全国自考数据库系统原理 串讲.ppt

1、数据库系统原理，2009年4月，课程的第一部分说明数据库系统原理课程学习目标：是计算机科学的一个重要研究领域，它专门研究数据处理、数据管理和数据分析。自20世纪60年代末以来，经过40多年的发展，它已经成为计算机软件学科的一个重要分支。数据库系统原理课程的主要目的是让学生了解数据库的基本原理，掌握数据库技术的基本方法和应用技术，有效利用现有的数据库管理系统，掌握数据库结构的设计和数据库应用系统的开发模式，利用前端开发工具完成企业管理信息系统的开发。数据库系统原理课程状态图，B/S结构，C/S结构，浏览器端：超文本标记语言/CSS/JavaScript/VBScript服务器端：ASP。结构：V

2、B/VC/VC#/Delphi/Java/。NET系列，数据库支持：SQL Server/Oracle/Sybase/MySQl/Informix/Access，两种语法系统：Basic: VB/VBScript/VBA，C: Java/JavaScript/C /C#，参考资料介绍，自学考试数据库系统原理，全国高等教育自学考试指导委员会编，丁保康主编，经济科学出版社，2007年版。本教材共分9章，详细介绍了数据库系统的基本原理、方法和应用技术。内容包括：数据库系统的基本概念(第1章)、数据库设计和er模型(第2章)、关系模式设计理论(第3章)、关系操作(第4章)、SQL语言(第5章)、数据库

3、管理(第6章)、SQL Server2000的介绍和应用(第7章)、PowerBuilder9.0的介绍和应用(第8章)。在谈论每一章之前，我将简要说明本章评估的目标、重点和难点。第一章数据库基础知识、学习目的和要求：本章属于基础知识，主要是理解和记忆一些概念。没有什么困难，但相对的重点是数据模型的四个层次、数据库管理系统的功能和数据库系统的全局结构。评估知识点和评估要求，1.1数据管理技术的发展阶段(记忆)，1.2数据描述术语(理解)，1.3数据抽象层次(理解)，1.4数据库管理系统(理解)，1.5数据库系统(理解)，1.1数据管理技术的发展，几个数据库的基本术语：数据：描述事物的符号记录数

4、据处理。数据管理：是指数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、传输等操作。这些操作是数据处理业务的基本环节，是任何数据处理业务不可缺少的一部分。数据管理技术：数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、传输等操作，基本目的是从大量杂乱无章、难以理解的数据中选择有意义的数据。数据处理与数据管理相关，数据管理技术的质量将直接影响数据处理的效率。1.1数据管理技术的发展，1 .手工管理阶段(20世纪50年代中期以前)数据不存储在机器中；没有专门的软件来管理数据；)只有程序的概念，没有文件的概念；)数据是面向程序的。2.文件系统阶段(20世纪50年代末至60年代中期)的特点和缺陷数据可以长时间存储在磁

5、盘上；数据的逻辑结构不同于物理结构。)文件组织多样化；)数据不再属于特定程序，可以重复使用；)对数据的操作被记录为单位。文件系统有三个缺陷：1)数据冗余；2)数据不一致；3)数据连接薄弱。数据管理技术进入数据库阶段的标志是20世纪60年代末的三件大事：1968年，IBM推出了分层模型的IMS系统；)1969年，美国CODASYL组织发布了DBTG报告。总结了当时的各种数据库，提出了网络模型，并于1971年4月正式采用。1970年，美国IBM公司的E.F.Codd连续发表论文，提出了关系模型，为关系数据库奠定了理论基础。数据库管理阶段的特点：1)用数据模型来表示复杂的数据结构；2)高数据独立性；

6、3)数据库系统为用户提供了方便的用户界面。4)数据库系统提供以下四个方面的数据控制功能：数据库恢复；数据库的并发控制；数据库的完整性；数据库的安全性；5)增加了系统的灵活性。系统的灵活性增加了，数据的操作不一定基于记录，而是基于数据项。数据库技术中的四个名词是：DB、数据库管理系统、数据库系统和数据库技术。他们的概念不同，所以我们应该区别他们。数据库：数据库是长期存储在计算机中的相关数据的有组织的统一集合。数据库管理系统。数据库管理系统是用户和操作系统之间的一层数据管理软件，它为用户或应用程序提供对数据库的访问，包括数据库的建立、查询、更新和各种数据控制。数据库管理系统总是基于一定的数据模型，

7、可以分为层次数据库管理系统、网络数据库管理系统、关系数据库管理系统和面向对象数据库管理系统。数据库系统(DBS: Database System)，DBS是一个由计算机软件、硬件和数据资源组成的系统，它可以有组织地、动态地存储大量相关数据，便于多用户访问，即一个使用数据库技术的计算机系统。数据库技术：它是一门研究数据库的结构、存储、管理和使用的软件学科。4.高级数据库阶段：)面向对象的概念建模)开放数据库互连技术，1.2数据描述，在数据处理中，数据描述将涉及不同的类别。从事物的特性到计算机的具体表现，数据描述经历了三个阶段：概念设计、逻辑设计和物理设计。1。概念设计中的数据描述)实体)实体集)

8、属性)实体标识符，2。逻辑设计中的数据描述)字段)记录)文件)关键代码，3。物理设计中的数据描述，物理存储介质级高速缓冲存储器主存储器闪存磁盘存储器光盘存储器磁带物理存储中的数据描述位、字节和数据，4。数据连接描述、连接和元素号定义：二进制连接有以下三种类型：1: 1连接：如果E1实体集的每个实体最多只能与E2实体集的一个实体连接，反之亦然，则E1实体集与E2之间的连接称为“一对一连接”，标记为“1: 1”。1: n连接：如果实体集E1中的每个实体与实体集E2中的任何(零个或更多)实体连接，并且E2中的每个实体最多与E1中的一个实体连接，则E1与E2之间的连接是“一对多连接”，标记为“1: n

9、”。M: n关联：如果实体集E1中的每个实体与实体集E2中的任何(零个或更多)实体相关联，反之亦然，则E1和E2之间的关联是“多对多关联”，标记为“m: n”。数据抽象过程根据抽象层次定义了四个模型：1)概念数据模型；2)逻辑数据模型；3)外部数据模型；4)内部数据模型。概念模型)在这四个模型中，概念模型具有最高的抽象级别。)概念模型：(p12)的特征，3。逻辑模型的特征：(p13) (1)(4)逻辑模型的分类：)层次模型)网格模型)关系模型三种逻辑数据模型的比较？如P17、4所示。外部模型的特点：(p17)外部模型的优点是从整个系统来考察的。5.内部模型是数据库的底层抽象，描述了磁盘或磁带上

10、数据的存储方式、访问设备和访问方法。6。三层模式和二层映像三层模式架构)外部模式：它是用户和数据库系统之间的接口，是对用户使用的数据的描述。)逻辑模式：它是对数据库中所有数据的整个逻辑结构的描述。内部模式：描述数据库的物理存储，定义所有内部记录类型、索引和文件组织方法，以及数据控制的细节。两级映射外部模式/逻辑模式映射：用于定义概念模式和内部模式之间的对应关系。通常以内部模式描述。逻辑模式/内部模式映射：用于定义外部模式和概念模式之间的对应关系。通常以外部模式描述。高数据独立性什么是数据独立性？这意味着应用程序和数据库的数据结构是独立且不受影响的。当数据结构被修改时，应用程序尽可能不被修改，这

11、意味着系统已经达到了数据独立的目标。数据独立性可以分为物理数据独立性和逻辑数据独立性：物理数据独立性可以通过修改内部模式来实现，而不影响概念模式和外部模式。逻辑数据独立性：在修改概念模式时，不应该尽可能多地影响外部模式和应用程序。1.4数据库管理系统，1。数据库管理系统的目标和任务：数据库管理系统的主要任务是完成用户对数据库的访问请求，即检索、插入、更新或删除。数据库管理系统的目标：界面友好、功能完善、结构清晰、高效开放。数据库管理系统工作模式(p20图)，3。数据库管理系统主要功能：1)数据库定义功能；2)数据库操作功能；3)数据库保护功能；4)数据库恢复、数据库并发控制、数据库完整性和数据

12、库安全性；5)数据库维护功能；6)数据字典；7)1.5数据库系统。数据库管理员的定义和职责。(质量责任)3。数据库系统的整体结构和数据库系统的好处。(DBMS磁盘DBS的好处)，本章结束，第二章是数据库设计和er模型，学习目的和要求：本章的总体目的是了解和掌握数据库应用系统设计的全过程。首先，掌握er模型和关系模型的基本概念，然后掌握概念设计中er模型的设计方法和逻辑设计中ER模型到关系模型的转换方法。评估知识点和评估要求2.1数据库系统生命周期(理解)2.2ER模型基本概念(综合应用)2.3关系模型基本概念(综合应用)2.4ER从ER模型到关系模型的转换规则(综合应用)2.5ER ER ER

13、模型实例分析(简单应用)2.6增强ER模型(简单应用)，从软件生命周期谈软件生命周期：指软件规划、开发和实施。它包括六个阶段：(要求建立试运行维度)(1)计划阶段(2)需求分析阶段(3)设计阶段(4)编程阶段(5)调试阶段(6)运行和维护阶段(2.1数据系统寿命，1)。数据库系统的寿命是多少？我们称之为从计划、设计、实施和维护开始到数据库应用系统被新系统取代并停止使用的整个时期。2.这个生命周期可以分为以下七个阶段：规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实施、操作和维护。2.电流变模型的基本概念，1 .ER模型的基本元素：实体、连接和属性2。属性分类(简单属性和复合属性、单值属性和多值

14、属性、存储属性和派生属性)3。连接设计4。ER模型的操作(拆分、合并、添加和删除)，5。使用ER模型的数据库概念设计步骤使用ER方法的数据库概念设计分为三个步骤：首先，设计局部ER模式，然后将每个局部ER模式合成为全局ER模式，最后优化全局ER模式。2.3关系模型的基本概念和关系模型的定义：使用二维表结构表示实体集和外键表示实体间关系的数据模型称为关系模型。2.基本术语包括：字段(属性)、字段值(属性值)、记录(元组)和二维表(元组集、关系或实例)。这里，括号中的表达式是关系模型中的术语。它可以与表格中的术语一一对应。此外，关系中的属性数称为元素数，元组数是基数。关键：它由一个或几个属性组成。

15、(请注意，键不一定是唯一的属性。)。1)超级键：可以唯一标识关系中元组的属性集称为关系模式的超级键。(请注意，超级键也是一个属性集，不一定只是一个属性。2)候选键：没有冗余属性的超级键称为候选键。3)主键：用户选择作为元组标识的候选键是主键。4)外键：一个关系的主键的对应属性出现在另一个关系中，那么这个主键就是另一个关系的外键。例如，有两种关系S和SC，其中S#是关系S的主键，对应的属性S#也出现在关系SC中。关系的定义和属性)关系定义：关系是一组具有相同数量属性的元组。)关系属性(p53)，5。三种完整性规则)实体完整性规则：要求在构成关系中主键的属性上不能有空值。)引用完整性规则：要求不引

16、用不存在的实体。用户定义的完整性规则：由特定的应用环境决定，系统提供了定义和验证这种完整性的机制。2.4E-R模型转换为关系模型，E-R模型可以转换为现有的各种数据库模型，不同的数据库模型有不同的转换规则。这里只讨论从E-R模型到关系模型的转换方法。1.1的转换规则。E-R模型到关系模型：(1)实体类型转换将每种实体类型转换成关系模式，其中实体属性是关系的属性，实体标识符是关系的键。(2)关系类型1的转换)实体之间的关系是1:1。您可以将另一个关系模式的键和关系类型的属性添加到两个关系模式中任何一个的属性中。部门关系模型(学校名称、地址、电话号码、部门负责人姓名、服务年限)、部门负责人关系模型

17、(姓名、性别、年龄、职称)、1，1，部门负责人、部门、姓名、性别、年龄、学校名称、地址、服务年限、主管、N，1，工作编号、年龄、员工、车间、名称、性别、车间编号、车间名称、电话、雇佣、雇佣期、2)如果实体之间的关系为1:N， 将关系模式的键和关系类型的属性从N结尾的实体类型转换为N结尾的实体类型转换的关系模式，车间关系模式(车间编号、车间名称、电话)，员工关系模式(工作编号、姓名、性别、年龄、车间编号、雇佣期限)，3)如果实体之间的关系为M:N，则关系类型也将转换为关系模式， 它的属性是两个结束实体类型的键加上关系类型的属性，而键是两个结束实体键的组合。学生关系模式S (S#，sname，age，SEXE)，课程关系模式C (C#，CNAME，教师)，GRADE，sc，m，n，S，S#，SN