第1章 认识数据库教学课件PPT.pptx
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1、MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-111第一章 认识数据库MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-112目 录情景引入任务目标任务实施010203任务小结知识拓展0405MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-113小李是某高校大一学生,身为班里的学习委员,他经常需要管理和统计本班学生的各类信息,这对小李来说不是一项轻松的工作。于是,他想能不能用计算机完成这些大量数据的常规统计和管理呢?听说数据库可以帮助管理大量数据,小李非常兴奋,希望能早日开发一个学生信息管理系统来解决每天让自己因采集各类数据而头疼的问题。为了完成这项开发任务,小李现已迫不及待
2、地想要学习和了解数据库的相关知识和技术。1.1情景引入MySQL网络数据库设计与开发MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-1141.1情景引入数据库技术是一种数据管理技术,产生于20世纪60年代,经过多年的发展,已经形成了自己的理论体系,成为计算机科学的一个重要分支。数据库技术解决了计算机信息处理过程中如何有效组织和存储海量数据的问题,体现了先进的数据管理思想,使计算机应用渗透到社会各个领域,在当今的信息社会中发挥着越来越大的作用。MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-1151.知识目标2.能力目标3.素质目标1.2任务目标MySQL网络数据库设计与开发MySQ
3、L网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-116知识目标1了解信息与数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统等术语的内涵及功能。2掌握数据库管理系统的组成及功能。3掌握数据模型的分类及特征。4掌握数据关系完整性约束的分类及作用。1.2任务目标MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-117能力目标1能全面识别数据库体系结构的构成要素。2能充分识别数据库管理系统的组成及功能。3能充分识别概念模型和数据模型的特征与联系。4能充分识别实体完整性和参照完整性。1.2任务目标MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-118素质目标1具备一定的数据科学素养。2具备一定的数据安全
4、、规范及道德规范意识。3具备一定的数据全局设计、规划及统筹能力。4具备一定的数据设计创新能力和实践能力。5具备较强的团队合作意识和服务精神。6具备较强的自我管理能力和自学能力。7具备较强的责任意识与担当精神。1.2任务目标MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-119任务1.3.1 认识数据库体系结构任务1.3.2 认识数据库的模型任务1.3.3 认识关系完整性约束1.3任务实施MySQL网络数据库设计与开发MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-11101认识信息与数据(1)信息:信息是客观事物在人脑中的反映,是以各种方式传播的关于某一事物的消息、情报或知识等,泛
5、指人类社会传播的一切内容。人通过获得、识别自然界和社会的不同信息来区别不同事物,得以认识和改造世界。随着现代科学技术的发展,生产力水平大大提高,在经济、文化、军事等领域里需要人们掌握大量的信息,研究和分析这些信息,从中得出有用结论,并将其应用到社会实践活动中。计算机的问世和发展给人们提供了用计算机处理和管理信息的可能。人们在使用计算机处理信息的同时开发了信息资源。信息同能量、物质并列为当今世界三大资源,是国民经济和社会发展的重要战略资源。信息资源的开发和利用会进一步促进社会及生产的发展。(2)数据:数据是描述客观事物的符号记录,是信息的表现形式和载体。在计算机系统中,各种字母、数字符号的组合与
6、语音、图形、图像等统称为数据,数据经过加工就成为信息。在日常生活中,人们通常直接用自然语言描述事物信息,而在计算机中,为了存储和处理这些抽象的事物信息,人们通常抽取对这些事物感兴趣的特征值,并使用特定的符号加以描述。1.3.1 认识数据库体系结构MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-1111例如,在描述职工人事档案时,人们感兴趣的可能是职工的员工编号、姓名、性别、年龄、生日、籍贯、家庭住址、政治面貌、职称、行政职务等基本信息,针对这些信息可描述为:001、张三、女、36、1985、重庆市、重庆市渝中区、中共党员、高级工程师、处长。这里的职工人事档案记录就是数据。(3)数据语义:
7、数据的含义称为数据的语义,例如,以上记录中的每个数据项必须经过解释才能明确其含义。上述记录可以解释为“姓名为张三的女性员工,1985年出生,现年36岁”等。数据与信息是不可分的,数据是信息的符号表示;信息则是数据的内涵,是对数据的语义解释。(4)数据管理:对信息数据进行收集、整理、组织、存储、传播、检索、分类、加工、计算、打印报表、输出等一系列活动可被称为数据信息处理或管理。数据管理是数据处理的基本环节,数据管理技术的优劣直接影响着数据处理的效果。数据库技术就是一种先进的数据管理技术。1.3.1 认识数据库体系结构MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-11122认识数据库数据库
8、(Database,DB)简单、形象地说,就是电子化的文件柜,是长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的相关数据集合。数据库中保存的是以一定的组织方式存储在一起的具有相互关联的数据整体。也就是说,数据库不仅保存数据,还保存数据与数据之间的联系。数据库中的数据可以被多个应用程序的用户使用,从而达到数据共享的目的。数据库中的数据与应用程序之间可以彼此独立。在数据库应用系统中,数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖、相互独立。应用程序不再与一个孤立的数据文件相对应,它所涉及的数据取自整体数据集合的某个子集,作为逻辑文件与应用程序相对应,并通过系统管理软件实现逻辑文件与物理数据之间的映射。1.3.1
9、认识数据库体系结构MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-11133认识数据库系统1)数据库系统的定义数据库系统(Database Systems)是为了适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理系统,能够实现组织、存储大量相关数据。2)数据库系统构成数据库系统一般包括数据、硬件、软件和用户4个部分。 数据:数据是构成数据库的主体,是数据库系统的管理对象。 硬件:硬件是构成计算机系统的各种物理设备,包括存储所需的外部设备。硬件的配置应满足整个数据库系统的需要。1.3.1 认识数据库体系结构MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-1114 用户:包括专业用户
10、、非专业用户和数据库管理员。 专业用户指程序员,负责设计和编制应用程序,通过应用程序存取和维护数据库,为最终用户开发应用程序。非专业用户即最终用户,是非计算机专业人员。他们通过应用系统提供的用户接口界面以交互方式操作使用数据库。交互式操作通常为菜单驱动、图形显示、表格操作等。数据库管理员(Database Administrator,DBA),是负责管理和维护数据库管理系统的人。数据库管理员负责全面管理和控制数据库系统。对于大型数据库系统,则要求配备专门的数据库管理员。1.3.1 认识数据库体系结构MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-1115数据库系统结构如图1.1所示。 1
11、.3.1 认识数据库体系结构MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-11164认识数据库管理系统数据库管理系统(Database Management System,DBMS)是一种操纵和管理数据库的大型软件,负责对数据库资源进行统一的管理和控制,其职能是建立数据库、维护数据库、接受并完成用户提出的访问数据的各种请求,并为数据库的安全性和完整性提供保证。DBMS常见品牌包括:Sybase、DB2、Oracle、MySQL、Access、SQL Server、Informix、PostgreSQL等。DBMS位于用户与操作系统之间,可以使多个应用程序和用户用不同的方法在同一时刻或不
12、同时刻建立、修改和询问数据库。1.3.1 认识数据库体系结构MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-1117用户通过DBMS访问数据库中的数据,不必关注数据存放的细节,从而方便建立、使用和维护数据库;数据库管理员通过DBMS进行数据库的维护工作。DBMS的主要组成及功能如下。1)数据定义DBMS提供数据定义语言(Data Definition Language,DDL),主要用于建立、修改数据库的库结构,定义数据库的完整性约束条件和保证完整性的触发机制等。DDL所描述的库结构仅仅给出了数据库的框架,数据库的框架信息被存放在数据字典(Data Dictionary)中。1.3.1
13、认识数据库体系结构MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-11182)数据操纵DBMS提供数据操作语言(Data Manipulation Language,DML),用户可以使用DML操纵数据,实现对数据库中数据的查询、插入、修改、删除等基本操作。国际标准数据库操作语言SQL,就是DML的一种。3)数据库运行管理与控制DBMS提供一系列系统运行控制程序,负责在数据库运行过程中对数据库进行管理和控制。所有访问数据库的操作都要在这些控制程序的统一管理下进行,以保证数据库系统的正常运行。1.3.1 认识数据库体系结构MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-11194)数
14、据组织、存储与管理DBMS要分类组织、存储和管理各种数据,包括数据字典、用户数据、存取路径等,需要确定以何种文件结构和存取方式组织这些数据,如何实现数据之间的联系。数据组织和存储的基本目标是提高存储空间利用率,并选择合适的存取方法提高存取效率。5)数据库的保护数据库中的数据是信息社会的战略资源,所以数据的保护至关重要。DBMS对数据库的保护通过数据库的安全性控制、完整性控制、并发控制,以及数据库的恢复来实现。DBMS还有系统缓冲区的管理及数据存储的某些自适应调节机制等其他保护功能。1.3.1 认识数据库体系结构MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-11203)数据库运行管理与控
15、制DBMS提供一系列系统运行控制程序,负责在数据库运行过程中对数据库进行管理和控制。所有访问数据库的操作都要在这些控制程序的统一管理下进行,以保证数据库系统的正常运行。1.3.1 认识数据库体系结构MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-11211认识数据模型 在数据库系统中,针对不同的使用对象和应用目的,采用不同的数据模型。其中,根据模型的应用目的,可以将数据模型分为概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型。(1)概念数据模型:简称概念模型,主要用来描述世界的概念化结构,使数据库的设计人员在设计的初始阶段,摆脱计算机系统及DBMS的具体技术问题,集中精力分析数据及数据之间的联系
16、等,与具体的DBMS无关。概念数据模型只有转换成逻辑数据模型,才能在DBMS中实现。1.3.2 认识数据库的模型MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-1122(2)逻辑数据模型:简称数据模型,是用户从数据库中看到的模型,是具体的DBMS所支持的数据模型,如网状数据模型(Network Data Model)、层次数据模型(Hierarchical Data Model)等。此模型既要面向用户,又要面向系统,主要用于DBMS的实现。(3)物理数据模型:简称物理模型,是面向计算机物理表示的模型,描述了数据在储存介质上的组织结构,它不但与具体的DBMS 有关,还与操作系统和硬件有关。
17、每一种逻辑数据模型在实现时都有对应的物理数据模型。下面重点介绍概念数据模型和逻辑数据模型。1.3.2 认识数据库的模型MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-11232认识概念数据模型1)概念数据模型的相关术语(1)实体(Entity):客观存在并可相互区别的事物被称为实体。实体可以是人,可以是物,也可以是事;可以是实际对象,也可以是概念;可以是事物本身,可以是事物之间的联系,如一名学生、一辆轿车、一张椅子、一个部门等,也可以是抽象的事件,如一次足球比赛、一次借书等。(2)属性(Attribute):实体所具有的每个特性被称为属性。例如,学生实体可以由“学号、姓名、专业名、性别、
18、出生日期、身高”等属性组成。比如,“101101,林琳,计算机软件,男,1991-8-10,175.5cm”这些属性组合起来表征了一名学生。属性可以分为简单属性、复合属性、单值属性和多值属性。1.3.2 认识数据库的模型MySQL网络数据库设计与开发(第3版)2022-7-1124(3)关键字(Key):能唯一地标识一个实体的属性的集合被称为关键字(或码)。例如,学生的学号就是实体“学生”的关键字。(4)域(Domain):每个属性都有一个取值范围,被称为该属性的值域。值域的类型可以是整型、实型或字符型等。例如,年龄的值域为整数,性别的值域为(男,女),学号的值域为若干个数字构成的字符串集合,
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