数据库系统概论概论

第一章数据库系统概论了解数据库是什么为什么使用数据库掌握数据库系统组成学习数据库的基本元素知晓数据库管理系统目标理解数据库DBMS类型与功能了解个人数据库与企业数据库区别

掌握Access数据库应用【学习目标】一、什么是数据库?1.1数据库概念数据库——是一种依照特定数据模型组织、存储和管理数据的文件，数据库文件一般存放在辅助存储器以便长久保存。数据库具有如下特点：数据不重复存放提供给多种应用程序访问

数据结构独立于使用它的应用程序对数据增、删、改、检索由统一软件进行管理和控制高校信息化管理数据库应用实例二、为什么需要数据库?

数据库提供了帮助用户组织、存储、管理数据的技术手段，它是信息系统重要组成部分。几乎所有软件都使用数据库处理信息数据。数据库技术是现代信息技术的核心技术，成千上万用户使用数据库系统。数据库给用户带来许多好处：实现数据资源的充分共享减少存储数据的冗余度，节省数据的存储空间容易实现数据信息的查找、统计及分析等处理帮助用户使用软件工具更好地管理数据三、什么是数据模型数据模型是指描述事物对象的数据组成、数据关系、数据约束的抽象结构及其说明。1）数据结构:用于描述事物对象的静态特征，包括事物对象的数据组成、数据类型、数据性质及数据之间的联系等。2）数据操作:用于描述事物对象的动态特征，包括数据的插入、修改、删除和查询等访问操作。3）数据约束：用于描述数据结构中数据之间的语义联系、数据之间的制约和依存关系，以及数据动态变化的规则。数据模型数据约束数据操作数据结构四、数据库模型数据库模型是指定义数据库的数据模型。数据库典型数据模型：层次数据模型网状数据模型关系数据模型其它数据模型（如对象数据模型、键值对数据模型、列式数据模型。。。）1.层次数据模型层次数据模型思想：采用“树”结构来组织、存储和管理数据。“高等教育系统”层次数据模型2.网状数据模型网状数据模型思想：采用“网状图”结构组织、存储和管理数据。“高等教育系统”网状数据模型3.关系数据模型关系数据模型思想：采用“二维表”结构组织、存储和管理数据。“课程目录系统”关系数据模型问题：在关系数据模型中，用户如何查询总体数据？采用结构化查询语言（StructureQueryLanguage，SQL）对关系模型中的基本表进行关联数据访问，实现数据整合查看。课程计划查询的SQL操作语句：SELECTCourseID,CourseName,TeacherName,TermFROMCOURSE,TEACHER,CATALOGWHERETEACHER.TeacherID=CATALOG.TeacherIDANDCOURSE.CourseID=CATALOG.CourseID五、数据库系统组成数据库系统包括：用户、数据库应用程序、数据库管理系统和数据库四个组成要素。1.数据库数据库(Database)是一种依照特定模型组织、存储和管理数据的数据结构。在数据库中，不仅存放了数据，而且还存放了数据与数据之间的关系。系号系名电话学号姓名性别所属系课号课名…关系数据库表表表关系一个数据库系统(DatabaseSystem)中通常有多个数据库，每个库由多个数据表（Table）组成。

用户表

系统表

视图

索引

约束

触发器

存储过程数据库内部元素用户表：用户在数据库中创建的数据库表系统表：数据库中系统自带的数据库表视图：数据库中用于对数据进行查询的虚拟表索引：数据库中用于加快数据查询的索引项约束：数据库中对数据、数据关系施加的规则存储过程：数据库内部完成特定功能处理的程序触发器：数据库内部因数据变化自动执行的一类存储过程SQLServer数据库内部元素实例展示：SQLServer数据库内部元素元数据示例元数据——是一种专门描述数据库结构的数据。元数据是放在数据库的系统表内数据库管理系统（DatabaseManageSystem，DBMS

）——是一种专门用来创建数据库、管理数据库、维护数据库，并提供对数据库访问的系统软件。2.数据库管理系统用户数据元数据DBMS系统层次结构数据库管理系统（DBMS）主要功能：

创建数据库和表创建支持结构,如索引等读取数据库数据修改数据库数据

维护数据库结构执行规则并发控制提供安全性执行备份和恢复3.数据库应用程序数据库应用程序是一种在DBMS支持下进行用户数据处理的应用程序。数据库应用程序需实现如下功能:创建并处理表单处理用户查询创建并处理报表执行应用逻辑控制其它应用程序1)创建并处理表单用户注册表单查询学习软件2)处理用户查询3)创建并处理报表月报表4.数据库用户数据库用户（Users）是指数据库系统的使用人员。问题：如何理解元数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统概念数据库系统有哪几个部分组成？处理应用表单数据输入是数据库管理系统的功能吗？一、数据管理技术演化1.2数据库技术发展1.人工管理阶段(20世纪40年代中--50年代中)应用需求:科学计算硬件背景:纸带打孔输入/输出软件背景:没有操作系统数据管理：人工管理数据库的发展历史其实就是数据管理的发展历史，它起源于上个世纪计算机应用初期，其发展经历如下三个阶段。应用程序与数据之间关系：数据的管理者：用户（程序员）数据面向的对象：某一应用程序数据的共享程度：无共享、冗余度极大数据的独立性：不独立，完全依赖于程序数据的结构化：无结构数据控制能力：应用程序自己控制人工管理阶段特点：2.文件系统阶段(20世纪50年代末--60年代中)应用需求： 科学计算、信息管理硬件背景： 磁带、磁鼓、磁盘软件背景： 操作系统、文件系统数据管理：文件方式组织数据以文件方式组织管理数据，并对应用程序提供存取访问接口数据的管理者：文件系统数据面向的对象：某一应用程序数据的共享程度：共享性差、冗余度大数据的结构化：记录内有结构,整体无结构数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序数据控制能力：应用程序自己控制文件系统管理阶段特点：3.数据库系统阶段(20世纪60年代末--现在)应用背景： 大规模数据管理硬件背景： 大容量磁盘、磁盘阵列软件背景： 操作系统、数据库管理系统（DBMS）数据管理：数据库管理系统组织、存储及访问数据DatabaseManagementSystem数据库管理系统数据库管理阶段数据结构化数据的共享性高，冗余度低，易扩充数据独立性高数据由DBMS统一管理和控制数据库管理阶段特点：二、数据库发展重要事件1951：Univac系统使用磁带和穿孔卡片作为数据存储。1956：IBM公司在其Model305RAMAC中第一次引入了磁盘驱动器。1961：通用电气(GE)公司的CharlesBachman开发了第一个数据库管理系统——IDS，采用网状数据模型。1970：E.F.Codd发明了关系模型数据库。1973：由JohnJ.Cullinane领导Cullinane公司开发了IDMS——一个针对IBM主机的层次数据模型DBMS。

1974年，IBM的RayBoyce和DonChamberlin提出SQL(StructuredQueryLanguage)语言。1976：Honeywell公司推出了MulticsRelationalDataStore——第一个商用关系数据库产品。1979：Oracle公司引入了第一个商用SQL关系数据库管理系统。1983：IBM推出了DB2数据库产品。1985：为Procter&Gamble系统设计的第一个商务智能系统产生。1991：BillInmon（比尔.恩门）提出了构建数据仓库。三、数据库技术发展趋势数据库规模朝两头分化发展，大数据库系统越来越大，小数据库系统越来越小。数据库行数据访问到列数据访问。结构化数据库到半结构化XML数据库。数据库系统、数据仓库、商业智能数据分析、大数据处理。

通用数据库、实时数据库、多媒体数据库、空间数据库、分布式数据库、并行数据库。。。问题：数据文件与数据库之间的区别是什么？

应用程序可以直接管理数据库中数据吗?一、数据库应用系统类型1.3数据库应用系统1.业务处理系统业务处理系统(TransactionProcessSystem,TPS)是运用数据库应用程序对机构业务活动（如订购、销售、支付、出货、核算等）信息进行记录、计算、检索、汇总、统计等数据处理，为机构操作层面提供基本业务服务，提高业务处理效率的信息系统。商业终端销售系统航空机票订票系统酒店系统…2.管理信息系统管理信息系统（ManageInformationSystem，MIS）是一种以机构信息管理为主导，利用计算机软硬件、网络通信等IT技术，对机构业务进行整体信息化管理，以达到提高机构工作效率和服务价值，并支持机构职能与运营管理的信息系统。人力资源管理信息系统企业CRM系统企业ERP系统学籍管理信息系统…3.决策支持系统决策支持系统（DecisionSupportSystem）是以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础，以计算机技术、数据库技术、仿真技术和信息技术为手段，为解决特定领域问题，为决策者提供信息服务的信息系统。证券分析与辅助决策信息系统电力市场电价预测信息系统电信营销决策支持系统矿井救灾决策支持系统…二、数据库系统应用结构1.单机结构特点:

在单机结构系统中，整个数据库系统都装在一台计算机上，由一个用户进行访问操作，数据不能共享，数据冗余度大。2.集中式结构特点:

数据库系统的应用程序、DBMS、数据，都放在同一主机上，所有的处理任务由主机完成，多个用户可同时并发地存取数据，能够共享数据。优缺点:

结构简单，易于维护，但是当终端用户增加到一定数量后，数据的存取将会成为瓶颈问题，使系统的性能大大地降低。3.客户/服务器结构优缺点:在这种系统中，用户将数据传送到服务器进行处理。服务器将结果返回给用户，提高了系统的性能和负载能力，但可能带来网络上数据传数量过大。特点:在网络中将某个结点的计算机专门用于执行DBMS核心功能，称为数据库服务器；其他结点上的计算机安装DBMS外围应用开发工具和应用程序，称为客户机。这种把DBMS和应用程序分开的结构就是客户/服务器数据库系统。

服务进程客户端程序4.分布式结构优缺点:适应了地理上分布的企业、团体等组织对数据库的需求，但给数据的处理和维护带来困难。特点：数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但物理分布在计算机网络的不同结点上，每个结点上的主机又连接多个用户。网络中的每一个结点都可以独立地处理数据，执行全局应用。

三、数据库应用系统开发阶段1.系统需求分析系统分析人员与用户交流，按照软件工程方法获取系统数据需求信息，并采用模型定义系统数据组成，及其数据字典。2.系统数据架构设计系统架构设计人员根据系统功能和性能需求，对系统数据架构模型进行设计，包括系统数据概念模型、系统数据逻辑模型和系统数据物理模型。3.系统数据库实现系统数据库开发人员根据系统设计方案，对系统数据库进行部署和模型实现，包括系统数据库创建、数据表创建、索引和约束等对象创建。4.系统测试系统测试人员将测试数据上载到数据库中，对数据库对象进行测试操作访问，实现数据库功能和性能测试。5.系统运行与维护系统运维人员在系统投入运行过程中，对系统数据库进行定期维护和优化，以保证数据库系统正常地、高效地运行。问题：图书管理系统是哪类数据库应用系统？数据库系统应用结构有哪些?各有什么特点?

数据库系统测试的目的是什么？1.4典型数据库管理系统ACCESS——微软公司推出的桌面数据库管理系统SQLSERVER——微软公司推出的商用数据库管理系统

ORACLE——甲骨文公司推出的企业级数据库管理系统

IBMDB2——IBM公司推出的企业级数据库管理系统

Sybase

ASE——Sybase公司推出的企业级数据库管理系统MySql——开源的数据库管理系统。。。。。一、典型数据库管理系统集中DBMS——数据库集中在单一物理机器中分布DBMS——数据库可分布在不同位置物理机器3.按系统部署分类单用户DBMS——仅支持单用户访问多用户DBMS——可支持多用户并行访问2.按用户数分类通用DBMS——支持多种领域数据库应用专用DBMS——支持专用领域数据库应用1.按用途分类二、数据库管理系统分类个人DBMS——适用于单个用户的信息管理应用

企业DBMS——适用于大型的企业级应用4.按使用场景分类实例分析：1.MicrosoftSQLServer2012数据库管理系统属于哪类DBMS？2.SybaseSQLAnywhere12数据库管理系统属于哪类DBMS？3.MicrosoftAccess2013数据库管理系统属于哪类DBMS？4.SQLite3数据库管理系统属于哪类DBMS？三、个人数据库系统与企业级数据库系统比较1.个人数据库系统个人数据库主要运用在少量数据处理、单用户使用的场景。2.企业级数据库系统企业级数据库主要运用在大量数据处理、多用户使用的场景。数百个数据库表上百万行数据/表数千计并发用户问题：个人数据库系统和企业级数据库系统的区别是什么？一、Access数据库软件介绍1.5MicrosoftAccess项目实践——数据库单表关系操作桌面个人数据库管理系统作为Office办公软件套件之一MicrosoftOffice办公软件二、Access数据库创建三、Access数据库表创建四、数据库实践项目案例本节结合一个“成绩管理系统”项目案例来学习MicrosoftAccess关系数据库管理系统基本操作和应用。在本项目案例中，将学生成绩数据库名称定义为Evaluate。在该数据库中，包含学生表（Student）、课程表（Course）、教师表（Teacher）、成绩表（Grade）。字段名称字段编码数据类型字段大小必填字段是否主键学号StudentID文本12是是姓名StudentName文本10是否性别StudentGender文本2否否出生日期BirthDay日期/时间短日期否否专业Major文本30否否手机号StudentPhone文本11否否表1-1学生表（Student）表1-2课程表（Course）字段名称字段编码数据类型字段大小必填字段是否主键课程编号CourseID文本3是是课程名称CourseName文本20是否课程类别CourseType文本10否否学分CourseCredit数字短整型否否学时CoursePeriod数字短整型否否考核方式TestMethod文本10否否表1-3教师表（Teacher）字段名称字段编码数据类型字段大小必填字段是否主键教师编号TeacherID文本3是是姓名TeacherName文本10是否性别T