学生可以选修多修多门课程程一名教一名教师可以开多可以开多门课程程一一门课程可以由多名教程可以由多名教师教教一一门课程可以在多个教室上程可以在多个教室上一个教室可以上多一个教室可以上多门课程程4
21、1关系模型关系模型v 用二用二维表来表示表来表示实体与体与实体之体之间联系系的数据模型。的数据模型。v关系模型是将同一关系模型是将同一类实体的数据体的数据组织成二成二维表的形式。表的形式。v每个二每个二维表称表称为一个一个关系关系。42学号学号姓名姓名性性别年年龄专业20070001李李红女女19计算机算机20070002王王晓平平男男18自自动化化20070005赵胜利利男男19计算机算机20070003张灵灵女女20化工化工20070004杨中中华女女18化工化工关系关系student(学生基本情况表)(学生基本情况表)43v关关 系:系:一个关系一个关系对应一一张二二维表。每个关表。每个
22、关系系 必必须有一个关系名。例如,关系名有一个关系名。例如,关系名student。v属属 性:性:表中的一列表中的一列为一个属性。每个属性都一个属性。每个属性都有一个名称,称有一个名称,称为属性名属性名。v记 录:表中的一行数据称表中的一行数据称为一条一条记录。也被。也被称称为元元组。v关关键字:字:表中某一属性或属性表中某一属性或属性组,它的,它的值能能够唯一唯一标识一条一条记录,则把把这一属性或属性一属性或属性组称称为关关键字。字。关系模型的基本概念和术语44关系模型的关系模型的逻辑结构是一构是一张二二维表,由行和列表,由行和列组成。成。关关系系学号学号姓名姓名性性别系系别年年龄籍籍贯95
23、001950029500395004 95700李勇李勇刘成刘成王明王明张力力杨晓东男男女女女女男男男男计科科信息信息数学数学计科科物理物理2019181921江江苏山山东北京北京北京北京 山西山西学学生生登登记表表关系名关系名关关键字字属性(列)属性(列)属性名属性名元元组(行)(行)45v 值 域:域:属性的取属性的取值范范围称称为值域。域。v 关系模式:关系模式:是是对关系的描述,它主要包括关关系的描述,它主要包括关系名,系名,组成成该关系的各属性名、关系的各属性名、值域和关域和关键字。字。v 关系模式的一般形式关系模式的一般形式为:关系名关系名(属性名属性名1,属性名,属性名2,,属性
24、名属性名n)关系模型的基本概念和术语462024/5/21 周二关系模式的一般形式关系模式的一般形式示例示例1:关系关系student的关系模式是:的关系模式是:student(学号学号,姓名,性,姓名,性别,年,年龄,专业)其中属性其中属性“学号学号”带有下划有下划线,表示是关,表示是关键字。字。示例示例2:关系关系success的关系模式是:的关系模式是:success(学号,学号,课程程编号号,成,成绩)其中属性其中属性“学号学号”和和“课程程编号号”带有下划有下划线,表示,表示关关键字是由属性字是由属性“学号学号”和和“课程程编号号”的的组合。合。472024/5/21 周二5.4 关
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