数据库基础知识教学课程

第一章

数据库基础知识课程性质质与设置置目的性质计算机教教育的重重要课程程计算机与与信息类类专业的的一门专专业基础础课数据库技技术是计计算机软软件学科科的重要要分支应用领域域广大目的掌握基本本原理和和方法掌握数据据库结构构设计和和数据库库应用系系统开发发方法能应用现现有数据据库管理理软件和和软件开开发工具具课程特点点理论性关系运算算理论模式设计计理论目目的实用性SQL语语言数据库设设计可操作性性课程学习习方法理论学习习掌握基本本概念，，多看例例题，多多做习题题理论指导导实践，，实践提提高认识识重视数据据库设计计实践学习习勤思考，，多动手手重视上机机实习环环节目标

数据库系系统有关关的基本本概念数据库的的发展历历史数据模型型(DataModels)数据库系系统的三三级模式式及二级级映象数据库系系统数据库系系统概述述数据库的的地位数据库技技术产生生于六十十年代末末，是数数据管理理的最新新技术，，是计算算机科学学的重要要分支数据库技技术是信信息系统统的核心心和基础础，它的的出现极极大地促促进了计计算机应应用向各各行各业业的渗透透数据库的的建设规规模、数数据库信信息量的的大小和和使用频频度已成成为衡量量一个国国家信息息化程度度的重要要标志基本概念念数据（Data）数据库（（Database）数据库管管理系统统(DBMS))数据库系系统(DBS))数据数据（Data）是描述事物物的符号号记录，，是数据据库系统统研究和和处理的的对象。。数据的特特点：文字、、图形、、图像、、声音、、学生档档案记录录等数据的种种类：文字、、图形、、图像、、声音等等。数据的特特点：收集、、存储、、加工和和传播数据库数据库的的定义数据库((Database,,简称DB)是是长期储储存在计计算机内内、有组组织的的、可共共享的大大量数据据集合数据库的的特征数据按一一定的数数据模型型组织、、描述和和储存可为各种种用户共共享冗余度较较小数据独立立性较高高易扩展数据库管管理系统统数据库管管理系统统：数据库管管理系统统（DataBaseManagementSystem,简简称DBMS））是一类类位于用用户与操操作系统统之间，，帮助用用户有效效地组织织和存储储数据、、高效获获取有用用信息的的一层计计算机系系统软件件。主要功能能：数据定义义数据操纵纵数据控制制数据查询询用户是用用DML还是DDL完完成下列列任务？？a.定义义目录表表b.输入入一个新新员工的的信息数据库系系统数据库系系统（DataBaseSystem,,简称DBS））是指在在引入数数据库后后的计算算机系统统。用户用户用户应用系统应用开发工具数据库管理系统操作系统数据库数据库管理员数据库系统（DBS）人员软件硬件平台台及数据据库应用程序序员数据管理理技术的的产生和和发展什么是数数据管理理对数据进进行分类类、组织织、编码码、存储储、检索索和维护护是数据处处理的中中心问题题数据管理理技术的的发展过过程人工管理理阶段((40年年代中---50年代中中)文件系统统阶段((50年年代末---60年代中中)数据库系系统阶段段(60年代末末--现现在)数据管理理技术的的发展动动力应用需求求的推动动计算机硬硬件的发发展计算机软软件的发发展人工管理理阶段时间：20世纪纪50年年代中期期以前背景应用需求求：科学学计算硬件水平平：外存存只有卡卡片．纸纸带．磁磁带，无无直接存存取存储储设备软件水平平：汇编编语言，，没有操操作系统统处理方式式：批处处理人工管理理阶段特点:数据不保保存应用程序序管理数数据数据不共共享数据不具具有独立立性应用程序1应用程序2应用程序n数据集1数据集2数据集n…人工管理阶段文件管理理阶段时间：20世世纪50年代末末到60年代中中期背景应用需求求：科学学计算、、管理硬件水平平：磁盘盘、磁鼓鼓等直接接存取的的外存设设备软件水平平：操作作系统．．高级语语言．操操作系统统中的文文件系统统是专门门用于数数据管理理的软件件处理方式式：联机机实时处处理、批批处理文件管理理阶段特点:数据长期期保存文件管理理数据共享性差差独立性差差应用程序1应用程序2应用程序n…文件系统数据集1数据集2数据集n…文件系统管理阶段文件系统统阶段图例:补贴系别姓名学号劳资科住址系别性别姓名学号房产科学位学分系别姓名学号学籍科学位出身年龄系别性别姓名学号人事科数据库系系统阶段段时间：20世世纪60年代末末至今今背景应用背景景：大规规模管理理硬件背景景：大容容量磁盘盘软件背景景：有数数据库管管理系统统处理方式式：联机机实时处处理,分分布处理理,批处处理数据库系系统阶段段特点：数据结构构化数据的共共享性高高,冗余余度低,,易扩充充数据独立立性高数据由DBMS统一管管理和控控制数据库数据库管理系统应用程序1应用程序2应用程序n…数据库系统阶段数据结构构化面向全组组织,具具有整体体数据的的结构化化不仅描述述数据本本身，而而且描述述数据之之间的联联系数据最小小存取单单位是数数据项((数据项项组成数数据记录录)比较区别于文文件系统统的特点点是:面向应用用记录之间间没有联联系最小存取取单位是是数据记记录数据库系系统的特特点图例:学号姓名性别系别年龄住址出身学位学分补贴学籍科房产科人事科劳资科数据的共共享性高高、低冗冗余、易易扩充图例:数据库标准SQL标准SQL标准SQL应用1应用2应用3服务器数据独立立性高图例:应用程序DBMS数据库标准SQL标准SQL标准SQL数据由DBMS统一管管理和控控制数据的安安全性((Security))保护数据的完完整性((Integrity)检查查并发(Concurrency)控控制数据库恢恢复(Recovery)数据模型型模型：抽抽象地模模仿现实实世界的的事物应满足三三方面的的要求：：是比较真真实的模模拟现实实世界容易为人人们所理理解便于在计计算机上上实现数据模型型的分层层概念数据据模型-信信息世界界的基本本概念-实实体-联联系模型型（E-R模型）结构数据据模型-层层次模型型-网网状模型型-关关系模型型-面面向对象象模型数据模型型：是数据库库系统中中用于提提供信息息表示和和操作手手段的形形式构架架应用概念数据模型结构数据模型现实世界信息世界计算机世界层次模型型用树型（（层次））结构表表示实体体类型以以及实体体之间联联系的模模型是层层次模型型。R1R2R3R4R5根结点兄弟结点叶结点叶结点兄弟结点层次模型示例树由节点点和连线线组成：：节点代表表实体型型.连线代表表实体之之间的联联系.特点（判判断依据据）：1.每每棵树有有且只有有一个节节点没有有父节点点，称为为根.2.树树中的其其他节点点都有而而且仅有有一个父父节点..优点：1.结结构简单单，用户户易掌握握.2.由由于其数数据结构构固定，，用来表表示结构构固定的的实体及及其之间的联联系.缺点：1.现实实世界中中很多联联系是非非层次性性的,如如多对多多的联系系.不便于表表达多对对多的联联系.2.对插插入和删删除操作作的限制制比较多多.3.查查询子女女节点必必须通过过双亲节节点.4.由于于结构严严密,层层次命令令趋于程程序化..网状模型型用网状结结构表示示实体类类型及实实体之间间联系的的数据模模型称为为网状模模型。R1R2R4R5R3L1L2L3L4L5网状模型示例特点:1可以以有一个个以上的的节点无无父节点点.2至少少有一一个节点点有多于于一个的的父节点点.（排除树树结构））优点：1表达达联系种种类丰富富.2性能能良好，，存取效效率高..缺点：结构复杂杂.关系模型型用关系（（二维表格格形式结构构）来表表示实体体类型以以及实体体间联系系的模型型称为关关系模型型。关系模型示例学生登记表对象模型型使用面向向对象技技术（Object--Oriented，，简称OO)来来表示信信息世界界的实体体类型及及实体之之间联系系的模型型称为对对象模型型.状态：

属性集合行为：操作方法集合对象封装消息对象示意图文件管理理阶段模式（Schema)：逻逻辑模式式逻辑级上上的视图图，是数数据库中中全体数数据的逻逻辑结构构和特征征的描述述，是所所有用户户的公共共数据视视图一个数据据库只有有一个模模式外模式(ExternalSchema)：子子模式或或用户模模式是数据库库用户的的数据视视图，是是与某一一应用有有关的数数据表示示一个数据据库可有有多个外外模式内模式(InternalSchema)：存存储模式式数据物理理结构和和存储方方式的描描述，是是数据在在数据库库内部的的表示方方式一个数据据库只有有一个内内模式数据库系系统的三三级模式式结构图例：应用A应用E应用B应用C应用D外模式1外模式2外模式3模式内模式数据库外模式//模式映映象模式/内内模式映映象文件管理理阶段外模式((ExternalSchema)／／模式（（Schema)一个模式式可对应应多个外外模式，，对于每每一个外外模式均均有一个个外模式式／模式式映象。。当模式变变化时，，由DBA改变变各外模模式／模模式映象象而保持持外模式式不变，，应用程程序也无无须改变变所以，保保证了数数据与程程序的逻逻辑独立立性模式（Schema))／内模模式((InternalSchema)模式／内内模式映映象是是唯一的的当内模式式变化时时，由DBA改改变各模模式／内内模式映映象而保保持模式式不变，，应用程