计算机软件基础课件：数据库基础

数据库基础

前言-什么是数据库数据库（DataBase，也称DB）可以直观地理解为存放数据的仓库按照一定的方式组织起来的有联系、可共享的数据集合能够被多个用户共享，并且独立于应用程序。数据集合、数据存储、数据共享实例-数据库应用数据库应用无处不在学生档案、绩点电商商品、推荐双11剁手、支付12306购票、抢票芝麻信用分数据、信息及处理数据研究过程及术语数据管理技术发展数据库系统组成及功能12349.1数据、信息及处理1.数据现实世界在头脑中反映以文字/数据/图像等记录3.数据处理把数据加工成计算机信息的过程包括数据收集、分类、加工等2.信息经过加工处理后的有用数据数据时信息载体、信息是数据内涵同一信息数据表达形式可不同4.数据存储与应用加工后数据在计算机的存储数据加工及存储及应用信息处理的核心是数据管理从现实生活的事物特性到计算机数据表示的研究过程如下：现实转信息世界的过程就是数据建模，形成概念模型现实世界概念（信息）世界机器（存储/物理）世界9.2数据研究过程及术语9.2.1概念模型实体（Entry）：客观存在可以相互区别的事物实体集（EntrySet）：同一类实体的集合属性（Attribute）：实体的具体特性；关键字（Key）：可以唯一标识出一个实体的属性和属性值联系（Relation）：实体之间的联系信息世界（概念模型）：现实世界在人脑中的反映，对客观事物及联系的抽象描述；涉及到一下概念：实体：指可以从用户的业务模型中标识的事物。实体可以是具体的人或物，例如学生、教师、课程都是实体。用矩形表示。联系：现实世界中的事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系9.2.2实体间关系及表示采用E-R(Entity-Relationship)图表示实体间联系，E-R模型是美籍华人PeterChen1976年提出的一对一联系——1:1一对多联系——1：n多对多联系——n：m9.2.3物理模型物理模型即计算机存储建模形成的概念模型的数据模型，包括以下三类主要模型：层次模型（HierarchicalModel）网状模型（NetworkModel）关系模型（RelationalModel）9.2.3-1层次模型按照层次结构的形式组织数据，易于实现实体间的一对多联系，可以用树形结构表示，具有两个特点：有且仅有一个根节点（没有双亲的节点）除了根节点之外的其他节点有且仅有一个双亲节点表达一对多很容易，表达多对多较为困难。因此可以依次建立层次数据库。9.2.3-2网状模型按照网状结构的形式组织数据，易于实现实体间的多对多联系，具有两个特点：允许一个以上的节点没有双亲节点一个节点可以有多个双亲节点容易实现多对多联系；物理实现容易、效率高；编程复杂；数据检索时必须考虑存取路径；数据更新时涉及到指针的调整；系统扩充较为麻烦9.2.3-3关系模型关系模型是用二维表格来表示实体集以及实体之间联系的模型9.2.3-4关系模型的优缺点优点-建立在严格的数学概念基础上概念单一实体和各类联系都用关系来表示对数据的检索见过也是关系-存取路径对用户透明缺点存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非关系结构的数据模型为了提高性能，必须对用户的查询请求进行优化增加开发数据库管理系统的难度9.2.4关系模型基本术语关系属性（字段）元组（记录）9.2.4关系模型—关系关系是满足关系模型基本性质的二维表格，一个关系就是一张二维表格一般的格式为：关系名（属性名1，属性名2，……，属性名n）例：课程表（课程编号，课程名称，学时，学分，开课状态）9.2.4关系模型—属性二维表格中国的一列称作一个属性，每一列都有一个属性名9.2.4关系模型—元组一行为一个元组，简称一行记录9.3数据管理技术发展数据管理技术随计算机软硬件技术的发展经历了三个阶段:人工管理文件系统数据库系统9.3.1数据人工管理阶段当时软硬件技术情况：硬件：外存储器为卡片、磁带软件：汇编，程序自带数据，没有数据管理的专门软件人工管理计算机没有数据管理功能，程序和数据编写在一起，每个程序都有自己的数据，不能共享，数据冗余度很大。9.3.2数据文件系统管理阶段当时软硬件技术情况：硬件：直接存储设备磁盘等软件：高级语言和操作系统，管理数据软件为文件系统文件系统数据以文件形式存储，由操作系统中的文件系统统一管理，具有一定的独立性。但是文件的读写依赖于程序，共享有局限性。9.3.3数据数据库系统阶段(一)当时软硬件技术情况：硬件：大容量磁盘系统充分应用软件：数据独立性和共享性矛盾日益突出，数据管理系统DBMS(DataBaseManagementSystem)数据库系统数据库中保存了数据及其结构信息，程序不考虑数据的存储问题，具体的工作由数据库管理系统完成。真正实现了数据的独立和共享。9.3.3数据数据库系统阶段(二)时间：70年代后期技术：数据库技术及网络技术的快速发展形式：逻辑上集中、地域上分散的数据集合管理软件：DDBMS（DistributeDBMS）局部自主：自主又合作可靠性和可用性：合理的数据冗余效率和灵活性：分散负荷系统易于扩展：方便、经济、灵活9.4数据库系统组成及功能硬件系统：大容量的存储设备数据库集合：若干数据库系统软件：DBMS作为数据库建立、使用和维护的软件；数据库系统的核心部分；OS；系统开发软件等。数据库管理员：负责数据库系统建立、维护和管理用户：最终用户、专业用户（程序员）9.4数据库系统组成及功能数据定义功能（DDL）数据操纵功能（DML）数据库运行控制功能（DCL）数据库维护功能数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，DBMS）基本功能DBMS的主要功能：数据库的定义功能：