数据库和文件系统

1、8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统1/100我们现在所处的是什么样的社会？信息化社会！引言什么是信息化?8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系

2、统2/100什么是信息化? 在中国大陆对在中国大陆对“信息化信息化”概念较为正式的界定概念较为正式的界定, ,可参考中共中央办公厅可参考中共中央办公厅, ,国务院办公厅印发国务院办公厅印发2006-20202006-2020年国家信息化发展战略年国家信息化发展战略, ,其叙述如其叙述如下下(2006):(2006):充分充分, , ,和和, , ,.什么是信息?8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数

3、据库和文件系统数据库和文件系统3/100什么是信息?信息是对主体有用的数据,具有一定的主观性!什么是信息？什么是数据?数据?8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统4/100什么是数据?什么是数据？计算机加工处理的对象！在计算机中，数据的存储方式或管理方式如何？8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:2

4、5 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统5/100信息(数据)的存储方式数据在计算机中的存储方式有两种形式：低级存储形式 高级存储形式在计算机中，数据的存储方式或管理方式如何？第7章 数据库与文件系统8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统6/100第第0 0

5、章章 绪论绪论第第1 1章章 数据的表示与编码数据的表示与编码第第2 2章章 计算机体系结构计算机体系结构第第3 3章章 计算机硬件系统计算机硬件系统第第4 4章章 操作系统操作系统第第5 5章章 数据结构与算法数据结构与算法第第6 6章章 程序设计语言程序设计语言第第7 7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统第第8 8章章 软件工程软件工程第第9 9章章 计算机网络计算机网络第第10 10章章 计算机信息系统安全计算机信息系统安全目录2022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统7第第7 7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统8:20-9:05 9:10-9:55/10:0

6、5-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统8/100* *第第7 7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统*教学目的*学习内容*学习重点*小结& *作业*8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统9/

7、100*教学目的目的 理解数据库的基本； 了解； 理解并能够描述数据模型的； 描述3； 了解； 掌握的、和； 描述SQL的基本组成； 书写基本的SQL语句； 理解； 理解文件的存取方式的差别,及其对的要求*8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统10/100*学习内容1 23数据库的数据库的基本概念基本概念 关系数据关系数据库库及其运及其运算算(自学自学) 文件系统文件系

8、统(自学自学) *8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统11/100*学习重点学习重点 理解并能够描述数据模型的; 描述; 掌握. 描述SQL的; 理解;*2022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统12第一节第一节 数据库基本概念数据库基本概念8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:

9、25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统13/100*第一节第一节 数据库基本概念数据库基本概念7.1.1 *什么是数据库？1. *数据库管理系统2.*数据库应用程序3.*数据库管理员7.1.2 *数据模型1. *数据模型的组成要素2. *数据库模型7.1.3 *数据字典具有的.用于描述,管理和维护数据库的.允许用户使用数据库中数据的计算机专门管理、维护数据库的。对数据特征的,指数据的.管理数据库用的.*8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-

10、11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统14/100*7.1.1 什么是数据库？ 基本概念： *数据库 *数据库技术 *数据库系统 *数据仓库具有结构属性的.研究,管理和应用数据库的一门指在引入数据库后的一个面向主题的,集成的,相对稳定的,反映历史变化的,支持8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:

11、15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统15/100*数据库 *数据库的概念 *数据模型的概念 *数据库的分类 *数据库中数据的性质 数据库发展史课后自学8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统16/100*数据库的概念“按照来、和的”。(不是)具有结构属性的，这些数据是按照(数据表)来、和的。8:20-9:05 9:10-9:55/1

12、0:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统17/100*数据模型的概念(data)描述事物的。(Model)现实世界的。(Data Model)的;的.数据库系统中和的.数据库数据的,数据库数据的和数据库数据的.对数据特征的,指数据的.8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1

13、016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统18/100*数据库的分类通常也按照数据模型的特点将传统数据库系统分成三类，分别是：1.网状数据库2.层次数据库3.关系数据库8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统19/100*数据库中数据的性质数据库是一个单位或是一个应用领域的通用数据处理系统,他存储的是属于企业和事业部门,团体和个人

14、的有关数据的集合.数据库中的数据是,他按一定的数据模型进行组织,描述和存储.其结构基于数据间的自然联系,从而可提供一切必要的存取路径,且数据,具有整体的结构化特征.数据库中的数据是为而建立的,已经摆脱了具体程序的限制和制约.不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据;多个用户可以同时共享数据库中的数据资源,即不同的用户可以同时存取数据库中的同一个数据.数据共享性不仅满足了各用户对信息内容的要求,同时也满足了的要求.8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:

15、1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统20/100*数据库技术研究、管理和应用数据库的一门8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统21/100*数据库系统指在引入数据库后的。：数据库、数据库管理系统(专门负责组织和管理数据信息的软件)、数据库应用系统、数据库管理员和用户。框图 数据库系统（database systems）是

16、由数据库及其管理软件组成的系统.它是为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理的核心机构.它是一个实际可运行的存储,维护和应用系统提供数据的软件系统,是存储介质,处理对象和管理系统的集合体.8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统22/100*数据仓库(Data Warehouse)一个(Subject Oriented),(Integrated),(Non-

17、Volatile),(Time Variant),(Decision Making Support). 数据仓库研究和解决从数据库中获取信息的问题. 数据仓库的特征在于面向主题,集成性,稳定性和时变性,8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统23/100*数据库系统组成框图8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:0

18、0-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统24/1001.*数据库管理系统数据库管理系统1. *DBMS定义2. *DBMS主要功能有3. *DBMS分类4. *关系数据库系统8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统25/100数据库管理系统（DBM

19、S）:用于描述,管理和维护数据库的,是数据库系统的核心组成部分.它建立在操作系统的基础上,对数据库进行统一的管理和控制.*数据库管理系统（DBMS）定义8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统26/100数据库管理系统功能有： 1. 描述数据库： 描述数据库的逻辑结构、存储结构、语义信息和保密要求等。 2. 管理数据库: 控制整个数据库系统的运行，控制用户的并发性访问，检

20、验数据的安全、保密与完整性，执行数据检索、插入、删除、修改等操作。 3. 维护数据库: 控制数据库初始数据的装入，记录工作日志，监视数据库性能，修改更新数据库，重新组织数据库，恢复出现故障的数据库。 4. 数据通信: 组织数据的传输。*DBMS主要功能有8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统27/100DBMS分类DBMS主要有四种类型：文件管理系统、层次数据库系统、网

21、状数据库系统和关系数据库系统。目前关系数据库系统应用最为广泛，一些流行的企业级的关系数据库系统有SQL Server、Oracle、Sybase、DB2、Informix和MySQL。 *DBMS分类分类8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统28/100关系数据库系统数据的,只需考虑数据间的而不必关心数据的.关系数据库中包括: *表, *字段, *记录, *索引 等元素

22、. *关系数据库系统8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统29/100表(Table):一个表就是一组相关的数据按行排列,象一张表格一样.比如一个出版社表存储着所有相关出版社的信息.其中,每一行对应一家出版社,在这一行中,包括该出版社的名称,城市,地址,电话,联系人,备注等具体信息,这些信息在表中组成了特定的列. *表表记记录录行行主键主键字段列字段列8:20-9:05

23、 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统30/100字段(Field):在表中,每一列称为一个字段.每一个字段都有相应的描述信息,如数据类型.数据宽度等.*字段字段记记录录行行主键主键字段列字段列8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-

24、17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统31/100记录(Record):在表中,每一行称为一条记录.*记录记录记记录录行行主键主键字段列字段列8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统32/100索引(Index):为了加快访问数据库的速度,许多数据库都使用索引.一个单独的、物理的，它某个表中一列或若干和相应的这些的。*索引索引8:20-9:

25、05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统33/1002. *数据库应用程序数据库应用程序一个允许用户查询、插入、修改、删除数据库中数据的。数据库应用程序在传统上是由程序员用一种或多种通用或专用的程序设计语言编写的计算机程序。 DBMS中存储了大量的数据信息,其目的是为用户提供数据信息服务,而数据库应用程序正是为了与DBMS进行通信,并访问DBMS中的数据,它是DBMS实现其对外提供数据

26、信息服务这一目的的唯一途径.8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统34/1003. *数据库管理员数据库管理员（DataBase Administrator，简称DBA） :专门管理数据库的人员。(1)数据库管理员概述 数据库的建立、使用和维护等工作只靠一个DBMS 远远不够，还要有专门的人员来完成，这些人员被称为数据库管理员。(2)*数据管理的历史8:20-9:05

27、9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统35/100(2) *数据管理的历史(2)数据管理的历史 人工管理阶段（20世纪50年代中期以前）：外存储器只有卡片、纸带、磁带，没有直接存储设备，而且缺少必要的软件的支持。 文件系统阶段（20世纪50年代后期至60年代后期）：在硬件方面，出现了磁盘等直接存储设备；软件方面，有了专门的数据管理系统，不仅能方便地把所需数据以文件形式存储，而且能调用数据，

28、并对其进行各种处理。 数据库系统阶段：硬件方面有了大容量的外存储器，软件方面研制了数据库管理系统。数据库技术使数据有了统一的结构，对所有数据实行统一、集中、独立的管理，以实现数据的共享，保证数据的完整性和安全性，提高了数据管理效率。 8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统36/1007.1.2 *数据模型从使用的角度来看,数据是对现实世界事物的抽象描述,对数据的组织方式

29、称为数据模型,数据库系统均是建议在某种数据模型之上的.是数据库设计的核心概念。第5章我们讨论了数据的概念和基本的数据结构，是从计算机处理的角度来讨论的。 从现实世界的事物到数据模型的抽象过程如右图所示。现实世界现实世界认识抽象（人）认识抽象（人）信息世界信息世界 概念模型概念模型机器世界机器世界DBMSDBMS支持的数据模型支持的数据模型转换转换数据转换过程数据转换过程对数据特征的,指数据的.8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:0

30、02022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统37/1001. *数据模型的组成要素数据模型是严格定义的一组概念的集合.这些概念精确地描述了系统的静态特征、动态特性与完整性约束条件.因此数据模型通常由如下三部分组成:*数据结构*数据操作*完整性约束对系统的。对系统的。和的。8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统38/100*数据结构是是的的。 数据结构数

31、据结构是指相互之间存在一种或多种是指相互之间存在一种或多种的的的的。：所研究的的.这些对象是数据库的组成成分,它们包括两类:是与数据类型、内容、性质有关的对象;是与数据之间联系有关的对象.数据结构是刻画一个数据模型性质最重要的方面.在数据库系统中,人们通常按照其数据结构的类型来命名数据模型.例如、和的数据模型分别命名为、和.数据结构是对系统静态特征的描述.所研究的的。是对系统的。8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7

32、-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统39/100*数据操作：是针对数据库中各种对象（类型）的实例（取值）允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则。 数据库主要有和（包括插入、删除、修改）两大类操作。数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作符号、操作规则（如优先级）以及实现操作的语言。 数据操作是对系统动态特性的描述。对系统的。操作的。8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件

33、系统数据库和文件系统40/100*完整性约束 数据的:一组完整性规则的。给定的数据模型中数据及其关系所具有的和,数据模型的数据库以及,数据的、。制约和依存规则的。约束数据库和规范数据库中的数据8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统41/1002. *数据库模型了数据的,它也了不同数据之间的。在数据库设计发展中，曾使用过三种数据库模型：*层次模型*网络模型*关系模型。树形

34、结构数据的。图(网状)结构数据的。二维表结构数据的。8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统42/100*层次模型层次模型：是数据库系统中最早出现的数据模型,层次数据库系统采用层次模型作为数据的组织方式。 在层次模型中,数据的被组织成一棵倒置的。每一个实体可以有不同的子节点,但只能有一个双亲。层次的最顶端有一个实体,称为根。层次模型用数据的树形结构来表示各类实体以及实体间

35、的联系。现实世界中许多实体之间的联系呈现出自然的层次关系,如行政机构、家族关系等。 层次数据库系统典型代表：IMS（Information Management System）数据库管理系统(IBM的数据库产品)树形结构数据的。8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统43/100*网络模型网状模型:在现实世界中事物之间的联系更多的是非层次关系的,用层次模型不能直接表示这种

36、复杂的结构,网状模型描述更合适.网状数据库系统.网状模型是一种比层次模型更具普遍性的结构,实际上是数据的图结构,它允许两个节点之间有多种联系(称之为复合联系).网状模型中,实体通过图来组织,图中的部分实体可通过多条路径来访问,这里没有层次关系网状模型 可以更直接地描述现实世界.层次模型可以看作是网状模型的一个特例.图(网状)结构数据的。8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件

37、系统44/100*关系模型 关系模型:是目前最重要的一种数据模型.其数据组织成称之为关系的,这里没有任何层次或网络结构强加于数据上.但表或关系相互关联.关系数据模型:1.数据结构,用户,2.具有较的数据,3.更好的,4.也了程序员的和数据库开发建立的工作.所以,关系数据模型诞生以后发展迅速,深受用户的喜爱.关系模型最主要的:1.查询往往不如非关系数据模型.2.因此为了提高性能,必对用户的查询请求进行,3.了开发数据库关联系统的.二维表结构数据的。:1.结构简单清晰，易懂易用；2.数据具有较高的独立性；3.安全保密；4.简化工作。:1.查询效率低；2.查询请求需优化；3.增加系统的难度；8:20

38、-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统45/1007.1.3 *数据字典 *数据字典的定义 *数据字典的组成要素 *数据字典的作用管理数据库用的。数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程。8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016

39、:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统46/100*数据字典的定义数据字典的定义：是系统中各类数据描述的集合，是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要成果。管理数据库用的。8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统47/100*数据字典的组成要素2.数据字典的组成要素 数据字典在进行数据库设计中占有很重要的地位。数据字典通常包括数据

40、项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程五部分。其中数据项是数据的最小组成单位，若干数据项可以组成一个数据结构，数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流、数据存储的逻辑内容。数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程。8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统48/100*数据字典的作用数据字典的作用： 数据字典实际上是管理数据库用的内部数据库。系统数据字典中存储

41、的不是用户需要保存的数据，而是与数据库运行相关的管理数据，是数据库管理系统为了便于管理数据库中的各种数据、对象及相互的约束关系而设计的工具，比如用户的权限、操作记录等相关情况和数据库中各种对象的变化情况等。系统的数据字典通常不允许用户直接访问，而是由DBMS自动管理维护，DBA有一定的权限对其进行人工维护。 数据字典应用扩展后，用户为了统一数据的描述，便于实现约束等也可以定义用户数据字典，用户数据字典中通常定义用户数据的格式等内容。用户定义的数据字典，用户可以进行访问和维护。2022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统49第二节第二节 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:2

42、0-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统50/1002.1 关系数据库简介 系统而严格地提出关系模型的是美国IBMIBM公司的E.F.CoddE.F.Codd1970年提出关系数据模型 E.F.Codd,“A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks”,Communication of the ACM,1970之后

43、，提出了关系代数和关系演算的概念1972年提出了关系的第一、第二、第三范式。2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统51/1002.1 关系数据库简介 关系数据库应用数学方法来处理数据库中的数据 80年代后，关系数据库系统成为最重要、最流行的数据库系统典型实验系统System RUniversity INGRES典型商用系统ORAC

44、LEMS SQL SERVERSYBASEINFORMIX2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统52/1002.2 关系模型概述 关系数据库系统 是支持关系模型的数据库系统 关系模型的组成 关系数据结构 关系操作集合 关系完整性约束2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:5

45、0 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统53/1001. 关系数据结构 单一的数据结构-关系n现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示 数据的逻辑结构-二维表n从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。 2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-

46、16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统54/1001. 关系数据结构 概念模型n概念模型实际上是现实世界到数据模型的一个中间层次，是现实世界的一层抽象。 概念模型涉及的概念n实体：客观存在并可相互区别的事物。例如，一个学生、一个部门、一本书等。n属性：实体所具有的某一特性称为属性。n键：唯一标识实体的属性集称为键。n域：属性的取值范围称为该属性的域。n关系：实体内部的联系和实体之间的联系。 2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:2

47、5 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统55/1002. 关系操作集合 1) 常用的关系操作 2) 关系操作的特点 3) 关系数据语言的种类 4) 关系数据语言的特点2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统56/100n

48、 1) 常用的关系操作n查询 选择、投影、连接、除、并、交、差n数据更新 插入、删除、修改l查询的表达能力是其中最主要的部分n 2) 关系操作的特点n集合操作方式，即操作的对象和结果都是集合。 非关系数据模型的数据操作方式：一次一记录 文件系统的数据操作方式2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统57/100n 3) 关系数据语言的

49、种类n关系代数语言 用对关系的运算来表达查询要求 典型代表：ISBLn关系演算语言 用谓词来表达查询要求 元组关系演算语言谓词变元的基本对象是元组变量典型代表：APLHA, QUEL 域关系演算语言 谓词变元的基本对象是域变量 典型代表：QBEn具有关系代数和关系演算双重特点的语言 典型代表：SQL2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文

50、件系统58/100n 4) 关系数据语言的特点n关系语言是一种高度非过程化的语言 存取路径的选择由DBMS的优化机制来完成 用户不必用循环结构就可以完成数据操作n能够嵌入高级语言中使用n关系代数、元组关系演算和域关系演算三种语言在表达能力上完全等价2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统59/1003. 完整性约束n 关系模型的完整

51、性规则是对关系的某种约束条件。n 关系模型中三类完整性约束：实体完整性：通常由关系系统自动支持参照完整性：早期系统不支持，目前大型系统能自动支持域完整性: 用户定义后由系统支持2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统60/1003. 完整性约束实体完整性 实体完整性规则（Entity Integrity）: 若属性A是基本关系R的主

52、属性，则属性A不能取空值.参照完整性 是指两个关系的主关键字和外关键字的数据要对应一致。它确保了有主关键字的表中 对应其他从表的外关键字的行存在，即保证了表之间的数据的一致性，防止数据丢失或无意义的数据在数据库中扩散。域完整性 是指关系中的属性必须满足某种特定的数据类型或约束。其中约束又包括取值范围、精度等规定。2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件

53、系统数据库和文件系统61/1002.3 结构化查询语言SQL关系数据库标准语言SQL 关系代数和关系演算是形式化查询语言，商业DBMS使用SQL （Structured Query Language）。 SQL语言1974 年由IBM 的San Jose研究室提出，最初叫SEQUEL（Structured English Query Language）关系数据库系统通过SQL对数据库进行查询和更新目前有许多不同版本的SQL语言,有两个不同的主要标准: ANSI(American National Standards Institute) ISO(International Standards

54、Organization)2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统62/1001.SQL1.SQL特点特点1）一体化一体化 SQLSQL是一种一体化的语言，它包括了数据是一种一体化的语言，它包括了数据定义、查询定义、查询 更新、控制更新、控制四方面功能。四方面功能。 可以完成数据库活动中的全部工作可以完成数据库活动中的全部工作 以前

55、的非关系模型的数据语言一般包括：内模式描述以前的非关系模型的数据语言一般包括：内模式描述 语言、模式描述语言、外模式描述语言、数据操纵语言语言、模式描述语言、外模式描述语言、数据操纵语言 等。内容多，操作起来不像等。内容多，操作起来不像SQLSQL那样简单。那样简单。2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统63/1002）高度非过程

56、化高度非过程化 没有必要一步步地告诉计算机没有必要一步步地告诉计算机“如何如何”去做，只需描述去做，只需描述清楚用户要清楚用户要“做什么做什么”，SQLSQL就可以将要求交给系统，自动就可以将要求交给系统，自动完成全部工作。完成全部工作。3） 面向集合的操作方式面向集合的操作方式 操作对象、查询结果是元组的集合；操作对象、查询结果是元组的集合； 插入、删除、更新操作的对象也可以是元组的集合。插入、删除、更新操作的对象也可以是元组的集合。 2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 1

57、3:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统64/100 4）两种使用形式，统一的语法结构两种使用形式，统一的语法结构自含式：将自含式：将SQLSQL作为操作命令独立使用作为操作命令独立使用现在许多数据库开发工具都将现在许多数据库开发工具都将SQLSQL直接融入到自直接融入到自身的语言中。身的语言中。 宿主式：将宿主式：将SQLSQL嵌入到高级语言中使用嵌入到高级语言中使用2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11

58、:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统65/1005）语言简洁语言简洁 SQLSQL语言功能强且使用两种方式，但只有为数不多语言功能强且使用两种方式，但只有为数不多的几条命令，另外语法也非常简单，接近自然语言，的几条命令，另外语法也非常简单，接近自然语言，易掌握、学习。易掌握、学习。 除了以上特点之外，除了以上特点之外，SQLSQL语言还支持数据库的三级语言还支持数据库的三级模式结构。模式结构。2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:

59、05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统66/1002.SQL2.SQL基本语法基本语法1）SQL语言组成语言组成 SQLSQL同一般的程序设计语言一样同一般的程序设计语言一样, ,由以下几个部分组成：由以下几个部分组成： 1 1常量：文本常量（字符串）、整型常量、数值常量：文本常量（字符串）、整型常量、数值常量常量 2 2数据类型：整型、实型、字符等数据类型：整型、实型、字符等 3

60、3空值：空值：NULLNULL 4 4表达式表达式 5 5条件条件: : 由一个或多个含有比较运算符的表达试由一个或多个含有比较运算符的表达试及逻及逻 辑运算符组合而成。辑运算符组合而成。 6. 6. 命令命令 7. 7. 函数函数 8. 8. 运算符运算符2 关系数据库及其运算关系数据库及其运算8:20-9:05 9:10-9:55/10:05-10:50 10:55-11:40 C 10:00-11:25 13:40-14:2514:30-15:15/15:25-16:1016:15-17:002022-7-6第第7章章 数据库和文件系统数据库和文件系统67/1002.SQL2.SQL基本