05-06年第二学期数据库原理教案

1、第一章绪 论知识要点：本章介绍了数据库的基本概念、介绍了数据库管理系统和数据库管理员、数据库系统的概念。介绍了数据库的发展历程。数据库的概念数据库是相互关联的数据的集合， 它用综合的方法组织数据， 具有较小的数据冗余， 可供多个用户共享， 具有较高的数据独立性， 具有安全控制机制， 能够保证数据的安全、 可靠，允许并发地使用数据库， 能有效、及时地处理数据，并能保证数据的一致性和完整性。 相互关联的数据的集合数据库中的数据不是孤立的，数据与数据之间是相互关联的。也就是说， 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。用综合的方法组织数据数据库能够根据不同的需要按不同的方

2、法组织数据。较小的数据冗余与数据共享文件系统时：人事子系统教育子系统职工基本情况有关人事管理的数据职工基本情况有关教育培训的数据数据库系统时：人事子系统教育子系统有关人事管理的数据职工基本情况有关教育培训的数据较高的数据独立性数据独立性是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。此特性可以极大地降低应用程序的开发代价和维护代价。保证数据的安全、可靠数据库技术要能够保证数据库中的数据是安全、可靠的。 数据库主要从两方面保证数据的安全可靠。有效地防止数据库中的数据被非法使用或非法修改（通过安全机制实现）数据遭到破坏时能立刻将数据完全恢复（通过备份恢复机制实现）保证数据的正确性保证数

3、据正确的特性在数据库中称之为数据完整性。允许并发地使用数据库并保证数据的一致性在多个用户同时使用数据库时，证不产生冲突和矛盾，保证数据的一致性和正确性。（ 举 例 ）能够保数据库管理系统（DataBase Management System 简称 DBMS ）DBMS 就是管理数据库的系统软件，是位于用户与操作系统之间的数据管理软件。它的任务就是：对数据资源进行管理，并且使之能为多个用户所共享，同时还能保证数据的安全性、可靠性、完整性、一致性，还要保证数据库的高度独立性。它应该具有如下功能：数据库定义功能、数据库操纵功能、数据库查询功能、数据库控制功能、数据库通讯功能数据库管理和数据库管理员数

4、据库管理的重要性把大量的数据放在同一个数据库中，这些数据会不会产生冲突？会不会有越权使用数据的现象？重要数据会不会丢失？这些问题非常重要，因此需要有一个数据库管理部门来负责和数据库有关的所有工作。数据库管理员（DataBase Administrator， DBA）:数据库系统管理原始负责数据库的建立是和维护的专门人员。1.4 数据库系统 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，它包括：数据库管理数据库的系统软件DBMS支持数据库系统的计算机硬件环境和操作系统环境管理和使用数据库系统的人方便使用和管理系统的各种技术说明书和使用说明书。数据库技术的产生与发展数据库技术是应数据管理的需

5、要产生的。数据管理市支队数据进行分类、住址、编码、存储、检索和维护，它是数据处理的中心问题。随着计算机技术的产生与发展，在应用需求的推动下，在计算机硬件、 软件发展的基础上，数据库技术经历了以下三个阶段：?人工管理阶段（20 世纪 50 年代以前）?文件系统阶段（20 世纪 50 年代后期到60 年代中期）?数据库系统阶段及其发展过程（20 世纪 60 年代后期开始）数据库的研究领域?数据模型：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等?应用领域：政府、企业、金融、交通、教育、科研等?计算机技术：分布式技术、并行技术、人工智能、多媒体、等数据库技术的广泛应用领域和发展方向?各种基于数据管理的

6、信息系统?因特网上的Web 数据库?多媒体数据库?工程数据库?辅助决策支持?人工智能领域的知识库?第二章数据模型和三层模式数据库目标： 掌握E-R方法，熟悉概念数据模型和传统的三大数据模型：层次模型、网状模型、关系模型。了解数据库的三层结构及DBMS 的层次结构。信息结构与E-R 方法 1、数据的三种范畴数据从现实生活进入到数据库实际上经历了三个阶段：现实世界阶段、信息世界阶段、机器世界阶段，成为数据的三种范畴。数据在三种范畴中的概念、术语有些不同。现实世界范畴所有客观对象信息世界范畴条理化的信息机器世界范畴数据库实体集实体记录集文件实 体实体记录记录特 征属 性字段或数据项标识特征标识属性关

7、键字2、实体联系方法（E-R 方法）E-R 方法：描述现实世界的信息结构的方法。E-R 方法的要点：实体的表示方法：在E-R 图中用矩形框表示实体，把实体名写在框内联系的表示方法：实体之间的联系用菱形框表示，框内写上联系名，并用连线与有关的实体相连。联系的类型有三种： 一对一联系（1： 1） 一对多联系（1： n） 多对多联系（m： n）属性的表示方法：实体的属性用椭圆框表示， 框内写上属性名，并用连线连到相应实体。也可以直接将属性名写在实体旁边。举例概念数据模型数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲，数据模型就是现实世界的模拟。数据模型分成两个不同的层次

8、：概念模型， 也成信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模；数据模型，主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型等。他是按计算机系统的观点对数据建模，数据库技术的发展是沿着数据模型的主线展开的。概念模型用于信息世界的建模。概念模型不依赖于某一个DBMS支持的数据模型，同时又可以转换为某一DBMS支持的特定的数据模型。概念模型的特点：具有较强的寓意白哦大能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识，简单、清晰、易于用户理解，是用户与数据库设计人员之间进行交流的语言。1、概念模型中，实体之间联系有三种类型。实体之间的联系类型并不取决于实体本身，而是取决于现实世界的管理方法，或者说取决

9、于语义，即同样两个实体，如果有不同的语义则可以得到不同的联系类型。举例：仓库和器件之间的联系。如果规定一个仓库只能存放一种器件，并且一种器件只能存放在一个仓库，这时仓库和器件之间的联系是一对一的；如果规定一个仓库可以存放多种器件，但是一种器件只能存放在一个仓库，这时仓库和器件之间的联系是一对多的；如果规定一个仓库可以存放多种器件，同时一种器件可以存放在多个仓库，这时仓库和器件之间的联系是多对多的。讨论实体之间联系的意义：（通过举例说明）同样两个实体，如果赋予不同的语义则有不同的设计结果。也就是说我们在概念模型中讨论实体之间的联系类型直接影响着目标数据库的设计结果和设计质量。2、理解和转换多对多

10、联系多对多联系是一类比较复杂的联系，一般数据库管理系统并不直接支持这类联系，或者由于技术上的原因我们也不直接使用这类联系，我们总是把多对多联系转换为一对多联系。一个多对多的联系实际蕴涵了两个一对多的联系，仓库和器件之间的联系是但是多对多的，它们和 “联系 ”库存之间的联系都是一对多的。举例3、连接陷阱所谓连接陷阱就是误认为不存在联系的两个实体间存在联系，误的信息。4、概念数据模型实例研究建立一个库存订购数据库。从而通过这种“联系”获取错首先根据库存和定购两项业务确定相关的实体，然后画出E-R 图。库存业务中涉及三个实体：仓库、职工、器件。库存业务的管理模式语义：在一个仓库可以存放多种器件，一种

11、器件也可以 存放在多个仓库中；一个仓库有多个职工，而一个职工只能在一个仓库工作；一个职工可以保管一个仓库中的多种 器件，由于一种器件可以存放在多个仓库中，当然可以由多名职工保管。由语义，可画出库存业务的局部E-R 图。订购业务中涉及的实体：职工、器件、供应商、定购单。订购业务管理模式语义：一名职工可以经手多张订购单，但一张订购单只能由一名职工经手；一个供应商可以接受多张订购单，但一张订购单只能发给一个供应商；一个供应商可以供应多种器件，每种器件也可以由多个供应商供应；一张订购单可以订购多种器件，对每种器件的订购也可以出现在多张订购单上。有订购业务的局部E-R 图：合并两个局部E_R 图后，得到

12、库存 订购业务整体E-R 图：系特征（属性）仓库仓库号、城市、面积职工职工号、工资工作仓库号、职工号库存仓库号、器件号、数量器件器件号、器件名称保管职工号、器件号供应供应商号、器件号其中有5 个实体和 7 个联系，如下表： 实体或联供 应 商供应商号、供应商名、地点订购订购单号、行号、器件号、数量订 购 单 订购单号、订购日期接受订单 供应商号、订购单号发出订单 职工号、订购单号5、扩展Bachma 图n展与扩Bachm图是anE-图类似的信息结构和概念模型描述工具，它的要点是：R用矩形框表示实体或文件，实体名写在矩形框的右下方；字段名写在矩形框内，关键字标以下划线，辅助关键字标以虚下划线；用

13、箭头线表示联系并连接相关实体，箭头线始于父文件的连接字段（关键字）文件的连接字段（外部关键字），联系类型标在箭头线旁。库存和订货业务的完整扩展Bachman图，终于子2.3 传统的三大数据模型数据库中用数据模型来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。数据模型就是现实世界的模拟。数据模型分成两个层次：概念模型，也称信息模型，按用户的观点来对数据和信息建模；数据模型，主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模，数据库技术的发展是沿着数据模型的主线展开的。传统的数据模型有三种：层次模型：用树型结构来表示实体之间联系的模型称为层次模型；网状模型：用网络结构来表示实体之间联系的模型称为网状模型；关系模型：用关系来表示实体之间联系的模型称为关系模型。数据独立性与数据库的三层结构数据独立性是指应用程序与存储数据相互独立的特性。具体说，就是当修改数据的组织方法和存储结构时，应用程序不用修改的特性。更进一步说，数据独立性又可分为存储数据独立性和概念数据独立性。存储数据独立性：修改存储文件的组织方法和结构时应用程序不用修改的特性。实现存储数据独立性：通过两层结构实现。好处：大大节省程序的维护代价！概念数据独立性：修改概念文件的结构时应用程序不用修改的特性。实现概念数据独立性：通过三层结构实现结论：