数据库系统及应用第1章-数据库系统概述

1、第1章 数据库系统概述第1章数据库系统概述教学目标通过本章学习，学生应了解数据库的基本概念；了解数据模型的类型；掌握关系数据库系统的基本理论。应掌握概念模型和逻辑模型的初步设计方法，能运用实体-联系方法，完成概念模型设计，能将E-R模型转换为关系模型。第1章数据库系统概述教学要求知识要点能力要求关联知识数据库的基本概念掌握DB、DBMS、DBS等基本概念，掌握数据库系统的三级模式结构数据库技术基础数据库系统的模式结构数据模型掌握概念模型和逻辑模型数据模型的基本类型关系数据库系统掌握实体集、关系、表等一系列术语之间的对照关系，掌握关系代数5个集合运算及3个关系运算关系数据模型、关系代数概念模型设

2、计能运用E-R方法设计概念模型，画出E-R图实体-联系模型逻辑模型设计能将E-R模型转换为关系模型关系数据模型1.1数据库技术基础1.1.1数据库的基本概念1信息、数据与数据处理信息是指对现实世界的存在方式或运动状态的反映。数据是指存储在某一种媒体上能够识别的物理符号。信息与数据是相互依存的，数据是信息的载体，信息是数据的内涵。数据处理是指将数据转换成信息的过程。1.1数据库技术基础1.1.1数据库的基本概念2数据管理技术的发展(1)人工管理阶段(2)文件系统阶段(3)数据库系统阶段(4)分布式数据库系统(5)面向对象数据库系统1.1数据库技术基础1.1.1数据库的基本概念3数据库系统的组成(

3、1)数据库(DB)(2)数据库管理系统(DBMS)(3)数据库系统(DBS)(4)数据库应用系统1.1数据库技术基础1.1.2数据模型1.数据模型的基本分类（1）概念模型（2）逻辑模型（3）物理模型2.实体-联系模型（1）实体与属性（2）联系(Relationship)（3）实体-联系模型3.常用数据模型（1）层次模型（2）网状模型（3）关系模型（4）面向对象模型1.1数据库技术基础1.1.3数据库系统的模式结构数据库系统的三级模式结构11.1数据库技术基础1.1.3数据库系统的模式结构数据库的二层映像与数据的独立性2(1)外模式/模式映像它定义了外模式与模式之间的对应关系。一个模式可以有多个

4、外模式，对每个外模式，数据库系统都有一个外模式/模式映像。(2)模式/内模式映像数据库中只有一个模式，也只有一个内模式，因此，模式/内模式映像是惟一的，它定义了数据库全局逻辑结构和存储结构之间的对应关系。1.1数据库技术基础1.1.4 关系数据库系统关系模型基本概念1在E-R模型中在关系模型中在关系数据库中在Visual FoxPro中实体集关系二维表数据库表或自由表实体元组行记录属性属性列字段关系数据模型术语对照表1.1数据库技术基础1.1.4 关系数据库系统关系代数2（3）交（4）乘（5）除（6）选择（7）投影（8）连接（1）并（2）差1.1数据库技术基础1.1.5数据库设计概述需求分析1

5、概念结构设计2逻辑结构设计3物理结构设计41.2概念模型设计案例1.2.1案例分析从组织结构角度分析，教学业务概念模型应该能够反映系统的层次结构。目前一般大学通常采用二级管理模式。一是对人员进行管理，主要对象是教师和学生，包括教师的聘任、学生的学籍管理等内容。二是对教学进行管理，重点是“教”与“学”，包括课程体系规划、课程安排、教学质量跟踪、成绩登录等业务。由于二级管理模式的特点是院长负责制，因此教学业务管理的实施以及大量的数据处理主要集中在学院层次。1.2概念模型设计案例1.2.2操作步骤概念模型设计可以分为三个阶段。第一阶段的任务是定义，即根据业务流程，确定系统的各局部结构，并在该结构范围

6、内定义实体和联系。第二阶段的工作是综合，综合的过程实际上是局部E-R图的合并过程。第三阶段的工作是优化。概念模型设计是一个逐步优化的过程。1.2概念模型设计案例1.2.2操作步骤1.2概念模型设计案例1.2.3本节知识点（1）基本属性和组合属性基本属性是指实体中不可再分解的属性，例如姓名、性别等属性都是属于基本属性。在E-R模型设计中，若不特别声明，通常是指基本属性。组合属性则可以分解为更细的几部分，即一个组合属性可以分解成几个新属性。例如，地址就是一个组合属性，因为它可以分解成省、市、区、邮编等多个新属性。1.2概念模型设计案例1.2.3本节知识点（2）单值属性和多值属性单值属性是指对一个特

7、定的实体只能有一个值。例如学生实体集中的学号就是一个单值属性，一个学生只能对应一个学号。多值属性是指可能有多个值的属性。例如，一种商品可能有多种销售价格（经销、批发、零售、优惠等）。在E-R图中，多值属性用双线与实体相连。1.2概念模型设计案例1.2.3本节知识点（3）衍生属性衍生属性是指可以通过某种算法从其他属性处获得的属性。例如，一个人的年龄可以从出生年月属性处获得，一批货物的总成本可以用单价乘以数量得到。在E-R图中，衍生属性用虚线与实体相连。1.3逻辑模型设计案例1.3.1操作步骤（1）根据局部E-R图1，将院长和学院两个实体集转换为关系。（2）根据局部E-R图2，将教师实体集转换为关系。（3）根据局部E-R图3，将学生实体集转换为关系。（4）根据局部E-R图4，学院与课程两个实体集之间是多对多的联系，实现联系的方式是增加一个名为“排课”的复合实体。（5）根据局部E-R图5，教师与课程两个实体集之间是多对多的联系，实现联系的方式是增加一个名为“讲课”的复合实体。（6）根据局部E-R图6，学生与课程两个实体集之间是多对多的联系，实现联系的方式是增加一个名为“学习”的复合实体。1.3逻辑模型设计案例1.3.2本节知识点1实体转换方法对于E