计算机信息管理基础-第3讲.ppt

1、第3讲,数据库与ER模型,重庆大学计算机学院 曾一,主要内容,数据库系统的产生与发展 E-R模型及其应用,参考资料： 教材：曾一 等,计算机信息管理基础,重庆大学出版社,2006 陈志泊等，数据库原理及应用教程（第二版），人民邮电出版社，2008.4 萨师煊,王珊,数据库系统概论（第二版） ，重庆大学出版社,1991,1.数据库的定义,所谓数据库就是长期储存在计算机内、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、描述和储存，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。 例如：通讯录是一个小型数据库，图书馆则是一个典型的大型数据库 。,2.数据库系统的

2、产生,数据管理经历了三个发展阶段: 人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段,人工管理阶段,在20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。 特点： （1）数据不保存 （2）数据需要由应用程序自己管理，没有相应的软件系统负责数据的管理工作 （3）数据不共享 （4）数据不具有独立性,文件系统阶段,在20世纪50年代后期至60年代中期，计算机不仅用于科学计算，还大量用于信息管理；对大量的数据进行存储、检索和维护成为紧迫的需求。 特点： （1）数据以文件形式长期保存 （2）文件系统可对数据的存取进行管理 （3）数据共享性差 （4）数据独立性低,数据库系统阶段,1969年IBM,研制、开发IMS

3、系统 1970初美国数据库系统语言协会CODASYL（Conference On Data System Language)的DBTG(Data Base Task Group)对数据库方法进行了系统研究，基于网状结构 1970 IBM的San Jose 研究室的E. F. Codd（81年图灵奖）发表了题为“大型共享数据库数据的关系模型”论文，提出了数据库的关系模型，开创了数据库关系方法和关系数据库理论的研究。1981年研制了IBM 370 机上System R DBMS、数据库设计方法与工具、理论与研究等,数据库系统阶段,从20世纪60年代后期开始，计算机应用于管理的规模更加庞大，数据量急

4、剧增加 。 特点： （1）数据共享性高、冗余低 （2）数据结构化 （3）数据独立性高 （4）有统一的数据控制功能,3.数据库系统的发展,经历了三个发展阶段: 层次、网状数据模型 关系数据模型 面向对象的数据模型 数据模型的三要素 数据结构（对象类型的集合） 数据操作（对对象（型）和实例（值）允许执行的操作的集合 结构的约束条件（数据完整性规则的集合）,第一代数据库系统,层次和网状数据库系统的数据模型分别为: 层次模型 网状模型,层次数据模型,层次模型是用一棵“有向树”的数据结构来表示各类实体以及实体间的联系。 特征： （1）有且仅有一个结点没有双亲，该结点就是根结点。 （2）根以外的其他结点有

5、且仅有一个双亲结点。 （3）任何一个给定的记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义。,层次模型的例子,网状数据模型,网状模型允许两个或两个以上的结点可以有多个双亲结点，用“有向图”数据结构描述网状模型。 特征： （1）有一个以上的结点没有双亲； （2）至少有一个结点可以有多于一个双亲。,网状模型的例子：学生选课和教师教课,第二代数据库系统,第二代数据库系统是指支持关系数据模型的关系数据库系统。 关系模型不仅简单、清晰，而且有关系代数作为语言模型，有关系数据理论作为理论基础。,第三代数据库系统,第三代数据库系统是指支持面向对象（Object Oriented, OO）的数据模型的数据库系统

6、。 三个基本特点： 第三代数据库系统应支持面向对象的数据模型； 第三代数据库系统必须保持或继承第二代数据库系统的优点； 第三代数据库系统必须具有开放性。,4. 数据库管理系统,数据库管理系统 DataBase Management System简称为DBMS 是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，对数据库的建立、运行与维护进行统一管理、统一控制。,DB,DBMS的主要功能,数据定义 数据操纵 数据库运行管理 数据库的建立和维护功能 数据通信接口,5 数据库设计的一般过程,如何对客户的信息要求及处理要求进行归纳总结得出数据库设计结果，这个过程一般来说要经过三个世界。 现实世界：指人们头脑之

7、外的客观世界 信息世界：是现实世界在人们头脑中的反映 数据世界：是信息世界中信息的数据化,数据库设计的一般过程可以分为四个阶段： 用户需求分析阶段 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计，即是为数据模型选择合适的存储结构和存取方法 数据库设计是否包括数据库系统的实现？,6. E-R模型,E-R模型反映的是现实世界中的事物及其相互联系，是由P.P.S.Chen于1976年提出来的。 E-R模型中包含三个要素： 实体：是客观世界中描述客观事物的概念。 属性：实体所具有的某种特性，用来描述实体。 联系：不同实体之间的联系。,联系方式:,一对一联系 如果对于实体集合A中的一个实体，实体集合B中至多有

8、一个实体与之发生联系，反之，实体集合B中的每一个实体至多对应实体集合A中的一个实体，则称A与B是一对一联系。 例如，系主任与系、学生与座位、丈夫与妻子。,一对多联系 如果对于实体集合A中的一个实体，实体集合B中有多个实体与之发生联系，反之，实体集合B中的每一个实体至多对应实体集合A中的一个实体，则称A与B是一对多联系。 例如，班与学生、省与市。,多对多联系 如果对于实体集合A中的一个实体，实体集合B中有多个实体与之发生联系，反之，实体集合B中的每一个实体对应实体集合A中的多个实体，则称A与B是多对多联系。 例如，学生与课程、工厂与产品。,7.E-R模型实例,8. E-R模型的作用,为了能够用某

9、一DBMS实现用户需求，还必须将E-R模型进一步转化为相应的数据模型，这正是数据库逻辑结构设计阶段完成的任务。,9.ER模型向关系模型的 转化原则,一个实体转化为一个关系模式，实体的属性就是关系的属性，实体的主键就是关系的主键。 联系也要进行相应的转化，但联系的类型不一样转化方法就不一样，具体转化方法为：,若实体间的联系是1：1的，可以在两个实体类型转换成的两个关系模式中选择任意一个关系模式，在选择的关系模式属性中加入另一个关系模式的主键和联系具有的属性。 若实体间的联系是1：N的，则在N端实体转换成的关系模式中加入1端实体转换成的关系模式的主键和联系具有的属性。 若实体间联系是M：N的，则将联系也转换成关系模式，该关系模式的属性为两端实体的主键加上联系的属性，而该关系模式