数据库系统概述

数据库系统概述第1页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.1数据库基础知识数据处理技术的发展数据库系统的组成第2页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.1.1数据处理技术的发展一、数据的概念数据是存储在某一种媒体上能够识别的物理符号。数据的概念包括两个方面：描述事物特性的数据内容以及存储在媒体上的数据形式。

例如“2007年7月1日”是一个数据，它可以表示为“2007-07-01”、“01/07/2007”等多种形式。第3页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.1.1数据处理技术的发展二、数据、信息及数据处理之间的关系数据信息数据处理第4页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.1.1数据处理技术的发展三、数据处理技术发展的三个阶段1．人工管理阶段2．文件系统管理阶段3．数据库系统管理阶段第5页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.1.1数据处理技术的发展1．人工管理阶段应用程序完全依赖于数据。数据的结构、存取的物理地址或存储设备的变化，都要修改相应的应用程序。也就是说，应用程序和数据一一对应，数据和处理它的应用程序混为一个整体。数据大量重复。程序数据完全依赖第6页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.1.1数据处理技术的发展2．文件系统管理阶段计算机出现了操作系统，包含文件管理系统，程序与数据分离，数据被组织在文件中，按名引用，应用程序通过文件管理系统与数据文件发生联系。程序文件数据文件依赖为特定的需要而设计，为某一特定的程序而使用第7页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.1.1数据处理技术的发展3．数据库系统管理阶段数据库系统是在文件系统的基础上发展起来的新技术，它克服了文件系统的缺点，解决了冗余和数据依赖问题，提供了更广泛地数据共享，为应用程序提供了更高的独立性，保证了数据的完整性和安全性，并为用户提供了方便的用户接口。程序文件数据库独立多个用户可同时访问数据库中的数据第8页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.1.2数据库系统的组成1．有关数据库的基本概念

数据库、数据库管理系统、数据库系统

2．数据库系统的特点第9页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.1.2数据库系统的组成(1)数据库(DB──DataBase)

是以一定组织方式存储在一起的结构化的相关数据的集合，它以最优的方式为一个或多个应用服务。第10页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.1.2数据库系统的组成(2)数据库管理系统（DBMS──DataBaseManagementSystem）是处理数据库存取和各种管理控制的软件系统，是数据库系统的中心枢纽。用户对数据库进行的各种操作──数据库的建立、使用和维护，都是在DBMS的统一管理和控制下进行的。VisualFoxpro便是这样的数据库管理系统。第11页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.1.2数据库系统的组成(3)数据库系统（DBS──DataBaseSystem）是指计算机系统引入数据库之后组成的系统，是用来组织和存取大量数据的管理系统。DBS组成计算机系统数据库（DB）数据库管理系统(DBMS)有关人员硬件基本软件数据库管理员应用设计人员最终用户第12页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.1.2数据库系统的组成2．数据库系统的特点（1）数据共享。（2）数据独立性。（3）减少数据冗余。（4）数据的结构化。（5）统一的数据保护功能。第13页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.2数据模型模型的概念概念模型数据模型

第14页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.2.1模型的概念

模型是对现实世界中某个对象特征的模拟和抽象。模型由现实系统的有关元素组成，能够反映这些元素之间的关系，从而反映现实系统的本质。第15页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.2.2概念模型一、概念模型定义概念模型是对现实世界中原始信息结构的描述，它不依赖于具体的数据库系统第16页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.2.2概念模型二、概念模型涉及的基本术语1．实体客观存在并且可以相互区别的事物称为实体。实体可以是实际的事物，如学生、职工、单位等；也可以是抽象的事件，如选课、订货等。2．属性实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。例如学生实体可以用学号，姓名，性别，出生年月，入学时间等属性来描述。第17页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.2.2概念模型3．码唯一标识实体的属性或属性的组合称为码。在VisualFoxPro中对应的概念是关键字。例如学号是学生实体的码。4．域属性的取值范围称为域。不同的属性有不同的取值范围，即不同的域。如成绩的取值范围是0到100。第18页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.2.2概念模型5．实体集同一类型实体的集合称为实体集。例如某个学校的所有学生的集合可以被定义为实体集students。6．实体型具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型。例如，学生（学号，姓名，性别，出生年月，入学时间）就是一个实体型。第19页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.2.2概念模型7．联系实体之间的对应关系称为联系，它反映现实世界事物之间的相互关系。例如，一位学生可以选修多门课程；一门课程可以有多位学生选修。联系形式一对一联系(班级和正班长之间的联系)一对多联系(班级和学生之间的联系)多对多联系(学生与课程之间的联系)第20页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.2.3数据模型一、数据模型定义数据模型是将现实世界中的各种事物及其间的联系用数据及数据间的联系来表示的一种方法。它是人们对客观世界的认识和理解，是对现实世界的抽象描述。

数据模型分类层次模型

网状模型

关系模型

第21页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.2.3数据模型二、层次模型层次模型用树形结构表示实体及实体间的联系。树的结点表示实体类型，树枝表示实体间的联系上级结点与下级结点之间为一对多的联系系编号系名地址教研窒编号教研室名学号姓名成绩职工号姓名研究方向系教研窒学生教员结点实体树枝联系（一对多）第22页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.2.3数据模型三、网状模型网状模型用网状结构表示实体及实体间的联系。每个结点代表一个实体类型，并且允许结点有多于一个的父结点。每一个联系都代表实体之间一对多的联系。结点实体联系（一对多）系教研室学生课程教师任课选课第23页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.2.3数据模型四、关系模型关系模型用二维表结构来表示实体及实体间的联系在关系数据库中，把关系看成一个文件，关系中每个元组为一个记录，即表中的一行。关系中每一列具有相同属性，称为一个字段或一个数据项。元组实体属性名学号姓名性别成绩2007001韩向东男972007002刘玲玲女912007003王兴冬男862007004田茉莉女89属性值属性第24页，共40页，2023年，2月20日，星期六一般的关系数据库元组属性名学号姓名性别成绩2007001韩向东男972007002刘玲玲女912007003王兴冬男862007004田茉莉女89属性值属性记录字段名学号姓名性别成绩2007001韩向东男972007002刘玲玲女912007003王兴冬男862007004田茉莉女89字段值字段具体到VisualFoxPro第25页，共40页，2023年，2月20日，星期六1、关系的性质①每一列中的数据具有相同的数据类型。②不同的列可以有相同的取值集合（域），但必须有不同的名字（属性名）。③行和列的排列次序是无关紧要的。④关系中的各行是不同的，即任意两个记录不能完全相同。

⑤每个数据项是不可再分的数据单位。编号姓名基本工资补贴扣除实发金额粮补副补房租水电编号姓名基本工资粮补副补房租水电实发金额改为第26页，共40页，2023年，2月20日，星期六2、关系运算—选择选择运算--从关系中选取满足一定条件的元组水平方向选择元组（记录）编号系名姓名性别出生年月03004计算机系韩向东男1979.10.1003001计算机系王兴冬男1978.8.703002计算机系宋江明男1981.1.303003计算机系欧阳青山女1979.5.4编号系名姓名性别出生年月03004计算机系韩向东男1979.10.1002001外语系刘玲玲女1979.8.203001计算机系王兴冬男1978.8.704001数学系蒋伟青男1981.6.205001电子工程系翁超雷男1980.8.1005002电子工程系田茉莉女1976.9.203002计算机系宋江明男1981.1.303003计算机系欧阳青山女1979.5.4选择结果选择系名为“计算机系”的记录第27页，共40页，2023年，2月20日，星期六2、关系运算—投影垂直方向选择属性（字段）编号系名姓名性别出生年月03004计算机系韩向东男1979.10.1002001外语系刘玲玲女1979.8.203001计算机系王兴冬男1978.8.704001数学系蒋伟青男1981.6.205001电子工程系翁超雷男1980.8.1005002电子工程系田茉莉女1976.9.203002计算机系宋江明男1981.1.303003计算机系欧阳青山女1979.5.4系名姓名计算机系韩向东外语系刘玲玲计算机系王兴冬数学系蒋伟青电子工程系翁超雷电子工程系田茉莉计算机系宋江明计算机系欧阳青山选择编号和系名第28页，共40页，2023年，2月20日，星期六2、关系运算—连接连接运算--从两个关系中选取满足一定连接条件的元组集合将两个数据表中的某些或全部字段，按照关键字段连接生成一个新的数据表文件编号姓名性别课程教室04001蒋伟青男C语言A30804001蒋伟青男VFP程序设计B10205001翁超雷男C语言A30805001翁超雷男语音模式识别C40205002田茉莉女操作系统A20105002田茉莉女数据结构A504编号姓名性别04001蒋伟青男05001翁超雷男05002田茉莉女编号课程教室05002操作系统A20105002数据结构A50404001C语言A30805001C语音A30805001语音模式识别

C402

04001VFP程序设计B102连接第29页，共40页，2023年，2月20日，星期六3、关系的完整性约束①域完整性约束主要约束一个属性（字段）的取值范围，以及指定是否可以取空值（NULL）。②实体完整性约束每个关系应有一个主关键字段，每个记录的主关键字段的值是惟一的，而且不能为空值。③参照完整性约束简单地说，即设置数据库中两个以上表文件之间对关键字的一种记录维护关系，如同步修改外部关键字或同步进行删除，这样即可确保表之间的记录完整性。④一般性的完整性约束第30页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.3数据库设计目的:要设计出满足实际应用需求的实际关系模型，使之能够有效地存储和管理数据数据库设计的过程:需求分析概念设计逻辑设计物理设计第31页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.3.1需求分析需求分析是整个设计过程的基础，在这一阶段要准确了解与分析用户的需求（包括数据与处理）。用户的需求主要包括三个方面：（1）信息需求。即用户要从数据库中获得的信息内容。（2）处理需求。即需要对数据完成的处理功能及处理方式。（3）安全性和完整性要求。第32页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.3.2概念设计概念设计是整个设计的关键步骤，要对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型描述概念模型的有力工具是E-R模型。E-R模型也称E-R方法，该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型。第33页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.3.2概念设计--E-R图的画法E-R图给出了实体型、属性和联系的表示方法，首先确定系统所用的实体型、属性和联系，然后按下列要求画图：实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体型连接起来。联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体型连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型第34页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.3.2概念设计--E-R图的画法学生管理系统的概念模型用E-R图表示如下学生课程系系编号系名学号姓名性别系编号课程号课程名选课属于1mnp成绩实体型属性属性联系第35页，共40页，2023年，2月20日，星期六1.3.3逻辑设计逻辑设计是将概念设计阶段设计好的E-R图转换为某个DBMS所支