《数据库系统概论》PPT课件课件

1、数据库系统概论PPT课件1数据库技术与应用数据库技术与应用 SQL Server 20052022-2-22数据库系统概论PPT课件2第第1章章 数据库系统概论数据库系统概论2022-2-23数据库系统概论PPT课件3n 1.1 数据和数据管理数据和数据管理n 1.2 数据管理技术的发展数据管理技术的发展n 1.2 数据库和数据库系统数据库和数据库系统n 1.4 数据模型数据模型n 1.5 数据库新技术数据库新技术2022-2-24数据库系统概论PPT课件4什么是数据库？什么是数据库？什么是数据库？为什么出现数据库？数据库能做什么？?2022-2-25数据库系统概论PPT课件5现实中的情景现实

2、中的情景n在一个学校中：在一个学校中：学生信息：姓名、年级、学生信息：姓名、年级、专业方向专业方向 教师信息：姓名、年龄、教师信息：姓名、年龄、所在教研室、开设课程所在教研室、开设课程 课程信息：名称、先修课课程信息：名称、先修课程、上课时间、地点、任课教程、上课时间、地点、任课教师、选课学生师、选课学生一个学生所有必修课程的一个学生所有必修课程的平均成绩？平均成绩？一个教师一个学期的教课一个教师一个学期的教课课时总数是多少？课时总数是多少？怎么保存？怎么保存？怎么统计？怎么统计？怎么维护？怎么维护？在一个销售部门中在一个销售部门中 ：员工信息：姓名、年龄、所在部门员工信息：姓名、年龄、所在部

3、门商品信息：名称、生产厂家、价格、型商品信息：名称、生产厂家、价格、型号、库存量号、库存量仓库信息：存放哪些商品、数量仓库信息：存放哪些商品、数量销售客户的信息：客户名、联系方式销售客户的信息：客户名、联系方式定单信息：客户、定购商品名称、数量定单信息：客户、定购商品名称、数量今年订单的总销售额是多少？今年订单的总销售额是多少？此销售部门中哪个此销售部门中哪个Team的业绩最高？的业绩最高？总成本？销售利润？总成本？销售利润？只有经理可以查看重要客户的信息只有经理可以查看重要客户的信息只有仓库管理员可以增删改库存信息只有仓库管理员可以增删改库存信息2022-2-26数据库系统概论PPT课件6n

4、 select a.xh,a.xm,d.ps1,d.ps2,d.ps3,d.ps4,d.ps5,a.pscj,a.qzcj,a.qmcj,a.sycj,a.cj,a.bz,case when c.bjdm is null then 无无 else c.bjdm end bjdm,case when B.XZB is null then 无无 else b.xzb end xzb from cjb a,xsjbxxb b, bjdmb c,pscjb d where (a.xkkh = d.xkkh(+) and a.xh = d.xh(+) and a.xh=b.xh and a.xkkh=(

5、2011-2012-2)-22G37081-2729-1 and b.xy=c.xymc(+) order by a.xh 2022-2-27数据库系统概论PPT课件71.1 数据和数据管理数据和数据管理n 1 数据和信息数据和信息数据是用于记录事务情况的物理符号数据是用于记录事务情况的物理符号信息是数据中所包含的意义信息是数据中所包含的意义信息抽象成数据，才能够在数据库中存储信息抽象成数据，才能够在数据库中存储n 信息可以划分为两大类信息可以划分为两大类一类信息能够用数据或统一的结构加以表示，称之一类信息能够用数据或统一的结构加以表示，称之为为结构化数据结构化数据，如数字、符号，如数字、符号

6、一类信息无法用数字或统一的结构表示，如文本、一类信息无法用数字或统一的结构表示，如文本、图像、声音、网页等，称之为图像、声音、网页等，称之为非结构化数据非结构化数据。2022-2-28数据库系统概论PPT课件8信息抽象成数据信息抽象成数据我是一位老师，我教授的课程是我是一位老师，我教授的课程是数据库应用基础数据库应用基础。有。有6666个学生选修这个学生选修这门课程，他们是周丰、侯天逸、王璨门课程，他们是周丰、侯天逸、王璨周丰的成绩是周丰的成绩是9090分，侯天逸分，侯天逸8888分，王璨分，王璨9292分分课程名称任课教师选课人数数据库应用基础数据库应用基础石振莲石振莲66课程信息表课程信息

7、表学生成绩表学生成绩表课程名称课程名称学生姓名学生姓名成绩成绩数据库应用基础数据库应用基础周丰周丰90数据库应用基础数据库应用基础侯天逸侯天逸88数据库应用基础数据库应用基础王璨王璨92数据库应用基础数据库应用基础结构化数据结构化数据非结构化数据非结构化数据(自然语言自然语言)2022-2-29数据库系统概论PPT课件9数据的特征数据的特征n 数据有数据有“型型”和和“值值”之分。之分。“型型”指数据的指数据的结构结构，即数据，即数据内部构成内部构成和和对外联对外联系系； “学生学生”的数据由的数据由“学号学号”、“姓名姓名”、“年龄年龄”、“性别性别”、“所在系所在系”、“选修选修课程编号课

8、程编号”等属性构成；等属性构成； “课程课程”的数据由的数据由“课程编号课程编号”、“课程名课程名称称”、“课时数课时数”等属性构成；等属性构成； “学生学生”和和“课程课程”之间有之间有“选课选课”的联系；的联系； “值值”指数据具体取值；指数据具体取值； 一个学生的数据值：一个学生的数据值：“05080216 蔡伦蔡伦 18 男男 软件学院软件学院 ”2022-2-210数据库系统概论PPT课件10数据的特征数据的特征n 数据受数据类型和取值范围的约束。数据受数据类型和取值范围的约束。n 数据类型是针对不同的应用场合设计的数据约束。数据类型是针对不同的应用场合设计的数据约束。数据类型不同，

9、数据的表示形式、存储方式及能数据类型不同，数据的表示形式、存储方式及能进行的操作运算各不相同；进行的操作运算各不相同；数据类型有数值型、字符型、日期型和逻辑型等；数据类型有数值型、字符型、日期型和逻辑型等；n 取值范围：数据的值域。取值范围：数据的值域。如：学生如：学生“性别性别”的值域是的值域是 “男男”，“女女” 某著名电子商务网站的工作某著名电子商务网站的工作人员更新商品价格时打错小数点，人员更新商品价格时打错小数点，造成了一折的优惠，并且已有客造成了一折的优惠，并且已有客户下单并支付。户下单并支付。2022-2-211数据库系统概论PPT课件111.1 数据和数据管理数据和数据管理n

10、数据处理和数据管理数据处理和数据管理数据处理是指将数据转换成信息的过程。它包括对数据处理是指将数据转换成信息的过程。它包括对数据的收集、存储、分类、计算、加工、检索和传输数据的收集、存储、分类、计算、加工、检索和传输等一系列活动。等一系列活动。数据管理是指数据的收集、组织、存储、检索和维数据管理是指数据的收集、组织、存储、检索和维护等操作护等操作2022-2-212数据库系统概论PPT课件121.2 数据管理技术的发展数据管理技术的发展n 数据管理技术数据管理技术 n 人工管理阶段人工管理阶段 50年代中期以前，计算机主要用于科学计算，没有磁盘，年代中期以前，计算机主要用于科学计算，没有磁盘，

11、没有操作系统，数据由计算或处理它的程序自行携带，程序没有操作系统，数据由计算或处理它的程序自行携带，程序设计依赖于数据表示。一个程序中的数据无法被其他程序使设计依赖于数据表示。一个程序中的数据无法被其他程序使用，因此程序与程序之间存在大量的重复数据。用，因此程序与程序之间存在大量的重复数据。特点特点:程序之间不能共享数据；程序之间不能共享数据；程序复杂；程序复杂；数据量小且无法长期保存；数据量小且无法长期保存；1. 人工重复输入数据数据不保存。人工重复输入数据数据不保存。想象一下你在编写一个想象一下你在编写一个Matlab或或SAS程序程序,其中用其中用到的数据写在程序中或通到的数据写在程序中

12、或通过命令在键盘上输入过命令在键盘上输入2022-2-213数据库系统概论PPT课件13人事管理应用程序人事管理应用程序教师信息数据组教师信息数据组学生管理应用程序学生管理应用程序学生信息数据组学生信息数据组教务管理应用程序教务管理应用程序课程信息数据组课程信息数据组学生部门学生部门教务部门教务部门人事部门人事部门图图1-1 应用程序和数据的依赖关系应用程序和数据的依赖关系2022-2-214数据库系统概论PPT课件142. 文件管理阶段文件管理阶段n 20世纪世纪50年代后期至年代后期至60年代后期年代后期,出现了磁鼓和磁盘等外出现了磁鼓和磁盘等外存储器；有了操作系统和文件系统；程序通过数据

13、文件访问存储器；有了操作系统和文件系统；程序通过数据文件访问数据。但是，数据文件是为某一特定的应用服务的，如果修数据。但是，数据文件是为某一特定的应用服务的，如果修改数据的逻辑结构就要修改相应的程序，反之亦然。程序设改数据的逻辑结构就要修改相应的程序，反之亦然。程序设计仍然依赖于数据表示。计仍然依赖于数据表示。 n 文件系统阶段的特点：文件系统阶段的特点：数据可以长期保存数据可以长期保存由文件系统管理数据由文件系统管理数据数据冗余大，共享性差数据冗余大，共享性差数据独立性差数据独立性差2022-2-215数据库系统概论PPT课件15想象一下把你常用的数据写在一个文件中想象一下把你常用的数据写在

14、一个文件中,然后在然后在Matlab或或SAS程序中读取这个文件程序中读取这个文件,如果数据有改动也写入这个文如果数据有改动也写入这个文件中件中.如果这个文件可以被多个程序读取如果这个文件可以被多个程序读取,则也实现了一种数则也实现了一种数据共享的方法据共享的方法2022-2-216数据库系统概论PPT课件16学生部门学生部门教务部门教务部门人事部门人事部门文件系统文件系统教师数据文件教师数据文件学生数据文件学生数据文件课程数据文件课程数据文件人事管理应用程序人事管理应用程序学生管理应用程序学生管理应用程序教务管理应用程序教务管理应用程序图图1-2 应用程序和数据文件的关系应用程序和数据文件的

15、关系2022-2-217数据库系统概论PPT课件171.2 数据管理技术的发展数据管理技术的发展3数据库管理阶段数据库管理阶段数据库是在数据库管理系统的集中控制之下，按一定的数据库是在数据库管理系统的集中控制之下，按一定的组织方式存储起来的、相互关联的数据集合。组织方式存储起来的、相互关联的数据集合。特点：特点： 数据真正实现了数据真正实现了结构化结构化 数据的共享性高，冗余度低，易扩充数据的共享性高，冗余度低，易扩充数据独立性高数据独立性高 数据由数据由DBMS统一管理和控制统一管理和控制问题问题:在在Excel中做一张表中做一张表,其中的数据是结构化的吗其中的数据是结构化的吗?2022-2

16、-218数据库系统概论PPT课件18什么是数据库？什么是数据库？n 数据库（数据库（Database，简称，简称DB）数据的仓库数据的仓库数据库是长期储存在计算机外存设备上的、有组织数据库是长期储存在计算机外存设备上的、有组织的、可共享的数据的集合。的、可共享的数据的集合。n 是是数据管理数据管理的技术和手段；的技术和手段；n 面向企业的综合应用业务，高度共享；面向企业的综合应用业务，高度共享；n 由数据库管理系统（由数据库管理系统（DBMS）统一负责执行操作和管理）统一负责执行操作和管理 2022-2-219数据库系统概论PPT课件19数据库应具备的特征数据库应具备的特征/定义：定义：n （

17、1）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，数据与数据之间是数据库中的数据不是孤立的，数据与数据之间是相互关相互关联的联的，在数据库中不仅要能够表示数据本身，还要能够表示，在数据库中不仅要能够表示数据本身，还要能够表示数据与数据之间的联系。数据与数据之间的联系。n 如：学籍管理如：学籍管理学生、课程两类数据。学生、课程两类数据。 n （2）用综合的方法）用综合的方法组织数据组织数据 顺序、索引、聚簇顺序、索引、聚簇2022-2-220数据库系统概论PPT课件20数据库应具备的特征数据库应具备的特征n （3）具有较小的数据冗余，可供多个用户共享具有较小

18、的数据冗余，可供多个用户共享n 低冗余与数据共享：低冗余与数据共享：在数据库技术之前，数据文件都是在数据库技术之前，数据文件都是独立的独立的，任何数据文件都必须含有满足某一应用的，任何数据文件都必须含有满足某一应用的全部数据全部数据。 例：人事部门有一个职工文件例：人事部门有一个职工文件：职工基本情况职工基本情况有关人事管理的数据有关人事管理的数据 教育部门也有一个职工文件：教育部门也有一个职工文件：职工基本情况职工基本情况有关教育培训的数据有关教育培训的数据 其中，其中，“职工基本情况职工基本情况”重复存储，浪费空间。可重复存储，浪费空间。可共享存储类似这样的共同数据，以降低数据的冗余度。共

19、享存储类似这样的共同数据，以降低数据的冗余度。2022-2-221数据库系统概论PPT课件21数据库应具备的特征数据库应具备的特征n （4）具有较高的）具有较高的数据独立性数据独立性n 数据独立性：数据独立性：（包括物理独立性、逻辑独立性）（包括物理独立性、逻辑独立性） n 指数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖，彼此独指数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖，彼此独立的特性。可降低应用程序的开发代价和维护代价。立的特性。可降低应用程序的开发代价和维护代价。在数据库技术之前，数据文件的组织方式和应在数据库技术之前，数据文件的组织方式和应用程序是密切相关的。数据结构改变，相应的用程序是密切相关

20、的。数据结构改变，相应的应用程序也必须随之修改应用程序也必须随之修改=开发开发/维护代价维护代价2022-2-222数据库系统概论PPT课件22数据库应具备的特征数据库应具备的特征n （5）具有）具有安全控制机制安全控制机制，能够保证数据的，能够保证数据的安全安全、可靠可靠n 数据库要有一套数据库要有一套安全机制安全机制，以便有效地防止数据库中的，以便有效地防止数据库中的数据被非法使用数据被非法使用/修改；修改；n 数据库还要有一套数据库还要有一套备份备份/恢复机制恢复机制，以保证当数据遭到破，以保证当数据遭到破坏时将数据立刻完全恢复，继续、可靠地运行。坏时将数据立刻完全恢复，继续、可靠地运行

21、。2022-2-223数据库系统概论PPT课件23数据库应具备的特征数据库应具备的特征n （6）允许）允许并发地使用并发地使用数据库，能有效、及时地处理数据，数据库，能有效、及时地处理数据，并能保证数据的并能保证数据的一致性一致性和和完整性完整性n 一致性一致性：数据库中的数据是共享的，并且允许多个用户数据库中的数据是共享的，并且允许多个用户同时使用相同的数据。这就要求数据库能够协议一致，保证同时使用相同的数据。这就要求数据库能够协议一致，保证各个用户之间对数据的操作不发生矛盾和冲突。各个用户之间对数据的操作不发生矛盾和冲突。n 正确性、完整性：正确性、完整性：可通过建立一些约束条件保证数据库

22、可通过建立一些约束条件保证数据库中的数据是正确的。中的数据是正确的。n 如：学生年龄如：学生年龄20（2或或100则错误）则错误）2022-2-224数据库系统概论PPT课件24学生部门学生部门教务部门教务部门人事部门人事部门学校学校数据库数据库数据库管理系统数据库管理系统人事管理应用程序人事管理应用程序学生管理应用程序学生管理应用程序教务管理应用程序教务管理应用程序图图1-3 应用程序和数据库的关系应用程序和数据库的关系1.3 数据库和数据库系统数据库和数据库系统n使用数据库技术设计的使用数据库技术设计的计算机系统计算机系统称为称为数数据库系统据库系统。n一个数据库系统由以下一个数据库系统由

23、以下5部分构成。部分构成。l计算机硬件计算机硬件l数据库数据库l数据库管理系统数据库管理系统l应用软件应用软件l数据库管理员数据库管理员数据库系统的构成数据库系统的构成数据库数据库DBMS应用开发工具操作系统应用系统数据库管理员（DBA）最终用户应用程序员数据库管理系统数据库管理系统nDBMS对数据库实行集中统一控制对数据库实行集中统一控制 数据库数据库数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）应用程序应用程序1应用程序应用程序2应用程序应用程序n2022-2-228数据库系统概论PPT课件281.3 数据库和数据库系统数据库和数据库系统n 数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构 n 为了有效

24、地组织、管理数据，提高数据库的逻辑独立性为了有效地组织、管理数据，提高数据库的逻辑独立性和物理独立性，人们为数据库设计了一个严谨的体系结构，和物理独立性，人们为数据库设计了一个严谨的体系结构，公认的标准结构是三级模式结构公认的标准结构是三级模式结构: 外模式、概念模式和内模式外模式、概念模式和内模式 n 三级模式对应三级视图三级模式对应三级视图.n 视图是指观察、认识和理解数据的范围、角度和方法，视图是指观察、认识和理解数据的范围、角度和方法，是数据库在用户是数据库在用户“眼中眼中”的反映，不同层次的反映，不同层次(级别级别)用户所用户所“看到看到的数据库是不相同的。的数据库是不相同的。202

25、2-2-229数据库系统概论PPT课件29数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构n 1. 模式模式n 整体逻辑结构（模式整体逻辑结构（模式/概念模式概念模式/逻辑模式逻辑模式/全局模式）全局模式）n 定义全局视图的模式，简称模式。它由对全局视图中全定义全局视图的模式，简称模式。它由对全局视图中全体数据文件的逻辑结构描述以及和存储视图中文件的对应关体数据文件的逻辑结构描述以及和存储视图中文件的对应关系的描述组成，用系的描述组成，用DBMS提供的模式提供的模式DDL定义。定义。n 逻辑结构的描述包括记录的型（组成记录的数据项名、逻辑结构的描述包括记录的型（组成记录的数据项名、类型、取值范围等），

26、还有记录之间的联系，数据的完整性、类型、取值范围等），还有记录之间的联系，数据的完整性、安全保密要求等。安全保密要求等。 n 三级模式结构的中间层，不涉及物理存储细节和具体应三级模式结构的中间层，不涉及物理存储细节和具体应用程序用程序2022-2-230数据库系统概论PPT课件30数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构n 2. 外模式外模式n 局部逻辑结构（外模式局部逻辑结构（外模式/子模式子模式/应用模式应用模式/用户模式用户模式/局部局部模式）模式）n 它由对用户数据文件的逻辑结构描述以及和全局视图中它由对用户数据文件的逻辑结构描述以及和全局视图中文件的对应关系的描述组成，用文件的对应关

27、系的描述组成，用DBMS提供的子模式提供的子模式DDL定定义。义。n 外模式是三级结构的最外层，是保护数据库安全性的一外模式是三级结构的最外层，是保护数据库安全性的一个有力措施个有力措施2022-2-231数据库系统概论PPT课件31数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构n 3. 内模式内模式n 物理结构（内模式、存储模式、物理模式）物理结构（内模式、存储模式、物理模式）n 定义存储视图的模式称内模式，又称物理模式。它由对定义存储视图的模式称内模式，又称物理模式。它由对存储视图中全体数据文件的存储结构的描述和对存储介质参存储视图中全体数据文件的存储结构的描述和对存储介质参数的描述组成，用数的

28、描述组成，用DBMS提供的内模式提供的内模式DDL定义。定义。n 存储结构的描述包括记录值的存储方式（顺序存储、存储结构的描述包括记录值的存储方式（顺序存储、hash方法、方法、B树结构等），索引的组织方式等树结构等），索引的组织方式等2022-2-232数据库系统概论PPT课件32三级数据视图三级数据视图n 数据抽象的三个级别又称为三级数据视图，是不同层次数据抽象的三个级别又称为三级数据视图，是不同层次用户（人员）从不同角度所看到的数据组织形式。根据各类用户（人员）从不同角度所看到的数据组织形式。根据各类人员与数据库的不同关系，可把视图分为三种：人员与数据库的不同关系，可把视图分为三种：对应

29、于用户的外部视图对应于用户的外部视图对应于应用程序员的概念视图对应于应用程序员的概念视图对应于系统程序员的内部视图对应于系统程序员的内部视图n (1) 外部视图外部视图: 面向应用面向应用，是应用程序员开发应用程序时，是应用程序员开发应用程序时所使用的数据组织形式，是应用程序员所看到的数据的逻辑所使用的数据组织形式，是应用程序员所看到的数据的逻辑结构，是用户数据视图，称为外部视图。结构，是用户数据视图，称为外部视图。n 外部视图可有多个。这一层的最大特点是以各类用户的外部视图可有多个。这一层的最大特点是以各类用户的需求为出发点，构造满足其需求的最佳逻辑结构。需求为出发点，构造满足其需求的最佳逻

30、辑结构。 2022-2-233数据库系统概论PPT课件33三级数据视图三级数据视图n (2) 全局视图全局视图: 面向全局应用面向全局应用，是全局数据的组织形式，是全局数据的组织形式，是数据库管理人员所看到的全体数据的逻辑组织形式，称为是数据库管理人员所看到的全体数据的逻辑组织形式，称为全局视图，全局视图仅有一个。这一层的特点是对全局应用全局视图，全局视图仅有一个。这一层的特点是对全局应用最佳的逻辑结构形式。最佳的逻辑结构形式。 n (3) 存储视图存储视图: 面向存储面向存储，是按照物理存储最优的策略所，是按照物理存储最优的策略所组织形式，是系统维护人员所看到的数据结构，称为存储视组织形式，

31、是系统维护人员所看到的数据结构，称为存储视图。存储视图只有一个。这一层的特点是物理存储最佳的结图。存储视图只有一个。这一层的特点是物理存储最佳的结构形式。构形式。 2022-2-234数据库系统概论PPT课件341.3 数据库和数据库系统数据库和数据库系统外模式外模式模式（概念模式或逻辑模式）模式（概念模式或逻辑模式）内模式内模式2022-2-235数据库系统概论PPT课件35三级模式结构的一个具体实例三级模式结构的一个具体实例图书信息图书信息出版社名称出版社名称字符型字符型2020书名书名字符型字符型3030作者姓名作者姓名字符型字符型2020出版日期出版日期日期型日期型作者著书信息作者著书

32、信息作者姓名作者姓名字符型字符型2020书名书名字符型字符型3030出版社出书类型出版社出书类型出版社名称出版社名称字符型字符型2020书名书名字符型字符型3030类型类型字符型字符型1 1作者作者作品作品出版社出版社数据文件数据文件数据文件数据文件数据文件数据文件索引文件索引文件索引文件索引文件索引文件索引文件作者作者作品作品出版社出版社作者编号作者编号字符型字符型5 5书号书号字符型字符型6 6出版社编号出版社编号字符型字符型5 5作者姓名作者姓名字符型字符型2020书名书名字符型字符型3030出版社名称出版社名称字符型字符型2020通信地址通信地址字符型字符型5050类型类型字符型字符型

33、1 1城市城市字符型字符型1010邮编邮编字符型字符型6 6价格价格货币货币电话电话字符型字符型1111出版日期出版日期日期型日期型外模式外模式模模式式内模式内模式2022-2-236数据库系统概论PPT课件36三级模式的优点三级模式的优点n 逻辑独立性逻辑独立性：当数据库的整体逻辑结构发生变化时，通：当数据库的整体逻辑结构发生变化时，通过调整外模式和模式之间的映像，使得外模式中的局部数据过调整外模式和模式之间的映像，使得外模式中的局部数据及其结构（定义）不变，程序不用修改。及其结构（定义）不变，程序不用修改。n 物理独立性物理独立性：当数据库的存储结构发生变化时，通过调：当数据库的存储结构发

34、生变化时，通过调整模式和内模式之间的映像，使得整体模式不变，当然外模整模式和内模式之间的映像，使得整体模式不变，当然外模式及应用程序不用改变。式及应用程序不用改变。2022-2-237数据库系统概论PPT课件371.3 数据库和数据库系统数据库和数据库系统n 数据库系统的优点数据库系统的优点数据共享数据共享减少数据冗余减少数据冗余 具有较高的数据独立性具有较高的数据独立性增强了数据安全性和完整性保护增强了数据安全性和完整性保护 2022-2-238数据库系统概论PPT课件381.4 数据模型数据模型n 现实世界的数据描述现实世界的数据描述 1. 数据处理的数据处理的3个阶段个阶段 现实世界现实

35、世界信息世界信息世界机器世界机器世界图图1-5 数据处理的三个阶段数据处理的三个阶段抽象转换2022-2-239数据库系统概论PPT课件391.4 数据模型数据模型n 数据库是某个企业、组织或部门所涉及的数据的综合，数据库是某个企业、组织或部门所涉及的数据的综合，反映数据本身的内容和数据之间的联系。数据模型用来抽象、反映数据本身的内容和数据之间的联系。数据模型用来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息，是现实世界的模拟。表示和处理现实世界中的数据和信息，是现实世界的模拟。n 为了把现实世界中的具体事务抽象、组织为某一为了把现实世界中的具体事务抽象、组织为某一DBMS支持的数据模型，人们常常首先

36、把支持的数据模型，人们常常首先把现实世界现实世界抽象为抽象为信息世界信息世界，然后将信息世界转换为然后将信息世界转换为机器世界机器世界。2022-2-240数据库系统概论PPT课件401.4 数据模型数据模型n 数据的三个世界：数据的三个世界：n 现实世界：客观存在的事务及联系。现实世界：客观存在的事务及联系。例如：学生，选课，课程例如：学生，选课，课程n 概念世界（概念模型）：概念世界（概念模型）：对现实世界的认识和抽象描述，对现实世界的认识和抽象描述，按用户的观点对数据和信息建模，用于数据库设计。按用户的观点对数据和信息建模，用于数据库设计。例如：教务管理中选课的例如：教务管理中选课的E-

37、R模型。模型。n 机器世界（数据模型）：建立在计算机上的数据模型，机器世界（数据模型）：建立在计算机上的数据模型，按计算机系统的观点对数据建模，用于按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS的实现。的实现。2022-2-241数据库系统概论PPT课件41n 例如：教务管理中的选课数据模型。例如：教务管理中的选课数据模型。n Student(SID,Sname,Sex,Birthday,Specialty) n PK:SIDn Course(CID, Cname,Credit）n PK:CIDn SC(SID, CID,Grade) 2022-2-242数据库系统概论PPT课件421.4.2 概

38、念模型概念模型n 是客观世界到概念（信息）世界的认识和抽象，是用户是客观世界到概念（信息）世界的认识和抽象，是用户与数据库设计人员之间进行交流的语言，常用表示方法是与数据库设计人员之间进行交流的语言，常用表示方法是E-R图。图。n 实体（实体（Entity）n 实体：客观存在并且可以相互区别的事务和活动的抽象实体：客观存在并且可以相互区别的事务和活动的抽象n 例如：一个学生例如：一个学生n 实体集：同一类实体的集合。实体集：同一类实体的集合。n 例如：一些学生例如：一些学生n （1）属性）属性n 将事物特性称为实体属性。将事物特性称为实体属性。n 例如，为描述一个职工，可能涉及如下属性：编号、

39、姓例如，为描述一个职工，可能涉及如下属性：编号、姓名、性别、出生日期和职称。名、性别、出生日期和职称。2022-2-243数据库系统概论PPT课件43概念模型概念模型n 2）实体型）实体型和和实体值实体值n 实体型就是实体的结构描述，通常是实体名和属性名的实体型就是实体的结构描述，通常是实体名和属性名的集合；具有相同属性的实体，有相同的实体型。实体值是一集合；具有相同属性的实体，有相同的实体型。实体值是一个具体的实体，是属性值的集合。个具体的实体，是属性值的集合。n 例如，教师实体型是：例如，教师实体型是：教师教师(编号、姓名、性别、出生日期、职称、基本工编号、姓名、性别、出生日期、职称、基本

40、工资、研究方向资、研究方向)n 教师教师“李亦光李亦光”的实体值是：的实体值是：(15031，李亦光，男，李亦光，男，09/21/65，教授，教授，678，数据，数据库技术库技术2022-2-244数据库系统概论PPT课件44概念模型概念模型n 3）属性型和属性值）属性型和属性值 n 属性型就是属性名及其取值类型，属性值就是属性在其属性型就是属性名及其取值类型，属性值就是属性在其值域中所取的具体值。值域中所取的具体值。n 例如：例如：“103601”是编号值；是编号值；“李晓光李晓光”是姓名值；是姓名值；“1”是性别值是性别值 。2022-2-245数据库系统概论PPT课件45概念模型概念模型

41、n 3实体间的联系实体间的联系n 实体之间的对应关系称为联系，它反映了现实世界事物实体之间的对应关系称为联系，它反映了现实世界事物之间的相互关联。之间的相互关联。 n 联系的类型：联系的类型：n 一对一联系一对一联系 记为记为1 ：1。如学校与校长间的联系如学校与校长间的联系 n 一对多联系一对多联系 记为：记为：n。如宿舍房间与学生的联系如宿舍房间与学生的联系 n 多对多联系多对多联系 记为记为m ：n。如一个教师可以教授多个学生，而一个学生又可以如一个教师可以教授多个学生，而一个学生又可以受教于多个教师受教于多个教师2022-2-246数据库系统概论PPT课件46概念模型概念模型厂长厂长工

42、厂工厂任职任职11(a)公司公司职员职员就职就职1n(b)读者读者图书图书借阅借阅mn(c)图图1-6 实体间的联系实体间的联系2022-2-247数据库系统概论PPT课件474. 4. 概念模型概念模型概念模型是反映实体之间联系的模型。概念模型是反映实体之间联系的模型。E-RE-R模型模型: :描述现实世界的概念模型。描述现实世界的概念模型。& 实体：用矩形框表示，框内写入实体：用矩形框表示，框内写入实体名。实体名。 & 属性：用椭圆形表示，属性的名属性：用椭圆形表示，属性的名称记入椭圆形内。称记入椭圆形内。& 联系：用菱形框表示实体间的相联系：用菱形框表示实体间的相

43、互关系，框内注明联系的名称。互关系，框内注明联系的名称。学生 学号学生与课程学生与课程间的联系间的联系1.4 数据模型数据模型2022-2-248数据库系统概论PPT课件481.4 数据模型数据模型mn借阅借阅姓名姓名借书证借书证号号职称职称出版社出版社书号书号定价定价书名书名作者作者借书日借书日期期读者读者图书图书所在学所在学院院图图1-7 图书借阅系统中的图书借阅系统中的E-R模型模型2022-2-249数据库系统概论PPT课件491.4 数据模型数据模型n 数据模型数据模型 概念模型只是将现实世界的客观对象抽象为某种信息结概念模型只是将现实世界的客观对象抽象为某种信息结构，这种信息结构并

44、不依赖于具体的计算机系统，而对应于构，这种信息结构并不依赖于具体的计算机系统，而对应于数据世界的模型则由数据模型描述，数据世界的模型则由数据模型描述，数据模型数据模型是数据库中实是数据库中实体之间联系的抽象描述即数据结构。体之间联系的抽象描述即数据结构。常见的数据模型：常见的数据模型：层次数据模型、网状数据模型、关系数据层次数据模型、网状数据模型、关系数据模型。模型。2022-2-250数据库系统概论PPT课件50树叶树 枝根通过通过树树形结构表示实体及联系。如描述学校管理机构。每形结构表示实体及联系。如描述学校管理机构。每个个结点结点表示一个表示一个实体（型）实体（型），箭头表示实体（型）间

45、的联系箭头表示实体（型）间的联系（由父到子）。（由父到子）。（1） 层次数据模型层次数据模型2022-2-251数据库系统概论PPT课件51非根根层次数据模型主要特点：层次数据模型主要特点：有且仅有一个有且仅有一个根结点根结点；每个；每个非根结点非根结点有且仅有一个父有且仅有一个父( (直接上层直接上层) )结点。它最适合表示实体的一对多结点。它最适合表示实体的一对多联系。联系。2022-2-252数据库系统概论PPT课件52根多个父多个父结点结点通过通过网状结构网状结构表示实体及联系。表示实体及联系。“网网”中每个结点表示中每个结点表示一个实体一个实体(型型)，结点之间箭头表示实体，结点之间

46、箭头表示实体(型型)间的联系。间的联系。网状数据模型主要特点：网状数据模型主要特点：网状数据模型网状数据模型可能有可能有多个根结多个根结点点，某些非根结点可能，某些非根结点可能有多个父结点有多个父结点，适合表示实体的多对多，适合表示实体的多对多联系。联系。（2 2） 网状数据模型网状数据模型2022-2-253数据库系统概论PPT课件53n 层次与网状模型优缺点层次与网状模型优缺点:n 优点优点:能直观、形象地描述实体及其联系，易于被人们所能直观、形象地描述实体及其联系，易于被人们所理解和掌握理解和掌握 。n 缺点缺点:数据结构较复杂，存储数据需要更多的链接指针；数据结构较复杂，存储数据需要更

47、多的链接指针；在检索数据时，需要考虑数据的存储路径；在插入或删除数在检索数据时，需要考虑数据的存储路径；在插入或删除数据时，涉及到调整链接指针。据时，涉及到调整链接指针。2022-2-254数据库系统概论PPT课件54关系模型与层次模型和网状模型相比有着本质的差别，关系模型与层次模型和网状模型相比有着本质的差别，它是用它是用二维表格二维表格来表示实体及其相互之间的联系。来表示实体及其相互之间的联系。 （3 3）关系数据模型）关系数据模型编号编号姓名姓名性别性别婚否婚否出生日期出生日期职称职称基本工资基本工资简历简历23101张伶俐张伶俐女女已婚已婚09/24/56教授教授138023102罗稼

48、宛罗稼宛男男已婚已婚11/27/73讲师讲师56023103黎达仁黎达仁男男未婚未婚12/23/81助教助教45023104顾高粲顾高粲男男已婚已婚01/27/63副教授副教授97023105黄丹秋黄丹秋女女未婚未婚07/15/79助教助教480表1-1 教师关系2022-2-255数据库系统概论PPT课件55一个关系就是没有重复行和重复列的二维表，二维表一个关系就是没有重复行和重复列的二维表，二维表的每一行在关系中称为元组，每一列在关系中称为属性。的每一行在关系中称为元组，每一列在关系中称为属性。学生关系的每一行代表一个学生的记录，每一列代表学生学生关系的每一行代表一个学生的记录，每一列代表

49、学生记录的一个字段。记录的一个字段。属性个数（属性个数（n n）称为关系的元。）称为关系的元。属性信息属性信息JSBHXMCSRQXB ZCZZFBGDHZZDHYDDH103601 李晓光李晓光 1960-5-113TRUETRUE 8922331 5166123 13019298657103621 李敏李敏1970-1-12 22TRUETRUE 8456721 5660304 13809228127106723 赵丹茹赵丹茹 1945-12-3 25FALSEFALSE8499213 13019876502105721 张大伟张大伟 1957-3-11 14TRUETRUE 842611

50、5 8499212的集合值的集合9 9元关系元关系2022-2-256数据库系统概论PPT课件561.5 数据库新技术数据库新技术n 分布式数据库分布式数据库 分布式数据库系统是地理上分布在计算机网络的不同结分布式数据库系统是地理上分布在计算机网络的不同结点，逻辑上属于同一系统的数据库系统。点，逻辑上属于同一系统的数据库系统。分布式数据库的主要特点是：分布式数据库的主要特点是： 数据是分布的数据是分布的数据是逻辑相关的数据是逻辑相关的结点的自治性结点的自治性2022-2-257数据库系统概论PPT课件57图图1-8 一个分布式数据库应用系统实例一个分布式数据库应用系统实例全国票务中心全国票务中心2022-2-258数据库系统概论PPT课件581.5 数据库新技术数据库新技术n 多媒体数据库多媒体数据库 能存储和管理多种媒体的数据库称为多媒体数据库。能存储和管理多种媒体的数据库称为多媒体数据库。多媒体数据库对数据库管理系统的功能要求：多媒体数据库对数据库管理系统的功能要求：要求数据库管理系统能方便地描述和处理具有内部要求数据库管理系统能方便地描述和处理具有内部层次结构的数据。层次结构的数据。 要求数据库管理系统提供由用户定义的新的数据类要求数据库管理系统提供由用户定义的新的数据类型和相应操作的功能。型和相应操作的功能。要求数据库管理