数据库系统课件：第1讲 概论

1、第1章数据库系统概论数据库与数据库管理系统2数据模型4信息与数据1数据库体系结构3数据库技术的应用与发展51.1 信息与数据 （1）什么是信息 信息是关于现实世界事物的存在方式或运动状态反映的综合。 （2）信息的特征 （3）什么是数据 数据是用来记录信息的可识别的符号 （4）数据的表现形式 数据的表现形式的多样的，主要有数字、 文字、声音、图形和图象等形 式（5）数据与信息的联系 178；玫瑰可表示多种信息。身高178cm，体重178公斤。（6）数据处理 数据处理是将数据转换成信息的过程，包括（对数据的收集、存储、加工、检索、传输等一系列活动）目的是从大量的原始数据中抽取和推导出有价值的信息信

2、息、数据和数据处理的关系： 信息数据数据处理1.2 信息存储1.2.1信息存储的发展历史1.2.2信息存储应用的新特点1.3 数据库与数据库管理系统1.3.1什么是数据库(DB) 数据库是长期存储在计算机内的有组织的可共享的数据集合(特点)1.3.2 什么是数据库管理系统(DBMS) 是数据库系统中对数据进行管理的一组大型软件系统，是数据库系统的核心部分。目前比较著名的DBMS有：Foxpro, ACCESS, MYSQL, IBM DB2, SQL Server , ORACLE , INFORMIX , SYBASE,Sqlite等等(1)数据库的定义功能数据定义语言DDL来定义数据库的三

3、级模式和两级映像，定义数据完整性和约束等。1.DBMS主要功能 DBMS提供数据操纵语言DML来实现对数据库的操作（查询、插入、修改和删除），DML分为两种：宿主型和自住型 (2) 数据库的操纵功能(3)数据库的保护功能安全性控制：防止非法用户破坏完整性控制：保证数据的正确性和有效性并发控制：允许多个用户并发访问数据库恢复功能：备份与还原 DBMS提供一系列的实用程序来完成包括数据库的初始数据的装入、转化功能，数据库的存储、恢复功能，数据库的重新组织功能和性能监视、分析功能等(4)数据库维护功能 是对数据库结构的描述，不仅存放着对实际数据库三级模式的定义，而且还存放数据库运行时的系统信息数据字

4、典是数据库系统的一部分，但用户通常不能直接访问它，只有DBMS才能对它进行访问(5)数据字典2.DBMS的组成见书P5图1.11.3.3 什么是数据库系统(DBS) 指采用数据库技术的计算机系统，一般由计算机硬件、软件、数据库及其用户等构成。相互有关联关系的数据的集合DBDBMS管理数据库的系统软件DBA完成某一功能的应用程序1应用程序2应用程序nDBAP 1DBAP 2DBAP nComputer System用户：1）普通用户2）应用程序员3）数据库管理员（DBA）数据库管理员(DBA)职责：1）参与数据库设计的全过程4）监督控制数据库的使用和运行3）定义数据的安全性和完整性2）帮助终端用

5、户使用数据库1.3.4 数据库系统的主要研究领域1.数据库管理系统软件的研制2.数据库设计3.数据库理论1.4 数据库系统的结构 数据库管理系统角度：三级模式 最终用户：单用户结构、主从式结构、分布式结构 和客户/服务器1、单用户数据库库系统 早期最简单的。整个数据库系统都装在一台计算机上，不能共享数据。2.主从式结构的数据库系统 一个主机带多个终端的多用户结构，可共享数据，但是用户增加到一定数量，会造成系统瓶颈。3.分布式结构的数据库系统 数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但物理地分布在计算机网络的不同结点上。4.客户/服务器结构的数据库系统 服务器：网络上某个结点上的计算机专门执行DBMS

6、功能客户机：其他结点上的计算机安装外围开发工具，支持用 户的应用客户端程序客户端程序SQL Server查询数据返回查询结果新数据（数据写入服务器中）(2)外模式（子模式或用户模式）是数据库用户（包括程序员和最终用户）看见和使用的局部数据的逻辑结构和特性的描述。如：成绩外模式一个数据库可以由多个外模式。 （1）模式（逻辑模式或概念模式） 数据库中全部数据的逻辑结构和特性的描述。位于三级结构的中间层。 如：学生关系模式、课程模式，选课模式。一个数据库只有一个模式。1.4.1 数据库模式（3） 内模式（存储模式或物理模式） 数据的物理结构和存储方式的描述，定义所有内部记录类型、索引和文件的组织方式

7、，以及数据控制方面的细节。 一个数据库系统只有一个内模式。应用程序1应用程序2应用程序3外模式1外模式2外模式3模式内模式数据库用户级用户视图概念级全局视图物理级存储视图映射映射1.4.3 两级映象（1）内模式/模式映象 用于定义模式和内模式之间的对应关系。（2）外模式/模式映象 用于定义外模式和模式间的对应关系。（1）逻辑独立性（2）物理独立性2.数据独立性：指数据与应用程序之间彼此独立，它们之间不存在相互依赖的关系。1.模式间的映像1.5 数据模型在数据库中如何抽象、表示、处理现实世界中的数据和信息呢？数据模型（Data Model）1.三个世界的划分：数据模型概念模型现实世界信息世界机器

8、世界1.5.1 数据之间的联系(1)实体（Entity） 客观存在并可相互区别的事物称为实体。实体可以是具体的人、事、物，也可以是抽象的概念或联系，如学生、部门、课程、银行帐户、选课、订货、演出、比赛等。(2)属性（Attribute） 实体所具有的某一特性称为属性。如学生实体可以由学号、姓名、性别、出生年月、系、入学时间等属性组成。2、信息世界的数据描述(3)码（关键字，Key） 唯一标识实体的（最小的）属性集称为码。例如学号是学生实体的码。(4)域（Domain） 属性的取值范围称为该属性的域。例如职称的域为（助教、讲师、副教授、教授），姓名的域为字符串集合，性别的域为（男，女）。(5)实

9、体型（Entity Type） 具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。用实体名及其属性名集合来抽象和刻划同类实体，称为实体型。例如：学生（学号，姓名，性别，出生年月，系，入学时间）。(6)实体集（Entity Set） 同型实体的集合称为实体集。例如，全体学生就是一个实体集。3.机器世界的描述(1)字段（数据项）标志实体属性的符号集(2)记录字段的有序集合一个记录描述一个实体。(3)文件同一类记录的汇集描述实体集(4)键 标识文件中每个记录的字段或集三个世界术语的对应关系现实世界信息世界机器世界事物总体实体集文件事物个体实体记录特征属性字段事物之间的联系实体联系模型数据模型(1) 概念模

10、型 是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。独立于任何计算机系统(2)数据模型 如层次、网状、关系模型，用于机器世界，它是按计算机系统的观点对数据建模，主要用于DBMS的实现。1、将数据模型分为两个层次：1.5.2 数据模型概述数据模型通常由数据结构、数据操作、和完整性约束三部分组成。2、数据模型三要素：常见的概念模型有实体联系模型（Entity ReLationship Model，简称E-R模型）ER模型，是P.P.S.Chen于1976年提出的。E-R模型的三要素：实体、属性、实体间的联系。表示属性表示实体间联系表示实体1.5.3 概念数据模型实体间的联系：指一个实体集中可

11、能出现的每一个实体与另一个实体集中有多少个具体实体存在联系。如图书和出版社的联系。不同实体集的实体间联系（研究重点）同实体集的实体间联系校长任职学校11不同实体集的实体间联系一对一联系（1:）、一对多联系（：N）、多对多联系（：）学生学习学校n1学生选修课程nm1:nn: m同实体集的实体间联系1：1、1：n:、n：m三种联系职工领导1n下面该图是学生信息系统中的ER图，该图建立了学生、课程和学院三个不同的实体及其联系的模型。课程学生就读选修课程号学号姓名性别年龄成绩课程名学分1nm1n专业学院名称编号n1联系也有属性1.5.4 关系模型及格式化模型1.关系模型用二维表结构来表示实体及实体之间的联系2.格式化模型（1）层次模型（树型结构） （2）网状模型（网状结构）（3）面向对象模型1)层次模型（树型结构）最早出现的数据模型。R1R3R2R4R5大学院系教辅教研室班级2)网状模型（网状结构）R1R2R3R