第1章-数据库概论

数据库系统及应用数据库课程的基本教学目标掌握数据库的基本概念和基本理论掌握数据模型和数据库设计方法熟练使用关系数据库标准语言SQL基本掌握DBMS的管理和使用方法基本掌握数据库应用系统的开发方法如何学习数据库课程数据库是一门理论性和实践性都很强的课程，又是专业的核心骨干课程，所以必须下功夫才能学好。学好本课程没有绝对的窍门和捷径，还是建议大家踏踏实实地下真功夫学习。概念多、知识点多数据库课程从一开始就概念多、知识点多，所以要课前预习，带着问题认真听讲，积极思考，提高上课效率。教师上课讲述的都是课程的重点和难点，听好课程可以达到事半功倍的目的。理论性和实践性都很强数据库课程不仅理论性强，实践性也很强，应该实践的内容决不能偷懒，要主动多上机、多实践，提高动手能力。通过上机实践来验证所学的理论、来巩固相关的概念、来促进理论的学习，从而提高分析问题和解决问题的能力。通过实践还可以锻炼心理素质，提高心理承受能力。要理解所学的知识数据库课程一开始会感觉要记的、背的东西太多，我们不提倡死记硬背，要理解，理解了也就记住了。所以要精读课程指定的教材，特别是教师强调的课程中的重点、难点，一定要完全理解，这样才能建立起准确的、完整的知识结构。多看几本参考书任何一本教材都有自己的特色，不可能每个知识点都讲解的很详细，所以还要开阔眼界，打开思路，多看几本参考书，从而补充和完善课堂内所学的知识。参考书目录《数据库基础与应用》（第２版）王珊李盛恩编著人民邮电出版社《数据库系统原理》主编：陆慧娟浙江大学出版社《数据库原理及应用》主编：张丹平周玲元北京航空航天大学出版社主动学习主动学习、自主学习、通过网络学习是对每个新时代的大学生提出的基本要求，所以一定要学会学习。在日益竞争激烈的社会中，只有比别人学的更快才不会被淘汰。/china/sql/default.mspx/global/cn/index.html/cn/software/db2/第1章数据库概

论１.数据库管理及其发展过程２.数据库系统的特点３.数据库模型４.数据独立性与三层结构５.三层模式结构和数据库管理系统６.数据库系统７.事务８.数据库设计什么是数据库数据库管理系统数据库管理和数据库管理员数据库系统数据库的过去、现在和未来概念的理解:数据库是相互关联的数据的集合，它用综合的方法组织数据，具有较小的数据冗余，可供多个用户共享，具有较高的数据独立性，具有安全控制机制，能够保证数据的安全、可靠，允许并发地使用数据库，能有效、及时地处理数据，并能保证数据的一致性和完整性。什么是数据库？特点1：相互关联的数据的集合数据库中的数据不是孤立的，数据与数据之间是相互关联的。也就是说，在数据库中不仅要能够表示数据本身，还要能够表示数据与数据之间的联系。学生课程学生与课程之间的联系特点2：用综合的方法组织数据数据库能够根据不同的需要按不同的方法组织数据顺序索引聚簇特点3：低冗余与数据共享文件系统时：职工基本情况

有关人事管理的数据职工基本情况

有关教育培训的数据教育子系统人事子系统冗余！数据库系统：教育子系统人事子系统低冗余与数据共享有关人事管理的数据职工基本情况有关教育培训的数据共享特点4：数据具有较高的独立性数据独立性是指数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖、彼此独立的特性。特点5：保证数据的安全、可靠数据库技术要能够保证数据库中的数据是安全、可靠的。

有效地防止数据库中的数据被非法使用或非法修改数据遭到破坏时能立刻将数据完全恢复主动安全被动安全安全机制备份恢复最大限度地保证数据的正确性保证数据正确的特性在数据库中称之为数据完整性。考试成绩899特点6：数据可以并发使用

并能同时保证数据的一致性在多个用户同时使用数据库时，能够保证不产生冲突和矛盾，保证数据的一致性和正确性。500元500+300=800500-200=300300元800元500元500元？并发应用

数据库是相互关联的数据的集合，并且它应该具有如下性质：用综合的方法组织数据，具有较小的数据冗余，可供多个用户共享，具有较高的数据独立性，具有安全控制机制，能够保证数据的安全、可靠，允许并发地使用数据库，能有效、及时地处理数据，并能保证数据的一致性和完整性。问题：什么是数据库？人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段及其发展过程数据库的发展过程应用程序1应用程序2应用程序n…数据集n数据集2数据集1…手工阶段应用程序1文件1应用程序2文件2……应用程序n文件n文件系统文件系统阶段文件系统的缺陷数据冗余大数据不一致性程序和数据之间的独立性差数据联系弱…应用程序1应用程序2应用程序nDBMS数据库数据库系统阶段

1、1969年形成产品的美国IBM公司的数据库管理系统IMS（InformationManagementSystem）的问世，该系统支持的是层次数据模型。2、美国数据系统语言协会下属的数据库任务组DBTG（DataBaseTaskGroup）对数据库方法进行了系统的研究，DBTG所提议的方法是基于网状数据模型的。

3、从1970年起，IBM的研究员E.F.Codd发表了一系列的论文，提出了数据库的关系模型，为关系数据库的发展和理论研究奠定了基础。标志着数据库技术诞生的三个事件数据库领域造就了三位图灵奖得主网状数据库之父——CharlesBachman关系数据库之父——E.F.Codd数据库技术专家——JamesGrayCharlesBachman（查尔斯.巴赫曼）

20世纪60年代开始数据处理技术开始逐步广泛应用，数据库技术始于这个时期，由于对数据库标准的制定（具体体现在网状数据库上）对数据库技术的形成奠定了基础，CharlesBachman在其中做出了杰出贡献，为此于1973年获得图灵奖。1970年6月Codd发表论文“用于大型共享数据库的关系数据模型”，及随后的一系列论文，对关系数据库的创立和发展做出了杰出贡献。关系数据库随后取代了层次和网状数据库。1981年获得图灵奖，并被称为关系数据库之父。E.F.Codd(埃德加·弗兰德·科德)JamesGray（吉姆●格雷）在数据库技术、特别是事务处理方面做出了杰出贡献。解决了诸如完整性、安全性、并发控制等一系列等技术难题。1998年获得图灵奖。数据库的研究领域数据模型层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等应用领域政府、企业、金融、交通、教育、科研等计算机技术分布式技术、并行技术、人工智能、多媒体、等数据库技术的广泛应用领域和发展方向各种基于数据管理的信息系统因特网上的Web数据库多媒体数据库工程数据库辅助决策支持人工智能领域的知识库……数据模型：是对现实世界数据特征的抽象其三要素是：数据结构、数据操作、数据约束条件最常用到的数据模型：概念数据模型基本数据模型1.3数据模型初步&1.3.1概念数据模型按用户的观点对数据和信息建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象。现实信息电脑数据的三种范畴实体客观存在并可以相互区分的客观事物或抽象事件称为实体。客观存在的抽象事件订货、演出、足球赛……等也是实体可以触及的客观对象仓库、器件、职工……等是实体属性(特征)身高年龄性别体重……比赛时间、地点、参赛队……实体的表示方式在E-R图中用矩形框表示实体，把实体名写在框内，比如仓库实体可以表示为：仓库联系的表示方式

实体之间的联系用菱形框表示，框内写上联系名，并用连线与有关的实体相连。联系名实体1实体1属性的表示方式

实体的属性用椭圆框表示，框内写上属性名，并用连线连到相应实体。也可以直接将属性名写在实体旁边。仓库仓库号城市面积仓库仓库号城市面积

联系本身也有属性，联系是通过相关联的实体的有关属性体现出来的。联系的属性仓库职工工作仓库号城市面积职工号工资仓库号职工号1n1.3.2逻辑数据模型层次模型网络模型关系模型按计算机系统的观点对数据建模地是现实世界数据特征的抽象，用DBMS来实现层次数据模型

用树形结构来表示实体之间联系的模型称为层次模型。层次模型的典型代表是IMS——InformationManagementSystem层次模型有以下两点限制：有且仅有一个结点无父结点，这个结点即为树的根；其他结点有且仅有一个父结点。层次结构实例层次模型中用的术语层次型片段（Segment）字段型和值？网络数据模型用网络结构来表示实体之间联系的数据模型称为网络数据模型。网络模型的典型代表是CODASYL——ConferenceOnDAtaSYstemLanguageCODASYL用系描述联系系：命名了的联系。SET：相互关联的数据的集合。系由一个父记录型和一个或多个子记录型构成。系是一个二级树。网络结构关系数据模型用关系（表格数据）表示实体和实体之间联系的模型称为关系数据模型。关系实例是对数据最底层的抽象，它描述数据在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法，是面向计算机系统的。1.3.3物理数据模型1.4数据独立性与三层结构什么是数据独立性？如何获得数据独立性？数据独立性是指:

应用程序与存储数据相互独立的特性具体说，就是当修改数据的组织方法和存储结构时，应用程序不用修改的特性。1）存储数据独立性(物理独立性）应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是相互独立。实现存储数据独立性2）概念数据独立性

（逻辑独立性）应用程序与数据的逻辑结构是本互独立的。实现概念数据独立性1.5三层模式结构和数据库管理系统*数据库的三级模式结构*数据库管理系统的总体结构数据库的三级模式结构应用A应用B应用C应用D应用E外模式1外模式2外模式3内模式模式数据库数据库系统的三级模式结构存储模式：是物理结构和存储方式的描述逻辑模式：是数据的逻辑结构和特征的描述。用户模式｜子模式：数据用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征三级模式同时包含了二级映像二级映象在DBMS内部实现这三个抽象层次的联系和转换外模式／模式映像：逻辑独立性模式／内模式映像：物理独立性各级模式之间的关系记住：概念模式带来了存储数据独立性；外部模式带来了概念数据独立性。数据库管理系统的总体结构DBMS读取一条记录时发生的事件：用户程序A向DBMS发出读一条记录的指令，这时用户程序要给出外部文件名和记录的关键字值；DBCS分析所接到的指令，访问对应的外部模式；DBCS完成外部模式到概念模式的转换，决定访问哪个（些）概念文件；接着由DB