计算机基础课件

计算机基础课件第一页，共六十四页，编辑于2023年，星期五25.1数据库系统概述（1）数据管理技术的发展（2）数据库系统的组成★（3）数据库系统的特点★（4）数据库系统的体系结构★（5）数据库系统的应用（6）数据库技术的发展第二页，共六十四页，编辑于2023年，星期五一、数据管理技术的发展

数据管理主要面向非数值数据的处理问题，这类数据的特点是数据量大，数据处理的内容主要是数据的分类、组织、编码、存储、检索和维护等。随着计算机技术的不断发展，数据管理一共经历了下面三个阶段。第三页，共六十四页，编辑于2023年，星期五4应用程序1数据集1应用程序2数据集2应用程序n数据集n……①人工管理阶段50年代中期以前第四页，共六十四页，编辑于2023年，星期五5②文件系统阶段50年代中期至60年代中期应用程序1数据文件1应用程序2数据文件2应用程序n数据文件n……文件管理第五页，共六十四页，编辑于2023年，星期五6③数据库系统阶段60年代后期以来应用程序1应用程序2…数据库数据库管理系统DBMS数据结构化数据的共享性高、冗余度低、易于扩充数据独立性高数据由DBMS统一管理和控制第六页，共六十四页，编辑于2023年，星期五7（2）数据库系统（DBS）的组成★数据库是以一定的数据模型进行组织，长期存放在外存储器（如硬盘）上的一组可共享的相关数据集合。①数据库（DB）②硬件支持系统③软件支持系统数据库管理系统(DBMS),操作系统,应用系统开发工具等。④应用系统

以数据库为基础开发的各种应用程序。⑤有关人员管理、开发、使用数据库系统的人员。主要有：数据库管理员（DBA）、系统分析员、数据库设计人员、应用程序员、用户等。第七页，共六十四页，编辑于2023年，星期五数据库管理系统（DBMS）是管理和控制数据库的系统软件。DBMS是数据库系统的核心软件。功能：数据定义数据操纵数据库管理和控制功能数据库管理系统（DBMS）★（建立数据库，DDL语言）(数据查询、更新，DML语言）第八页，共六十四页，编辑于2023年，星期五

不同的DBMS其功能、规模、价格是不同的。目前常见的DBMS：

Oracle、SQLServer、Sybase、DB2、

Access、VisualFoxpro等。DBMS（数据库管理系统）第九页，共六十四页，编辑于2023年，星期五10①数据结构化②数据共享性高，冗余度低③程序和数据具有比较高的独立性④为用户提供了良好的接口⑤统一和管理控制数据⑥系统灵活，易于扩充（3）数据库系统的特点★第十页，共六十四页，编辑于2023年，星期五11（4）数据库系统的体系结构★从DBMS角度来看，数据库的体系结构是数据库的一个总框架，它是一种三级模式和二级映象结构。这是数据库内部的系统结构。

从数据库最终用户角度来看，数据库结构可分为单机结构、集中式结构、C/S结构、B/S结构等，这是数据库外部的体系结构。

第十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期五12三级模式外模式（概念）模式内模式二级映像外模式/模式映像模式/内模式映像第十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期五13又称子模式或用户模式。是用户与数据库的接口，也是应用程序可见的数据描述。外模式是概念模式的一部分（子集）。外模式通常不唯一。外模式（ExternalSchema）第十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期五14又称模式，是数据库设计者综合所有用户数据，按照统一的观点构成的全局逻辑结构。数据库系统只有一个概念模式。概念模式（ConceptualSchema）第十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期五15又称物理模式或存储模式。用来记录数据库在存储介质上的安排与存储方式。数据库系统只有一个内模式。内模式（InternalSchema）000110001111101010110110000000000000000000000111110000001010010010100100101010010100110001010010101010100101010010101010010101010010100001000000000000000000000000000000000000000000000000000000011111111111111111111111001100011111010101101100000000000000000000001111100001001010010010100100101010010100110001010010101010100101010010101010010101010010100001000000000000000000000000第十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期五16外模式/模式映像：用户数据库和概念数据库之间的对应关系。模式/内模式映像：概念数据库和物理数据库之间的对应关系。二级映像第十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期五17应用程序1应用程序2外模式B外模式A内模式概念模式模式/内模式映像OS数据库管理系统应用程序3应用程序4应用程序5外模式/模式映像A外模式/模式映像B数据库第十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期五18（5）数据库系统的应用1.银行业务系统2.超市销售系统3.学校教学管理系统4.图书管理系统第十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期五（6）数据库技术的发展

层次模型网状模型关系模型★面向对象模型1、数据模型的发展第十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期五

单机结构集中式结构客户机/服务器结构（C/S结构）浏览器/服务器结构（B/S结构）2、数据库系统体系结构的发展第二十页，共六十四页，编辑于2023年，星期五215.2数据模型★（1）数据模型的概念★数据模型：现实世界数据特征的抽象。概念模型数据模型客观事物及其联系现实世界抽象抽象信息世界计算机世界使用数据库的目的：将现实世界中存在的事物以及事物之间的联系抽象出来，加以描述、处理，用以提供有用信息。第二十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期五22（2）概念模型概念模型用于信息世界的建模，是现实世界的真实反映。★概念模型的表示方法：E-R模型(Entity-Relationshipdatamodel)，即实体—联系数据模型。特点：使用简单的概念，清晰的表达方式来直观表达应用对象及语义的关联，便于用户理解。且使所描述的问题和具体的计算机无关。第二十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期五23①实体：客观存在并可相互区别的个体。★几个概念：⑥实体集：同型实体的集合。②属性：实体所具有的某一个特征。③码：唯一标识实体的属性或属性集。④域：属性所有可能取值的集合。⑤实体型：具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质，通常用实体名和属性名集合来抽象和刻画同类实体。⑦联系：现实世界中事物之间的联系抽象到信息世界反映为实体之间的各种联系。第二十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期五24二元联系：只有两个实体集参与的联系AB联系名11⑦联系1:1联系（one-to-one)

如果对于实体集A中的每一个实体，B中至多有一个实体与之有联系，反之亦然，则称A、B有1：1联系。如：班级与班长校长与学校第二十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期五251：m联系(one-to-many)

设有两个实体集A、B，若A中每个实体与B中任意个实体（包括零个）相联系，而B中每个实体至多和A中一个实体有联系，则称A和B是1：m联系。如：班级与学生系部与教师AB联系名1m第二十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期五26AB联系名mnm：n联系(many-to-many)

若两个实体集A、B中的每一个实体都和另一个实体集中任意个实体（包括零个）有联系，则称A、B是m：n联系。如：教师与学生学生与课程第二十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期五27E-R

图表示方法E-R

图实体名实体：用矩形表示联系名联系：用菱形表示属性名属性：用椭圆形表示连线：实体与属性间、联系与属性间、联系与实体间。连线上要标注联系类型。第二十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期五28举例：学生选课客观事物：学生选择课程抽象出概念模型：实体学生，属性学号、姓名…实体课程，属性课程号、课程名…上述两个实体的联系：选课现实世界：信息世界（使用E-R模型）：第二十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期五29学号姓名出生年月系别性别成绩选课nm学生课程课程号课程名学时开课时间E-R

图表示：下面的任务：继续抽象，得到数据模型第二十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期五30（3）数据模型的分类DBMS四种数据模型层次模型网状模型关系模型★面向对象模型常用关系型数据库FoxproAccessSQLServerDB2SYBASEORACLE等第三十页，共六十四页，编辑于2023年，星期五315.3关系模型★把数据组织成二维表的形式，这种表格称为关系（1）关系模型的逻辑结构用二维表结构表示实体集之间的联系的数据模型表中存放两类数据：实体本身的数据实体间的联系第三十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期五3202数学82-06-20男周光明0102010401建筑81-11-08女王丽0102010301信息81-07-10男张强0102010202计算机82-10-16男李明01020101年级系别出生日期性别姓名学号★域：属性的取值范围★分量：元组中一个属性值★关系模式：对关系的描述。学生（学号，姓名，性别，出生日期，系别）★关系：二维表★元组：行；记录★属性：列；字段★关键字：唯一确定★主键：主关键字第三十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期五

（2）、关系的性质（1）同一属性的数据具有同质性。（2）属性值必须是不可分的数据项。（3）同一关系的属性具有不能重复性。（4）关系中任意两个元组不能相同。（5）关系中元组的顺序可以任意交换。（6）关系中列的顺序可以任意交换。第三十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期五（3）、关系模型的存储结构在支持关系模型的数据库物理结构中，关系以文件形式存储。二维表与操作系统中的文件对应。

有的DBMS一个表对应一个文件；有的DBMS多个表对应一个文件。

第三十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期五355.3.2关系操作关系操作包括：查询操作：按照某种条件获取某张表中行、列的内容，或者通过表之间的联系获取多张表相应行、列的内容。（不修改）更新操作：插入、删除、修改表中的数据。（修改）第三十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期五365.3.2关系操作关系代数的运算可分成两类：传统的集合运算专门的关系运算关系操作的表示：关系代数:代数关系演算：谓词具有关系代数和关系演算双重特点的语言第三十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期五37ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1RABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1SABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1a1b3c2R∪S注意：并运算的结果必须消除重复的元组。①并：传统的集合运算★如果关系R和关系S，它们具有相同的模式结构，则称R和S是“并相容”的。相同的列（字段）第三十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期五38ABCa1b2c2a2b2c1R∩SABCa1b1c1R－S②差：设关系R和S并相容，其差操作结果生成一个新的关系，该关系由属于R但不属于S的元组组成。③交：设关系R和S并相容，其交操作结果关系中的元组由既属于R又属于S的元组组成。ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1RABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1S第三十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期五39④广义笛卡尔积：ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1RABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1SR.AR.BR.CS.AS.BS.Ca1b1c1a1b2c2a1b1c1a1b3c2a1b1c1a2b2c1a1b2c2a1b2c2a1b2c2a1b3c2a1b2c2a2b2c1a2b2c1a1b2c2a2b2c1a1b3c2a2b2c1a2b2c1RxS想一想：RxS的行数？列数？结论：R×S的行数=R的行数×S的行数R×S的列数=R的列数+S的列数第三十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期五40①选择：

选择运算是从关系中选择满足条件的元组组成一个新关系，是从行的角度进行的水平操作。专门的关系运算★02数学82-06-20男周光明0102010401建筑81-11-08女王丽0102010301信息81-07-10男张强0102010202计算机82-10-16男李明01020101年级系别出生日期性别姓名学号例：如果选择条件是系别为“数学”，结果是什么？第四十页，共六十四页，编辑于2023年，星期五41②投影：投影运算是从关系的属性中选择属性列，由这些属性列组成一个新关系。纵向操作。02数学82-06-20男周光明0102010401建筑81-11-08女王丽0102010301信息81-07-10男张强0102010202计算机82-10-16男李明01020101年级系别出生日期性别姓名学号例：如果“学号”和“姓名”列做投影，结果是什么？第四十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期五42③连接：将不同的两个关系连接成为一个新关系。是从两个关系的广义笛卡尔积中选取属性值满足一定条件的元组。连接运算中最为常用的连接：等值连接、自然连接。ABCa1b15a1b26a2b38a2b412RBEb13b27b310b32b52S例：连接条件为R.C<S.ER.AR.BR.CS.BS.Ea1b15b27a1b15b310a1b26b27a1b26b310a2b38b310R×S共有20行，5列第四十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期五43连接运算符为“=”的连接为等值连接。它是从两个关系的广义笛卡尔积中选取属性值相等的那些元组。R.AR.BR.CS.BS.Ea1b15b13a1b26b27a2b38b310a2b38b32例：等值连接R和S,连接条件为R.B=S.B等值连接ABCa1b15a1b26a2b38a2b412RBEb13b27b310b32b52S连接结果：第四十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期五44一种特殊的等值连接，要求两个关系中进行比较的必须是相同的属性组，并且在结果中把重复的属性去掉。ABCa1b15a1b26a2b38a2b412RBEb13b27b310b32b52SABCEa1b153a1b267a2b3810a2b382相应的自然连接自然连接R.AR.BR.CS.BS.Ea1b15b13a1b26b27a2b38b310a2b38b32等值连接,条件R.B=S.B第四十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期五45实体完整性：关系的主码不能取空值参照完整性用户定义的完整性5.3.3关系完整性约束（了解）第四十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期五46学号姓名出生年月系别性别成绩选课nm学生课程课程号课程名学时开课时间举例：学生选课下面就把这个E-R图转换为关系模型！第四十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期五475.3.4由E-R图向关系模型的转换一个实体转换为一个关系，实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。实体间的联系遵循一定的转换规则。将E-R图转换为关系模型，实际上就是将实体、实体的属性和实体间的联系转换为关系模型。转换方法：关系模型E-R图第四十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期五48①一个1：1的联系可以转换为一个独立的关系，也可以与任意一端对应的关系合并。实体间的联系的几种转换规则：②一个1：n联系可以转换为一个独立的关系，也可以与n端对应的关系合并。③一个m：n联系转换为一个关系。④三个或三个以上实体间的一个多元联系可以转换为一个关系。第四十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期五49学号姓名出生年月系别性别成绩选课nm学生课程课程号课程名学时开课时间例：将学生选课E-R图转换为关系模型。分析：两个实体（学生和课程）一个联系（选课）第四十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期五50学号姓名出生年月系别性别学生学生实体学生关系

学生关系实例（S）第五十页，共六十四页，编辑于2023年，星期五51课程实体课程关系课程课程号课程名学时开课时间第五十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期五52选课联系选课关系成绩选课nm学生课程第五十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期五535.4关系数据库（1）关系数据库的特点模型简单数据独立性高有坚实的理论基础第五十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期五54基本步骤：需求收集和分析设计概念结构设计逻辑结构数据模型优化设计物理结构设计评价物理实现实验性运行使用、维护数据库（2）关系数据库的设计（了解）第五十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期五55①SQL的发展及其特点SQL即结构化查询语言；★关系数据库的标准语言；★一种高度非过程语言。使用的两种方式：

自主语言：独立使用嵌入式语言：嵌入其他高级语言中（3）关系数据库标准语言SQL简介例：select*fromstuwherexh=0101第五十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期五56②SQL的主要功能数据定义功能数据操纵功能数据控制功能第五十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期五575.5常见的关系数据库系统简介AccessOracleSQLServerDB2MySQLSybaseVisualFoxPro第五十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期五1.Access

Access是Microsoft公司推出的Office系列办公软件中的组件之一,是目前流行的桌面数据库管理系统。主要适用于中小型应用系统。主要特点:

(1)存储方式单一

(2)操作简便、使用方便

(3)兼容多种数据库格式

(4)嵌入VBA编程语言

(5)具有Web网页发布功能

(6)可应用于客户／服务器方式第五十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期五2.OracleOracle数据库管理系统是由Oracle公司推出的关系型数据库管理系统。它是当前世界上应用最广泛、功能最强大、可用性最高的数据库管理系统，适用于大型数据库应用系统。主要特点:（1）具有完整的数据管理功能（2）提供分布式数据库能力（3）可兼容性（4）可移植性（5）可连接性（6）提供功能齐全的数据库开发工具拉里.艾里森

第五十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期五3.SQLServer