Oracle数据库管理第1讲

Oracle数据库管理一

数据库基础知识李永信息工程系计算机基础教研室一数据库基础知识1.1数据库系统概述1.2数据模型1.3数据库系统的结构1.4数据库系统的组成重点难点

重点：数据库的相关概念、发展过程、数据库系统三级模式和两级映像的体系结构、数据库系统的逻辑独立性和物理独立性等。

难点：数据库系统的大量基本概念、数据模型和数据库系统的体系结构。数据库的地位数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透。数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。四位图灵奖得主CharlesW.Bachman1973年获“图灵奖”“网状数据库之父”四位图灵奖得主

EdgarFrank"Ted"Codd1981年获得“图灵奖”“关系数据库之父”四位图灵奖得主

JamesNicholas"Jim"Gray1998年获得“图灵奖”“事务处理技术”四位图灵奖得主

MichaelStonebraker2014年获得“图灵奖”“数据库领域的布道者”第1章绪论1.1数据库系统概述1.2数据模型1.3数据库系统的结构1.4数据库系统的组成1.1.1数据库的4个基本概念1.数据(Data)数据库中存储的基本对象数据的定义描述事物的符号记录数据的种类数字、文本、图形、图像、音频、视频等数据的特点数据与其语义是不可分的1.1.1数据库的4个基本概念数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的。例如：93是一个数据语义1：学生某门课的成绩语义2：某人的体重语义3：计算机系2003级学生人数语义4：请同学给出。。。1.1.1数据库的4个基本概念学生档案中的学生记录（李明，男，197205，江苏南京市，计算机系，1990）语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在院系、

入学时间解释：李明是个大学生，1972年5月出生，江苏南京市

人，1990年考入计算机系2.数据库DB(DataBase)

指长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。

1.1.1数据库的4个基本概念举例：记录数据表存储过程视图….…

订单

客户

产品

1.1.1数据库的4个基本概念

（1）实现数据共享（2）减少数据的冗余度（3）数据的独立性（4）数据实现集中控制（5）实现存储数据（6）提供了数据检索（7）数据一致性和可维护性

◆DB特点？1.1.1数据库的4个基本概念3.数据库管理系统DBMS（DataBaseManagementSystem）

是对数据库中的数据进行存储和管理的软件系统，位于用户和操作系统中间。

DBMS功能？1.1.1数据库的4个基本概念

（1）数据定义功能（2）数据组织、存储和管理

（3）数据操纵功能

（4）数据库的事务管理和运行管理（5）数据库的建立和维护功能（6）其他功能◆DBMS功能1.1.1数据库的4个基本概念

(1)MicrosoftSQLServer

(2)OracleServer

(3)Sybase

(4)IBMDB2

(5)MySql◆流行的DBMS1.1.1数据库的4个基本概念

指在计算机系统中引入数据库后的系统的构成。

4.数据库系统DBS（DataBaseSystem）

1.1.1数据库的4个基本概念数据库系统的构成数据库数据库管理系统（及其开发工具）应用系统数据库管理员DBS构成1.1.1数据库的4个基本概念1.1.2数据管理技术的产生和发展人工管理阶段，50年代中期以前；文件系统阶段，50年代后期至60年代中期；数据库系统阶段，60年代后期开始。背景：硬件：外存只有卡片、纸带、磁带，没有磁盘等直接存取设备。软件：汇编语言，没有操作系统和管理数据的软件。数据处理方式：批处理。1、人工管理阶段（50年代中期以前）1.1.2数据管理技术的产生和发展特点：–数据不保存–应用程序管理数据–数据不共享–数据不具有独立性1、人工管理阶段（50年代中期以前）1.1.2数据管理技术的产生和发展人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系应用程序1应用程序2应用程序n数据组1数据组2数据组n特点:一组数据对应一个程序，数据是面向应用的。1.1.2数据管理技术的产生和发展2、文件系统阶段（50年代后期至60年代中期）背景：硬件：有了磁盘、磁鼓等直接存储设备。软件：出现了高级语言和操作系统，有了专门管理数据的软件——文件管理系统。数据处理方式：批处理,联机实时处理。1.1.2数据管理技术的产生和发展2、文件系统阶段（50年代后期至60年代中期）特点：–数据可以长期保存在磁盘上–文件系统管理数据–数据共享性差，冗余度大–数据独立性差1.1.2数据管理技术的产生和发展应用程序1应用程序2应用程序3数据文件1数据文件2数据文件n文件管理系统文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系1.1.2数据管理技术的产生和发展3、数据库系统阶段（60年代后期开始）背景：硬件：出现了大容量磁盘，价格下降。软件：价格上升，使开发和维护系统的成本增加。数据处理方式：联机实时处理。1.1.2数据管理技术的产生和发展3、数据库系统阶段（60年代后期开始）特点：–数据的结构化–数据共享性高，冗余度低，易扩充–数据独立性高–数据由数据库管理系统统一管理和控制1.1.2数据管理技术的产生和发展数据库系统阶段应用程序与数据之间的对应关系数据库数据库管理系统DBMS应用程序1应用程序2用户1.1.2数据管理技术的产生和发展人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段背景应用背景科学计算科学计算、管理大规模管理硬件背景只有纸带、卡片、磁带

磁盘、磁鼓等直接存取设备大容量磁盘等软件背景

没有操作系统和数据管理软件

有操作系统，文件管理软件数据库管理系统处理方式批处理联机实时处理，批处理分布式处理，联机实时处理，批处理特点数据的管理者

用户（程序员）文件管理软件数据库管理系统数据独立性

不独立，数据与程序不可分割独立性差数据独立于程序数据共享程度不共享，数据冗余极大共享性差，数据大量冗余共享性高，冗余度低数据面向对象

面向应用，一个程序对应一组数据

面向应用，一个数据文件可以被多个应用程序使用面向系统数据结构化无结构记录内有结构，整体无结构整体结构化，用数据模型描述数据管理三个阶段的比较1.1.3数据库设计步骤1、需求分析2、概念设计3、逻辑设计4、物理设计5、数据库实施6、数据库运行维护问题DBMS实现一数据库基础知识1.1数据库系统概述1.2数据模型1.3数据库系统的结构1.4数据库系统的组成

数据模型（datamodel）是对现实世界数据特征的抽象。1.2数据模型数据模型应满足三方面要求能比较真实地模拟现实世界容易为人所理解便于在计算机上实现1.1.2两类数据模型数据模型分为两类（分属两个不同的层次）

（1）概念模型（2）逻辑模型和物理模型1.1.2两类数据模型DBMS支持的数据模型概念模型认识抽象信息世界机器世界现实世界中客观对象的抽象过程现实世界现实世界概念模型数据库设计人员完成逻辑模型物理模型由DBMS完成概念模型逻辑模型数据库设计人员完成E-R数据模型（Entiry-Relationshipdatamodel）1.2.2概念模型1.实体（Entity）

实体是一个有着一系列显著的、易辨认的属性的对象。有具体的，也有抽象的；有物理上存在的，也有概念性的。2.属性（Property）

属性是实体的特性。实体或联系一般具有若干特征，这些特征就称为实体或联系的属性。一个实体可以有一个或多个属性；

属性有型和值的区别；

每个属性都有一定的变化范围，通常称为属性的域。1.2.2概念模型3.联系（Relation）

实体与实体之间的关系抽象为联系。一对一（1：1）一对多（1：n）多对多（m：n）1.2.2概念模型E-R图E-R图是E-R数据模型的图形表示法。表示实体型，框内写实体名表示实体的属性

表示实体间的联系连接各部分1.2.2概念模型两个实体之间的联系1.2.2概念模型

【例1-1】实体间的联系实体型间1：1联系实体型间1：n联系实体型间m：n联系三个实体型间1：n联系同一实体型间1：n联系领导学生1n管理班主任班级11组成学生班级1n讲授教师课程参考书1mn选修学生课程mn实体与属性：实体及其联系图（E-R图）学生学号姓名性别年龄讲授教师课程参考书组成学生班级选修领导成绩人数【例1-2】为“学生选课系统”设计E-R模型在学校里的学生和课程之间，由于一名学生可以选修多门课程，而每门课程可以有多名学生选修，所以学生和课程之间是多对多联系。1.2.3数据模型的组成要素数据结构

数据操作完整性约束条件1.2.3数据模型的组成要素什么是数据结构描述数据库的组成对象，以及对象之间的联系描述的内容与数据类型、内容、性质有关的对象与数据之间联系有关的对象数据结构是对系统静态特性的描述1.2.3数据模型的组成要素数据操作对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的操作及有关的操作规则数据操作的类型查询更新(包括插入、删除、修改)数据操作是对系统动态特性的描述1.2.3数据模型的组成要素数据的完整性约束条件一组完整性规则的集合。完整性规则：给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规则用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。1.2.4常用的数据模型层次数据模型（hierarchicalmodel）网状模型（networkmodel）关系模型（relationalmodel）面向对象数据模型（objectoriedteddatamodel）对象关系数据模型（objectrelationaldatamodel）半结构化数据模型（semistructuredatamodel）层次数据模型用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点；根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。

1.2.5层次模型教员学生层次数据库模型1.2.5层次模型教员学生层次数据库的一个值1.2.5层次模型1.2.5层次模型层次数据模型的优点：

（1）数据结构清晰简单（2）查询效率高（3）提供了良好的完整性支持。层次数据模型的缺点：

（1）不适合表示现实世界的非层次性联系

（2）查询子女结点必须通过双亲结点。适合于描述具有一对多的层次联系网状数据模型它取消了层次模型的限制，从树的结构变为了图的结构，允许多个结点没有双亲结点，允许结点有多个双亲结点，此外它还允许两个结点之间有多种联系（称之为复合联系）。1.2.6网状模型1.2.6网状模型R1R2R3(a)L1L2R1R2(b)L1L2R1R2R4R3R5L1L2L3L4L5(c)1.2.6网状模型学生/选课/课程的网状数据模型网状数据模型的优点：

（1）能够更为直观的描述现实世界（2）具有良好的性能，存取效率较高层次数据模型的缺点：

（1）结构比较复杂，不利于最终用户掌握

（2）网状模型的DDL、DML复杂，不容易使用（3）记录之间联系通过存取路径实现的，加重编写应用程序的负担。1.2.6网状模型1.2.7关系模型关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式1970年美国IBM公司SanJose研究室的研究员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型1.2.7关系模型一逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。

关系学生登记表关系名主码属性（列）属性名元组学号姓名性别系别年龄籍贯95001950029500395004……95700李伟刘力王成张明杨东男女女男男计科信息数学计科物理2019181921江苏山东北京北京山西关系模型数据结构关系：一个关系对应于一张表。元组：表中的一行称为一个元组。属性：表中的一列称为属性。主码：唯一标识一个元组的某个属性组。域：属性的取值范围。分量：元组中的一个属性值。关系模式：对关系的描述。

关系名（属性1，属性2，…，属性n)学生（学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）1.2.7关系模型关系模型数据结构1.2.7关系模型关系必须是规范化的，满足一定的规范条件最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项,不允许表中还有表

职工号姓名职称工资扣除实发基本津贴职务房租水电86051陈平讲师13051200501601122283一个工资表(表中有表)实例一数据库基础知识1.1数据库系统概述1.2数据模型1.3数据库系统的结构1.4数据库系统的组成关系模型数据结构1.3数据库系统的结构从数据库管理系统角度看，数据库系统通常采用三级模式结构，是数据库系统内部的系统结构

从数据库最终用户角度看（数据库系统外部的体系结构），数据库系统的结构分为:单用户结构主从式结构分布式结构客户／服务器浏览器／应用服务器／数据库服务器多层结构等关系模型数据结构“型”和“值”的概念型(Type):对某一类数据的结构和属性的说明值(Value):

是型的一个具体赋值例如:学生记录型：（学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）一个记录值：