第1章数据库系统基础知识PPT讲稿.ppt
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1、第第1章数据库系统基础知识章数据库系统基础知识第1页,共43页,编辑于2022年,星期日1.1.1.1.信息、数据与数据处理信息、数据与数据处理信息、数据与数据处理信息、数据与数据处理 信息信息信息信息是现实世界中事物的存在方式或运动状态的反映,是认是现实世界中事物的存在方式或运动状态的反映,是认识主体所感知或所表述的事物存在、运动及其变化的形识主体所感知或所表述的事物存在、运动及其变化的形式式、内容和效用。内容和效用。数据数据数据数据是计算机中对事实、概念或指令进行描述的一种特殊格式,是计算机中对事实、概念或指令进行描述的一种特殊格式,这种格式适合于计算机及其相关设备自动地进行传输、转换和这
2、种格式适合于计算机及其相关设备自动地进行传输、转换和加工处理。加工处理。1.1数据处理与数据管理技术数据处理与数据管理技术第2页,共43页,编辑于2022年,星期日数据处理是对各种类型的数据进行收集、存储、分类、计算、是对各种类型的数据进行收集、存储、分类、计算、加工、检索与传输的过程。加工、检索与传输的过程。包括:收集原始数据、数据规范化及其编码、数据输入、数包括:收集原始数据、数据规范化及其编码、数据输入、数据处理、数据输出。据处理、数据输出。2.2.数据管理技术的发展阶段数据管理技术的发展阶段人工管理阶段特点:特点:n数据管理尚无统一的数据管理软件数据管理尚无统一的数据管理软件n数据是面
3、向应用程序的数据是面向应用程序的n应用程序依赖于数据,不具有数据独立性应用程序依赖于数据,不具有数据独立性1.1数据处理与数据管理技术数据处理与数据管理技术第3页,共43页,编辑于2022年,星期日u文件系统阶段特点特点n数据以文件形式可以长期存放在存储介质上数据以文件形式可以长期存放在存储介质上n程序与数据之间具有相对对立性程序与数据之间具有相对对立性n数据文件组织多样化数据文件组织多样化u数据库系统阶段特点:特点:n采用数据模型表示复杂的数据结构。采用数据模型表示复杂的数据结构。n有较高的数据独立性。有较高的数据独立性。n提提供供了了数数据据安安全全性性、完完整整性性等等管管理理与与控控制
4、制功功能能,以以及及对对数数据操作的并发控制、数据的备份与恢复等功能。据操作的并发控制、数据的备份与恢复等功能。n统一管理和控制数据,为用户提供了方便的用户接口。统一管理和控制数据,为用户提供了方便的用户接口。1.1数据处理与数据管理技术数据处理与数据管理技术第4页,共43页,编辑于2022年,星期日1.1.基本概念基本概念n数据库(数据库(DB)定义:定义:是是指指一一组组按按照照一一定定数数据据模模型型组组织织的的、长长期期存存放放在在辅辅助助存存储储器器上上的的、可可共共享享的的相相关关数数据据的的集合。集合。1.2数据库系统的组成数据库系统的组成第5页,共43页,编辑于2022年,星期
5、日n特点特点 数据结构化数据结构化 数据可共享数据可共享 数据独立于程序数据独立于程序 统一管理控制数据统一管理控制数据DBMS管理控制数据功能管理控制数据功能:安全性安全性,完整性完整性.并发控制并发控制,恢复恢复.从全局分析和描述数据,适应多个用户、从全局分析和描述数据,适应多个用户、多种应用共享数据的需求。可减少数据冗多种应用共享数据的需求。可减少数据冗佘,节省存储空间,保证数据的一致性佘,节省存储空间,保证数据的一致性.数据面向全局应用,用数据模型描述数数据面向全局应用,用数据模型描述数据和数据之间的联系。据和数据之间的联系。逻辑独立性逻辑独立性:应用程序与应用程序与DB的逻辑结构相的
6、逻辑结构相互独立互独立.物理独立性物理独立性:应用程序与应用程序与DB的存储结构的存储结构相互独立相互独立.1.2数据库系统的组成数据库系统的组成第6页,共43页,编辑于2022年,星期日n数据库管理系统(数据库管理系统(DBMS)n是用于建立使用和维护数据库的系统软件,是数据库是用于建立使用和维护数据库的系统软件,是数据库系统的核心。系统的核心。Visual FoxPro 属于一种关系型数据属于一种关系型数据库管理系统。库管理系统。1.数据定义语言(数据定义语言(DDL):):用来建立所需的数据库用来建立所需的数据库2.数据操作语言(数据操作语言(DML):):用来对数据库进行查询和插用来对
7、数据库进行查询和插入、删除、修改入、删除、修改3.数据的组织和存取管理数据的组织和存取管理4.数据库的运行管理功能数据库的运行管理功能5.数据库的维护数据库的维护1.2数据库系统的组成数据库系统的组成第7页,共43页,编辑于2022年,星期日应用程序应用程序用户用户计算机支持系统计算机支持系统上上述述各各部部分分共共同同构构成成一一个个完完整整的的数数据据库系统(库系统(DBS)1.2数据库系统的组成数据库系统的组成第8页,共43页,编辑于2022年,星期日1.1.1.1.三级模式结构三级模式结构三级模式结构三级模式结构外部层外部层 是面向单个用户的层次,是数据库的是面向单个用户的层次,是数据
8、库的“外部视图外部视图”。内部层内部层 是是最最接接近近物物理理存存储储的的层层次次,是是数数据据库库的的“内内部部视视图图”或或“存储视图存储视图”,与实际存储密切相关。,与实际存储密切相关。概念层概念层 是是数数据据库库的的“概概念念视视图图”,是是数数据据库库中中所所有有信信息息的的抽抽象象表表示。示。1.3数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构第9页,共43页,编辑于2022年,星期日外部层外部层(数据库的外模式)(数据库的外模式)概念层概念层(数据库的模式)(数据库的模式)内部层内部层(数据库的内模式)(数据库的内模式)图图1-2数据库系统三级结构图数据库系统三级结构图1.3数据库
9、系统的分级结构数据库系统的分级结构2.2.2.2.三级模式结构与数据库模式的对应关系三级模式结构与数据库模式的对应关系三级模式结构与数据库模式的对应关系三级模式结构与数据库模式的对应关系第10页,共43页,编辑于2022年,星期日1.1.1.1.数据模型数据模型n三个领域:三个领域:现实世界现实世界事物(对象、性质)事物(对象、性质)观念世界观念世界实体(对象、属性)实体(对象、属性)数据世界数据世界数据(记录、字段)数据(记录、字段)n实体模型实体模型 反映事物联系的实体。反映事物联系的实体。n数据模型数据模型描描述述实实体体模模型型的的数数据据。包包括括实实体体及及实实体体间间联联系系的的
10、数数据据结构描述、对数据的操作,以及数据的完整性约束条件。结构描述、对数据的操作,以及数据的完整性约束条件。1.4数据模型数据模型第11页,共43页,编辑于2022年,星期日2.E-R2.E-R2.E-R2.E-R模型模型模型模型 是是按按用用户户的的观观点点对对数数据据建建模模,它它是是对对现现实实世世界界的的第第一一层层抽抽象,是用户和数据库设计人员之间进行交流的工具。象,是用户和数据库设计人员之间进行交流的工具。E-RE-R模型的基本概念模型的基本概念n实体:客观存在的、可以相互区别的事物。实体:客观存在的、可以相互区别的事物。n联系:实体集之间关系的抽象表示。联系:实体集之间关系的抽象
11、表示。n属性:实体或联系所具有的特征。属性:实体或联系所具有的特征。1.4数据模型数据模型第12页,共43页,编辑于2022年,星期日E-RE-R图:图:是是E-R模型的图形表示。模型的图形表示。例如:在学校的教学管理系统中存在学生、成绩等实体集。例如:在学校的教学管理系统中存在学生、成绩等实体集。该系统的概念模型表示如下图:该系统的概念模型表示如下图:1.4数据模型数据模型学分学分班级班级姓名姓名学号学号课程号课程号课程名课程名学生学生课程课程考试考试1mE-R实例实例成绩成绩第13页,共43页,编辑于2022年,星期日 3.3.3.3.关系模型关系模型关系模型关系模型关系与关系模式:关系与
12、关系模式:关系:关系:以以二二维维表表结结构构来来表表示示实实体体集集及及其其实实体体间间的的联联系系。一一个个关关系系就就是一张二维表。是一张二维表。数据模型的分类数据模型的分类数据模型的分类数据模型的分类 层次模型(采用树型结构)层次模型(采用树型结构)网络模型(采用无向图型结构)网络模型(采用无向图型结构)关系模型(采用二维表结构)关系模型(采用二维表结构)1.4数据模型数据模型E.F.Codd-关系数据库关系数据库之父之父国内目前超过国内目前超过90%以上的数据库以上的数据库系统采用关系模型系统采用关系模型第14页,共43页,编辑于2022年,星期日关系模型的数据结构关系模型的数据结构
13、 关系数据模型的基本结构是关系数据模型的基本结构是关系关系。在在用用户户观观点点下下,关关系系数数据据模模型型中中数数据据的的逻逻辑辑结结构构是是一一张张二维表(二维表(Table),它由表名、行和列组成。),它由表名、行和列组成。表的每一行称为一个元组(表的每一行称为一个元组(Tuple),),每一列称为一个属性(每一列称为一个属性(Attribute)。)。例如,例表例如,例表1.学生登记表(学生登记表(S):第15页,共43页,编辑于2022年,星期日关系模型的数据结构关系模型的数据结构 例表例表2.课程开设表课程开设表 (C):第16页,共43页,编辑于2022年,星期日关系模型的数据
14、结构关系模型的数据结构n例表例表3.学生选课成绩表学生选课成绩表 (SC):第17页,共43页,编辑于2022年,星期日关系数据模型关系数据模型(结构结构)n 学生登记表学生登记表(S),课程开设表课程开设表(C)与学生选课成绩表之间的与学生选课成绩表之间的联系联系:第18页,共43页,编辑于2022年,星期日关系模式:是对关系结构的描述,它包括模式名以及组成关系模式:是对关系结构的描述,它包括模式名以及组成该关系的诸属性名。该关系的诸属性名。1.4数据模型数据模型如表如表1-1是一个关系的实例:是一个关系的实例:学号学号课程代号课程代号成绩成绩备注备注99100100189考试考试99100
15、200276考试考试99100300360补考补考表表1-1 1-1 关系关系“成绩成绩”“成绩成绩”关系的关系模式可表示为:关系的关系模式可表示为:成绩(学号,课程代号,成绩,备注)成绩(学号,课程代号,成绩,备注)刚才看到的学生关系刚才看到的学生关系S的关系模式是什么呢?的关系模式是什么呢?S(SNO,SNAME,DEPART,SEX,BDATE,HEIGHT)第19页,共43页,编辑于2022年,星期日关键字关键字超关键字:能唯一确定记录的一列或几列的组合。候选关键字:最简练的超关键字。即如果一个超关键字去掉其中任何一个字段后不再能唯一地确定记录。主关键字:候选关键字中的一个。外部关键字
16、:当A表的主关键字被包含到B表中时,则称A表的主关键字为B表的外部关键字。1.4数据模型数据模型超关键字超关键字:(学号,姓名,出生年月学号,姓名,出生年月)候选关键字候选关键字:(学号学号)(姓名姓名,出生年月出生年月)主关键字主关键字:(学号学号)第20页,共43页,编辑于2022年,星期日关系模型关系模型定义:定义:用二维表表示实体集,通过外部关键字表示实体间联系的数用二维表表示实体集,通过外部关键字表示实体间联系的数据模型。据模型。关系模型通过一系列的关系模式来表述数据的结构和属性,关系模型通过一系列的关系模式来表述数据的结构和属性,一般有三个组成部分:一般有三个组成部分:数据结构、数
17、据操作和完整性规则。数据结构、数据操作和完整性规则。1.4数据模型数据模型第21页,共43页,编辑于2022年,星期日关系模型的性质关系模型的性质属性是原子的,不可分解的。属性是原子的,不可分解的。二维表的记录数随数据的增加而改变,但其字段数是二维表的记录数随数据的增加而改变,但其字段数是相对固定的。相对固定的。二维表中的每一列均有唯一的字段名二维表中的每一列均有唯一的字段名二维表中不允许出现完全相同的两行二维表中行的顺序、二维表中不允许出现完全相同的两行二维表中行的顺序、列的顺序均可以任意交换。列的顺序均可以任意交换。1.4数据模型数据模型第22页,共43页,编辑于2022年,星期日1.4
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