大学计算机基础第六章数据库技术基础

第6本撤据库秋木基勒

I•数据库概述

•数据模型

•关系数据库

四川大学计算机基础教学实验中心＜I＜沙＞1

6.1数据库概述

6.1.1数据和数据管理

6.1.2数据管理技术的发展

6.1.3数据库系统

大学计算机基础（第6章）2

6/L1数据管理

1.数据管理（P166）

在数据处理过程中，70%〜80%主要用于数据分类、

统计和查询，对数据进行有效管理显得十分重要。

新信息

已知信息收集、分类、组织

加工传递

数据1新数据

计算机

数据处理

大学计算机基础（第6章）3

6.1.2数据管理技术的发展

人工管理阶段

文件系统阶段

数据库系统阶段

大学计算机基础（第6章）4

6・1.2数据管理技术的发展

1.人工管理阶段（P167）

数据和程序不可分割，靠人工对数据进行管理。

应用程序A・1数据1

I应用程序据2

①没有专门的软件对数据进行管理

②数据彼此独立，数据间没有联系

③数据冗余度大

④数据不保存，不能实现数据共享

大学计算机基础（第6章）5

6・1.2数据管理技术的发展

2.文件系统阶段（P167）

数据和程序分开存放，由操作系统的文件管理系统进行管理O

程序文件数据文件

①程序和数据有一定的独立性

②简单的数据共享与数据管理能力

大学计算机基础（第6章）6

6.1.2数据管理技术的发展

缺点

①共享性较弱

②数据冗余度大，易造成数据不一致

③安全性差

④数据联系弱

数据1：孽住基本再包

学号姓名性别年龄院系专业

数据2:与住修课再包

五邑姓2超;程名学时学分

大学计算机基础（第6章）7

6・1.2数据管理技术的发展

3.数据库系统阶段（P167）

数据以数据库的形式保存，数据独立出来集中管理。

应用程序A

数据库

|应用程序可管理系统

（DBMS）

应用程序C

①程序和数据彼此独立，实现了数据共享

②数据以数据库的形式保存，可最大限度地减少数据的冗余

③由专门的软件实现数据库的建立、管理和维护

大学计算机基础（第6章）8

6.1.2数据管理技术的发展

4.数据库技术的发展（P168）

是由一组数据组成的，这些数据物理上

C分布式数据库分布在计算机网络的不同结点（亦称为

场地）上，逻辑上是属于同一个系统的”.

数据仓库就是面向主题的、集成的、不

数据仓库可更新的（稳定性）、随时间不断变化（不

同时间）的数据集合，用以支持经营管理

中的决策制定过程.

是数据库技术与面向对象程序设计方法

面向对象数据库相结合的产物。

多媒体数据库需处理的信息包括数值、文本、

图形、图像、声音、和视像等。对这些信息

＜多媒体数据库进行管理、运用和共享的数据库就是多媒体

数据库。

大学计算机基础（第6章）9

6.1.3数据库系统

1.数据库系统组成（P171）

数据库系统是指使用数据库后的计算机系统,

用来实现数据的组织、存储、处理和数据共享。

数据库系统DBS

大学计算机基础（第6章）10

6.1.3数据库系统

2.数据库系统体系结构（P172）

数据库系统体系结构分为三级模式结构。

大学计算机基础（第6章）11

破据星系加馍式辂构

外模式：面向用户或应用程序员的用户级；外模式是用户与数据

Forml皿凶三若干个外部记

外模式1：/入院费用登记.1□1x|乍,

.口

外模式2但畸凝明你］口口

病历号（2000木

姓名|W病历号（200012092入院日期|oo12.09备注|肝胆外科，肝硬化」敢

旧

姓名画I入院科室|肝胆外科

性别prmd

性别同入院诊断।应海扃i

初皂

出生日期而口

出生日期（1933.07.22肝厩化

入院日期向72J

上一条|下一条|修改|退出|

日期病历号预付款床位予药费治疗费药名

下一条|上一奈0012.092000120922nnn±j00056000051.400(

0012.1020001209250.0026000030.810(

________1___J

00.12.1120001209250.0068,000054.990(

0012.1220001209250.0082000030.160(

0411.21200012092n±j0.000010

同一模式可帐目浏览方式|

费用汇第||余颔|

对应多个外2000|150|167|2321450帐目追加修改方式

模式

大学计算机基础（第6章）12

破据星系加馍式辂构

模式：面向建立和维护数据库人员的概念级；模式是对数据库的

整体逻辑描述。它仅描述现实世界中的实体、属性和它们

之间联系的类型。概念模式的主体就是数据库的数据模型。

用图示法可得到数据库的模式图即数据模型图。

入院登记表

I姓名性别病历号出生日期|入院日期入院诊断南丽莹初堂畜注

张国有男J01231943.01.080012.31：胆石症肝胆外科TMemoi

01.01.03；感冒

石红女20010103490.01.24呼吸内科FMemo.i....

oi.oi.io:结核病Memo:

周天喜男20010110778,11,21感染科T.....；

费用明细帐

病历号日期预付款|床位费|药费治疗费合计床号药名医嘱说明

200012319|00.12.312000^30.00i33.670050.0000213.6700018Memo

200012319j01.01.01?30.00135.370018.0000183.3700018Memo

200012319101.01.02ho.ooj24.080039.0000193.0800018Memo

200101034)01.01.032000j30.00126.950097.0000153.9500131Memo

200101034(01.01.04!30.00:33.110044.0000107.1100131Memo

200101107101.01.103000|50,00!67.240092.0000209.2400101Memo

大学计算机基础（第6章）13

•一席一•馍式辂构

内模式：面向系统程序员的物理级。是数据物理结构和存储结构的

描述，即是数据在数据库内部的表示方式，它定义所有的内部

记录类型、索引和文件的组织方式，以及数据控制方面的细节。

入院登记表费用明细帐

字段名类型宽度小数位数索引字段名类型宽度小数位数索引

xm字符型8rq日期型8

xb字符型2blh字符型10

blh字符型10yfk数值型50

csrq日期型8cwf数值型62

ryrq日期型8yf货币型4

ryzd字符型10zlf货币型4

ryks字符型8hj货币型4

cf逻辑型1ch字符型3

bz备注型4ym字符型16

yzsm备注型4

索引、索引类型,、数据词典与表间关系等

大学计算机基础（第6章）14

6.L3数据库系统

3.数据库管理系统(P172)

数据库管理系统是对数据资源进行组织和

，管理，使数据成为方便用户使用的资源，易于

，为各种用户所共享，并增强数据的安全、完整

1性和可用性。

大学计算机基础(第6章)15

6.L3数据库系统

功能

’数据库定义定义构成数据库的三级模式和两级映射。

数据库操纵实现对数据库中数据的基本操作。

包括数据库初始化时数据的装入，数据

《数据库建立和维护库的转储和数据库的恢复，以及数据

库性能的分析和监视等功能。

数据库控制对数据库的运行进行管理

数据组织存储和管理实现对数据表的相关操作

大学计算机基础（第6章）16

6・1.3数据库系统

组成

定义数据库模式和数据库存储

数据定义语言(DDL)结构与存取方式

用来表示用户对数据库的操作请

数据操纵语言(DML)求，是用户与DBMS之间的接口。

语言翻译处理程序、系统运行

数据库管理例行程序控制程序、公用程序。

大学计算机基础(第6章)17

6.L3数据库系统

4.典型数据库管理系统简介（P174）

Access

小型数据库管理系统

VisualFoxPro

Oracle

〔大型数据库管理系统SyBASE

SQLServer

大学计算机基础（第6章）18

6.2数据模型

6.2.1基本概念

6.2.2概念数据模型

6.2.3逻辑数据模型

大学计算机基础（第6章）19

6.2」基本概念

1.数据模型（P177）

数据库中的数据模型可以将复杂的现实世界反映到计算机

数据库中的物理世界，这种反映是一个逐步转化的过程。

2.数据模型的建立（P177）

622概念数据模型

L实体（P177）

（1）实体（Entity）客观存在并可以相互区别的事物称为实体。

(2)属性(Attribute)实体所具有的某一特性称为属性。

(3)码(Key)唯一标识实体的属性集称为码。

（4）实体集（EntitySet）同型实体的集合称为实体集。

联系现实世界的事物彼此之间是有联系的，代表

(5)(Relationship)实体的数据之间也存在着联系。

2.实体之间的联系（P178）

实体与实体的联系（1）（一对一）的联系

可分为三类：（2）1：»（一对多）的联系

（3）m:n（多对多）的联系

大学计算机基础（第6章）21

6.2.2概念数据模型

3.E・R图（Pi78）

用实体联系模型（Entity-RelationshipModel,E-R）来

描述现实世界的概念模型，E-R方法也称为E-R模型。E-R图提

供了一组实体（对象）、实体的属性及其联系的方法。

实体：矩形框（并在矩形框里写上实体名）

属性：椭圆框（并在椭圆框里写上属性名）

联系：菱形框（并在菱形框里写上联系方式）

大学计算机基础（第6章）22

大学计算机基础（第6章）23

6.2.2概念数据模型

如果实体集A中的一个实体至多与实体集B中的一个实

1：1体相对应（相联系），反之亦然。

如果实体集A中的一个实体与实体集B中的多个实体相

1:n对应（相联系），反之，实体集B中的一个实体至多与实

体集A中的一个实体相对应（相联系）。

如果实体集A中的一个实体与实体集B中的多个实体相

m:n对应（相联系），而实体集B中的一个实体与实体集A中

的多个实体相对应（相联系）

成绩排课

大学计算机基础（第6章）24

623逻辑数据模型

表示实体与实体之间联系的模型又称为逻辑数

据模型，是对客观事物及其联系的数据描述。数据

库管理系统采用的数据模型一般有以下三种：

1.层次模型（P179）

层次模型用树形结构表示各类实体及实体间的联系。

大学计算机基础（第6章）25

623逻辑数据模型

2.网状模型（P180）

是一种比层次模型更具有普遍性的结构，它去掉了层次模型的两

个限制，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（称为复合联系）。

大学计算机基础（第6章）26

623逻辑数据模型

3.关系模型（P180）

用二维表格数据（即集合论中的关系）来表示实体和实体间联系的

模型。以下学生基本情况表就是一个关系，关系名是“学生”。

学号姓名性别出生日期入学成绩专业籍贯

020101胡涛男85/10/11538经济学四川

020102朱小青女85/03/12560.5经济学四川

020103张大伟男84/01/05679经济学广西

020104顾玉忠男85/10/01537经济学辽宁

020105王容女86/02/02465经济学北京

大学计算机基础（第6章）27

6.3关系型数据库

6.3.1关系模型的组成

6.3.2关系模型的建立

6.3.3关系的基本运算

大学计算机基础（第6章）28

6.3」关系模型的组成

1.元组（记录）（P181）

一个二维表中的行称为元组。

2.表结构（P181）

二维表中第一行，由字段名组成。

学号姓名性别出生日期入学成绩专业籍贯

020101胡涛男85/10/11538经济学四川

020102朱小青女85/03/12560.5经济学四川

020103张大伟男84/01/05679经济学）西

020104顾玉忠男85/10/01537经济学辽宁

020105王容女86/02/02465经济学北京

大学计算机基础（第6章）29

3.属性（字段）（P181）

二维表中的列称为属性，每个属性有属性名、数据

类型、宽度，属性的取值范围称为域。

例如，性别只能从“男”、“女”两个汉字中取其一；逻

辑型属性婚否只能从逻辑真（.T.）或逻辑假（.F.）两个值中取

值。

4.关系模式（P181）

关系结构的描述称为关系模式。

例如，学生关系模式可表示为：学生（学号，姓名，性别,

出生日期，入学成绩，专业，是否党员，籍贯，简历）

大学计算机基础（第6章）30

623关系模型的组成

5.关键字(P181)

在一个关系模式中，必然存在这样一个属性组，当这个

属性组的值确定之后，关系中别的属性值也就唯一地被确定

了。这个属性组就是该关系模式的关键字，或称主码。

例如，学生关系中的“学号”、课程关系中的“课程

号”和学习关系中的“学号+课程号”。

学生关系学习关系课程关系

学号姓名年龄性别籍贯学号课程号成绩课程号课程名教师

04001韩遇20男北京04001C40190C401计算机基础王实

04002杜芙21女上海04001C40285C402数据库技术黄燕八、、

04003李柏22男武汉04002C40192C403操作系统李博卿

04002C40291C404软件工程刘得翼

04003C40367

大学计算机基础（第6章）……31

623关系模型的组成

5.关键字（P181）

止匕外，一个关系模式中如果不止一个关键字，则称这些

关键字为候选关键字（课程关系中的课程号、课程名）。指定其

中一个作为关系演算的操作变量，这个候选关键字即为主关

键字（主键）。

学生关系学习关系课程关系

学号姓名年龄性别籍贯学号课程号成绩课程号课程名教师

04001韩遇20男北京04001C40190C401计算机基础王实

04002杜芙21女上海04001C40285C402数据库技术黄燕八、、

04003李柏22男武汉04002C40192C403操作系统李博卿

04002C40291C404软件工程刘得翼

04003C40367

大学计算机基础（第6章）32

623关系模型的组成

当某个候选关键字包含多个属性时，则称该候选关键字为

合成关键字。

例如，学习关系中的“学号”和“课程号”组成的属性集

合为合成关键字。

学生关系学习关系课程关系

学号姓名年龄性别籍贯学号课程号成绩课程号课程名教师

04001韩遇20男北京04001C40190C401计算机基础王实

04002杜芙21女上海04001C40285C402数据库技术黄燕

04003李柏22男武汉04002C40192C403操作系统李博卿

04002C40291C404软件工程刘得翼

04003C40367

大学计算机基础（第6章）33

623关系模型的组成

关系模式R1中属性组XI不是R1的关键字，而是另一关系

R2的关键字，则称XI为R1的外部关键字。

例如，学习关系中的“学号”是学生关系中的关键字，“课程

号”是课程关系中的关键字，它们都是学习关系中的外部关键字。

学生关系学习关系课程关系

学号姓名年龄性别籍贯学号课程号成绩课程号课程名教师

04001韩遇20男北京04001C40190C401计算机基础王实

04002杜芙21女上海04001C40285C402数据库技术黄燕

04003李柏22男武汉04002C40192C403操作系统李博卿

04002C40291C404软件工程刘得翼

04003C40367

合成关键字和外部关稣学提供了表示关条间联系的手段。

大学计算机基础（第6章）34

623关系模型的组成

6.关系模型的特点（P182）

关系必须规范化。规范化是指关系模型中的每一个关系模式

都必须满足一定的要求。最基本的要求是：

♦关系中任何一个属性都必须是不可再分的元素，即不允许

表中有表（关系规范化）。

♦每一列元素的数据类型相同

♦列不重名

♦行不重复

♦行与行、列与列之间的顺序可任意

♦关系是随时间的推移而变化的。

大学计算机基础（第6章）35

6.3.2关系模型的建立

1.概念数据模型的表示（P182）

下面通过某大学的教学管理系统来说明一个综合实体

模型的建立。

【例】设有学生、课程、教师、成绩和排课5个实体，其属性有:

♦学生（学号，姓名，性别，出生日期，入学成绩，专业，是否

党员，籍贯，简历）；

♦课程（课程号，课程名称，学时总数，周学时数，学分，考试

方式）；

♦教师（职工号，姓名，性别，出生年月，职称，学科专业，工

作经历）；

♦成绩（学号，课程号，成绩）

♦排课（课程号，职工号，上课时间，上课地点）。

大学计算机基础（第6章）36

6.3.2关系模型的建立

5个实体与其属性的联系可用E-R图表示如下:

大学计算机基础（第6章）37

632关系模型的建立

2.逻辑数据模型的表示（P182）

学生.

学号」姓名性别「出生日期J入学成绩，」专业3是否党员©籍贯，简历2

职工号。姓名・J性别Q出生年月Q职科学科专业Q工作经历，，

大学计算机基础（第6章）38

6.3.3关系的基本运算

1.选择（P184）

从指定的关系中选择满足给定条件的元组（行）构成新的关系。

学号姓名性别出生日期入学成绩专业籍贯

020102朱小青女85/03/12560.5经济学四川

020105王容女86/02/02465经济学北京

020201张欢女85/09/15467广告学