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1、韩华韩华信息科学与工程系信息科学与工程系 数据库技术数据库技术数据库技术数据库技术 讲义讲义讲义讲义2009.0810/30/20221第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论第一章 数据库系统概论数据库技术的发展数据库技术的发展1数据库和数据库系统数据库和数据库系统带有数据库的计算机系统硬软件层次带有数据库的计算机系统硬软件层次各种人员视图各种人员视图234DBMS的功能的功能6数据模型数据模型5数据库系统的体系结构与工作过程数据库系统的体系结构与工作过程110/30/20222第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论数据管理技术的发展123数据与数据处理数据与数据处理数据管理技术数

2、据管理技术数据库技术发展简史数据库技术发展简史10/30/20223第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论数据与数据处理数据数据是什么？是什么？载荷信息的载体 表述和传播信息的工具 人们用于记录事物情况的物理符号信息信息是什么？是什么？经过加工处理并对人类社会实践和生产活动产生决策影响的数据 数据中所包含的意义“文字”符号（文字信息）“音频”符号（声音信息）“几何”符号（图信息）数据处理中的两个基本概念数据处理中的两个基本概念10/30/20224第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论数据是表示信息的，但并非任何数据都能表数据是表示信息的，但并非任何数据都能表示信息，信息只是加工处

3、理后的数据，是数示信息，信息只是加工处理后的数据，是数据所表达的内容。据所表达的内容。数据数据data信息不随表示它的信息形式而改变，它反映客信息不随表示它的信息形式而改变，它反映客观现实世界的知识，而数据则具有任意性，用观现实世界的知识，而数据则具有任意性，用不同的数据形式可以表示同样的信息。不同的数据形式可以表示同样的信息。信息信息imformation数据与信息既有区别，又有联系数据与信息既有区别，又有联系10/30/20225第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论 数据处理数据处理指对数据进行收集、记录、整理、组织、指对数据进行收集、记录、整理、组织、输入、存储、加工、维护、查询

4、、传输、输入、存储、加工、维护、查询、传输、输出等一些列基本操作的总和输出等一些列基本操作的总和客客观世界的世界的现象与事物象与事物数据数据数据管理数据管理数据数据处理理客客观世界的研究世界的研究结果果数数 据据信息处理信息处理信息处理是信息处理是“收集收集 输入输入 处理处理 输输出出 施用施用”信息的一个不断往复的过程信息的一个不断往复的过程抽象抽象管理管理支撑支撑结果结果语义解释语义解释2.数据处理与信息处理数据处理与信息处理10/30/20226第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论数据的收集和存储数据的收集和存储数数据据的的分分类类和和计计算算n n信息信息信息信息数数据据的的

5、检检素素和和传传输输数据的加工与维护数据的加工与维护数据处理数据处理10/30/20227第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论计算机信息系算机信息系统计算机算机硬件硬件信息信息相关人相关人员软件件应用程序用程序目的是提供信息目的是提供信息服务，如：商业服务，如：商业营销系统、学校营销系统、学校教务管理系统教务管理系统信息处理信息处理10/30/20228第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论 数据管理技术自由管理自由管理阶段段文件管理文件管理阶段段数据数据库管理管理阶段段 人工管理（数据人工管理（数据项）文件管理（数据集合）文件管理（数据集合）数据数据库管理（数据集合数据关管理（

6、数据集合数据关联）经历了3个重要发展阶段：数据管理数据管理data management20年代世纪50年代中期以前20年代世纪50年代后期至60年代后期20年代世纪60年代后期10/30/20229第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论“以程序为中心”数据处于辅助地位应用程序应用程序应用程序应用程序1 1应用程序应用程序应用程序应用程序n n应用程序应用程序应用程序应用程序2 2数据集数据集数据集数据集n n数据集数据集数据集数据集2 2数据集数据集数据集数据集1 11.人工管理阶段人工管理阶段仅内存存储数据仅内存存储数据数据和处理它的程序捆绑构成一体，共存共亡数据和处理它的程序捆绑构

7、成一体，共存共亡按地址引用按地址引用10/30/202210第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论序号序号姓名姓名性别性别年龄年龄职称职称单位单位工龄工龄工资工资人事文件人事文件序号序号姓名姓名职称职称年龄年龄单位单位科研名称科研名称经费经费序号序号姓名姓名职称职称年龄年龄单位单位课程名课程名学时学时序号序号姓名姓名工资工资工龄补贴工龄补贴房租房租水电水电单位单位科研文件科研文件教学文件教学文件工资文件工资文件教师信息管理系统教师信息管理系统应用程序应用程序应用程序应用程序1 1应用程序应用程序应用程序应用程序n n应用程序应用程序应用程序应用程序2 2文件文件文件文件n n文件文件文件

8、文件2 2文件文件文件文件1 1存取存取存取存取方法方法方法方法文件管理阶段应用程序与数据之间的关系文件管理阶段应用程序与数据之间的关系优点：优点：优点：优点：1 1）数据可长期保存数据可长期保存数据可长期保存数据可长期保存2 2）由文件系统管理数据）由文件系统管理数据）由文件系统管理数据）由文件系统管理数据2.文件管理阶段文件管理阶段10/30/202211第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论在文件处理系统中存储信息的弊端在文件处理系统中存储信息的弊端n n数据冗余和不一致数据冗余和不一致n n数据访问困难数据访问困难n n数据孤立数据孤立n n完整性问题完整性问题n n原子性问题原

9、子性问题（不可分割性）（不可分割性）n n并发访问异常并发访问异常n n安全性问题安全性问题10/30/202212第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论数据库管理阶段应用程序数据库管理阶段应用程序与数据之间的对应关系与数据之间的对应关系3.数据库管理阶段数据库管理阶段数据结构化数据结构化数据结构化数据结构化数据的共享性高，冗余度底，易扩充数据的共享性高，冗余度底，易扩充数据的共享性高，冗余度底，易扩充数据的共享性高，冗余度底，易扩充数据独立性高数据独立性高数据独立性高数据独立性高(物理和逻辑的独立性物理和逻辑的独立性物理和逻辑的独立性物理和逻辑的独立性)数据由数据由数据由数据由DBMS

10、DBMS统一管理和控制：统一管理和控制：统一管理和控制：统一管理和控制：数据安全性保数据安全性保数据安全性保数据安全性保 数据的完整性检查数据的完整性检查数据的完整性检查数据的完整性检查 并发控制并发控制并发控制并发控制 数据库恢复数据库恢复数据库恢复数据库恢复10/30/202213第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论序号序号 姓名姓名性别性别年龄年龄职称职称单位单位工龄工龄工资工资人事文件人事文件序号序号姓名姓名职称职称年龄年龄单位单位科研名称科研名称经费经费序号序号姓名姓名职称职称年龄年龄单位单位课程名课程名学时学时序号序号姓名姓名工资工资工龄补贴工龄补贴房租房租水电水电单位单位

11、科研文件科研文件教学文件教学文件工资文件工资文件外外模模型型序号序号姓名姓名性别性别年龄年龄职称职称单位单位工龄工龄工资工资科研科研经费经费课名课名学时学时房租房租水电水电概概念念模模型型基本文件基本文件序号序号姓名姓名性别性别年龄年龄职称职称单位单位序号序号项目项目经费经费序号序号工龄工龄工资工资房租房租水电水电物物理理模模型型项目文件项目文件工资文件工资文件教学文件教学文件序号序号课名课名学时学时自然状态文件自然状态文件第一层：满足了用户的需求，面向各个具体用户第一层：满足了用户的需求，面向各个具体用户第二层：面向全局，综合了所有用户的要求，从整体，全局考虑，解决了冗余问题。第二层：面向全

12、局，综合了所有用户的要求，从整体，全局考虑，解决了冗余问题。第三层：完全面向物理存贮的，在完成存放基本文件的前提下，考虑物理存贮的最佳组织形式。第三层：完全面向物理存贮的，在完成存放基本文件的前提下，考虑物理存贮的最佳组织形式。教师信息管理系统教师信息管理系统10/30/202214第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论数据库技术发展简史n世世界界上上第第一一个个通通用用的的DBMS诞诞生生于于20世世纪纪60年年代代，由由通通用用电电气气公公司司的的Charles Bachman设设计计，称称之之为为Integrated Data Store，简称，简称IDS。n该该系系统统奠奠定定了

13、了网网网网状状状状数数数数据据据据模模模模型型型型的的基基础础，极极大大地地影影响响了了数据库系统的发展。数据库系统的发展。n1969年年IBM公司公司推出了推出了第一个商品化的数据库管第一个商品化的数据库管理系统理系统InformationInformation Management SystemManagement System，简，简，简，简称为称为称为称为IMSIMSn它基于它基于层次数据模型层次数据模型层次数据模型层次数据模型。10/30/202215第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论n1970年年IBM公司公司San Jose实验室实验室的的Edgar Frank Cod

14、d提出了提出了关系数据模型关系数据模型关系数据模型关系数据模型，以关系或表作为描述，以关系或表作为描述数据的基础。数据的基础。n在其后的几年中，在其后的几年中，Codd又发表了一系列文章，奠又发表了一系列文章，奠定了定了关系数据库关系数据库关系数据库关系数据库的理论基础。的理论基础。n n2020世纪世纪世纪世纪7070年代年代年代年代是是关系数据库理论关系数据库理论关系数据库理论关系数据库理论研究和原型开发研究和原型开发的时代，其中以的时代，其中以IBM San Jose实验室开发的实验室开发的System RSystem R和和Berkeley大学研制的大学研制的INGRESINGRES为

15、典型为典型代表。代表。nIBM公公 司司 在在 System R的的 基基 础础 上上 先先 后后 推推 出出 了了SQL/DSSQL/DS和和DB2DB2两个两个商品化的关系商品化的关系商品化的关系商品化的关系DBMSDBMS。nINGRES也由也由INGRES公司商品化。公司商品化。10/30/202216第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论数据库技术的新发展层次数据库层次数据库第一个里程碑第二个里程碑第三个里程碑网状数据库网状数据库关系数据库关系数据库4.新一代数据库时期新一代数据库时期1.传统数据库时期传统数据库时期2.关系数据库时期关系数据库时期数据仓库数据仓库Web数据库系

16、统等数据库系统等3.专用数据库时期专用数据库时期工程数据库系统工程数据库系统图形数据库系统图形数据库系统 等等10/30/202217第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论n1.2.1 1.2.1 数据库系统的组成数据库系统的组成n1.2.2 1.2.2 数据库的三级模式数据库的三级模式n1.2.3 1.2.3 三种记录三种记录n数据独立性数据独立性1.2 数据库和数据库系统10/30/202218第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论1.2.1 数据库系统的组成数据库系统的组成n1、数据库（、数据库（DBDB）n 以以一定的组织方式一定的组织方式存贮存贮在计算机中相互有关在计算机

17、中相互有关的数据的集合，它能以的数据的集合，它能以最佳的方式最佳的方式、最少的冗最少的冗余（数据重复）余（数据重复）、最大的数据独立性最大的数据独立性，为多种为多种应用（多方面人员）提供服务。应用（多方面人员）提供服务。n2 2、数据库管理系统（、数据库管理系统（DataBase DataBase Management System(DBMS)Management System(DBMS)）n 支持人们支持人们创建创建、使用使用、修改修改、维护维护数据库中数据库中的数据的的数据的软件软件软件软件。（如。（如 INFORMIX INFORMIX，SYBASESYBASE，ORACLE ORACL

18、E 等）。等）。10/30/202219第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论数据库数据库数据库数据库数据库数据库管理系统管理系统计算机硬件系统数据库用户（联机）用户用户（程序）（程序）数据3.数据库系统数据库系统n通常所说的数据库，专业地应当称做数据库系通常所说的数据库，专业地应当称做数据库系统统(DataBase System,(DataBase System,缩写为缩写为DBSDBS)什么是数什么是数什么是数什么是数据库系统据库系统据库系统据库系统？设计、实现、控制设计、实现、控制和维护数据库相关和维护数据库相关人员人员(如如DBA)计算机软件系统计算机软件系统（操作系统、网（操作

19、系统、网络软件等）络软件等）10/30/202220第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论 口语中常说的“数据库系统数据库系统数据库系统数据库系统”在大多数时候都是指DBMS(DataBase Management System)。但是严格地来说，数据库系统DBSDBSDBSDBS（DataBase SystemDataBase System)是指在计算机系统中引入数据库之后的系统，一般由数据库数据库数据库数据库、数据库管数据库管数据库管数据库管理系统理系统理系统理系统（及其开发工具及其开发工具及其开发工具及其开发工具）、）、）、）、应用系统应用系统应用系统应用系统、数据库管理员数据库管

20、理员数据库管理员数据库管理员（DBA-Database AdministratorDBA-Database Administrator）和和和和用户（用户（用户（用户（USERUSERUSERUSER）构成。即：DBS=DBS=DB+DBMS+APPLICATION+DBA+USERDB+DBMS+APPLICATION+DBA+USER 数据库系统数据库系统是什是什是什是什么？么？么？么？10/30/202221第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论数据库应用软件包数据库应用软件包数据库应用软件包数据库应用软件包数数其他应用软件其他应用软件其他应用软件其他应用软件各种高级语言各种高级语

21、言各种高级语言各种高级语言硬件设备硬件设备据据库库操作系统操作系统OSDBMS 应用软件应用软件DBMSOS数据库系统的环境数据库系统的环境10/30/202222第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论数据库数据库最终用户最终用户应用系统应用系统应用开发工具应用开发工具DBMS操作系统操作系统数据库管理员数据库管理员DBA应用程序员应用程序员数据库系统的构成数据库系统的构成10/30/202223第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论硬件平台硬件平台数据库数据库软件平台软件平台数据库管理系统数据库管理系统应用程序系统应用程序系统用户操作界面用户操作界面选择操作选择操作选择程序选择程

22、序选择数据选择数据请求传输请求传输执行传输执行传输10/30/202224第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论1.2.2 1.2.2 数据库的三级模式数据库的三级模式操作数据操作数据存储数据存储数据不同层次的数据视图不同不同层次的数据视图不同10/30/202225第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论数数据据的的结结构构定定义义数据数据存储存储视图只以其结构定义出现视图只以其结构定义出现10/30/202226第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论序号序号 姓名姓名性别性别年龄年龄职称职称单位单位工龄工龄工资工资人事文件人事文件序号序号姓名姓名职称职称年龄年龄单位单位科研

23、名称科研名称经费经费序号序号姓名姓名职称职称年龄年龄单位单位课程名课程名学时学时序号序号姓名姓名工资工资工龄补贴工龄补贴房租房租水电水电单位单位科研文件科研文件教学文件教学文件工资文件工资文件外外模模型型序号序号姓名姓名性别性别年龄年龄职称职称单位单位工龄工龄工资工资科研科研经费经费课名课名学时学时房租房租水电水电概概念念模模型型基本文件基本文件序号序号姓名姓名性别性别年龄年龄职称职称单位单位序号序号项目项目经费经费序号序号工龄工龄工资工资房租房租水电水电物物理理模模型型项目文件项目文件工资文件工资文件教学文件教学文件序号序号课名课名学时学时自然状态文件自然状态文件第一层：满足了用户的需求，面

24、向各个具体用户第一层：满足了用户的需求，面向各个具体用户第二层：面向全局，综合了所有用户的要求，从整体，全局考虑，解决了冗余问题。第二层：面向全局，综合了所有用户的要求，从整体，全局考虑，解决了冗余问题。第三层：完全面向物理存贮的，在完成存放基本文件的前提下，考虑物理存贮的最佳组织形式。第三层：完全面向物理存贮的，在完成存放基本文件的前提下，考虑物理存贮的最佳组织形式。教师信息管理系统教师信息管理系统10/30/202227第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论外模式外模式外模式外模式数据库的本质：变换（外模式数据库的本质：变换（外模式数据库的本质：变换（外模式数据库的本质：变换（外模式

25、-模式、模式模式、模式模式、模式模式、模式-内模式）内模式）内模式）内模式）模式模式模式模式内模式内模式内模式内模式用户集用户集1用户集用户集3外模式外模式1外模式外模式2模式模式外模式外模式3内模式内模式数据库数据库用户集用户集2逻辑变换逻辑变换逻辑变换逻辑变换物理变换物理变换物理变换物理变换1、数据库结构数据库结构数据库结构数据库结构2 2、数据库内容、数据库内容、数据库内容、数据库内容外模式外模式外模式外模式：子模式，用户局部逻辑结构：子模式，用户局部逻辑结构。模式模式模式模式 ：DB全局逻辑结构，子模式的全局逻辑结构，子模式的 并集，以某种数据模型为基础。并集，以某种数据模型为基础。内

26、模式内模式内模式内模式：物理模式：物理模式10/30/202228第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论是外模式定义的用户数据库记录，是DBMS和应用程序之间交换数据的单位又称块，是数据库在存储设备上存储的基本单位，也是内存与外存之间进行数据交换的基本单位。是存储模式定义的基本数据存储单位；是DBMS与操作系统之间进行数据交换的数据单位。1.2.3 三种记录10/30/202229第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论数据独立性内模式内模式外模式外模式_1_1概念模式概念模式外模式外模式_2_2外模式外模式_3_3逻辑独立性物理独立性应用程序与数据的无关性应用程序与数据的无关性10

27、/30/202230第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论1.3 数据模型1、数据抽象的过程-四个世界 现实世界现实世界 概念世界概念世界 逻辑世界逻辑世界 物理世界物理世界信息世界信息世界现实世界的数据现实世界的数据数据概念模型数据概念模型DBMS支持的数据模型支持的数据模型人的认识人的认识,抽象抽象,分类等分类等转换转换逻辑世界逻辑世界计算机上存储的数据文件计算机上存储的数据文件物理世界物理世界存储存储10/30/202231第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论组织组织活动活动活动活动对象对象(个体集合个体集合)个体或事物个体或事物规则规则处理处理现实世界现实世界10/30/

28、202232第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论活动活动组织组织活动活动要表示的对象要表示的对象对对象的约束对对象的约束对象间的关系对象间的关系现实世界现实世界10/30/202233第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论活动活动组织组织活动活动对对象象的的特特征征对象应符对象应符合的条件合的条件对象间对象间的关联的关联组织模型组织模型现实世界现实世界10/30/202234第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论n例子例子 约束约束：学生所学课程都必须是本校开设的课程 只有本校学生才能获得本校课程的成绩 教师参加工作的年龄必须在20以上 学生或教师的性别必须为男性或女性特征

29、特征：表示对象 学生学生有 学号、姓名、性别、出生日期、等 课程课程有 课程代号、名称、学分、学时等活动活动：对象间相互关系 学生“学习”一门课程，教师“教”一门课程组织模型：组织模型：组织模型：组织模型：是一个组织中所有对象，在规定规则的指导 和控制下，相互协调运动而构成的一个有机整体。10/30/202235第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论组织模型对象个体特征事物（或个体）及其联系事物的集合（即对象）事物（即个体）表现事物现实世界现实世界10/30/202236第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论n又称信息世界或观念世界，是对现实世界的第1层次抽象，是现实世界在头脑中的

30、反映 组织模型对象个体特征概念模型（信息模型）实体集合实体属性把各种复杂的联系抽象化为简单的“1对1”、“1对多”和“多对多”3种基本联系 概念世界概念世界10/30/202237第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论n也称数据世界，是概念世界的一种数据表示n也可以看成是对现实世界的第2层次的抽象n逻辑世界直接与数据库相关，即通过逻辑世界把现实世界映射到数据库中n数据的结构分为4级,数据项、记录、文件和数据库逻辑世界逻辑世界10/30/202238第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论表示和存储信息 组织模型对象个体特征概念模型（信息模型）实体集合实体属性数据模型文件记录字段表示和

31、存储信息 组织模型对象个体特征概念模型（信息模型）实体集合实体属性数据模型文件记录字段逻辑世界逻辑世界10/30/202239第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论n也称计算机世界或存储世界n是数据的物理存储，或者说是在计算机存储设备（如磁盘）上的存储n是现实世界的第3层次的抽象 物理世界物理世界10/30/202240第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论4个世界的关系个世界的关系10/30/202241第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论现实世界DBMS概念模型数据模型现实世界现实世界的抽象化的抽象化现实世界的现实世界的数据表示数据表示转换转换模式DBMSDBMS表达表

32、达2、数据模型的数据模型的定义定义 对现实世界进行抽象的工具，是数据库系统中用以提供信息表示和操作的形式构架。10/30/202242第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论*3*3、数据模型的三要素、数据模型的三要素()数据库结构的基础就是数据模型。数据库结构的基础就是数据模型。数据模数据模数据模数据模型型型型是描述数据是描述数据(数据结构数据结构)、数据之间的联系、数据之间的联系、数据语义即数据语义即数据操作数据操作，以及一致性，以及一致性(完整性完整性)约约束的束的概念工具概念工具概念工具概念工具的集合。的集合。10/30/202243第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论基于

33、基于对象对象的逻辑模型的逻辑模型数据模型数据模型基于基于记录记录的逻辑模型的逻辑模型网状模型网状模型层次模型层次模型关系模型关系模型面向对象模型面向对象模型实体联系模型实体联系模型（逻辑层和概念层）（逻辑层和概念层）逻辑数据模型逻辑数据模型物理数据模型（物理层）物理数据模型（物理层）4、数据模型的层次、数据模型的层次10/30/202244第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论5 5 5 5、基于对象的数据模型、基于对象的数据模型、基于对象的数据模型、基于对象的数据模型 基于对象的数据模型用于在基于对象的数据模型用于在概念层概念层上描述数上描述数据。其特点是，提供灵活的结构组织能力，允许

34、据。其特点是，提供灵活的结构组织能力，允许显式定义数据约束。比较著名的有显式定义数据约束。比较著名的有实体联系模型实体联系模型实体联系模型实体联系模型和和面向对象模型面向对象模型面向对象模型面向对象模型。10/30/202245第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论实体联系模型（实体联系模型（E-RE-R模型）模型）E-R E-R模型是这样认识现实世界的：现实世界是由一组模型是这样认识现实世界的：现实世界是由一组称作称作实体实体实体实体的基本对象以及这些对象间的的基本对象以及这些对象间的联系联系联系联系构成的。构成的。实体是现实世界中可区别于其他对象的一个实体是现实世界中可区别于其他对象

35、的一个“事件事件”或一个或一个“物体物体”。例如每个人是一个实体，每个银行。例如每个人是一个实体，每个银行帐户也是一个实体。数据库中实体通过帐户也是一个实体。数据库中实体通过属性属性属性属性集合来描集合来描述。例如，客户帐户号述。例如，客户帐户号account-numberaccount-number和余额和余额balancebalance属性描述了银行的某个特定帐户。联系是实属性描述了银行的某个特定帐户。联系是实体间的相互关联。例如体间的相互关联。例如存款者存款者存款者存款者联系将一个客户和他的联系将一个客户和他的帐户关联。同一类型的所有实体的集合称作帐户关联。同一类型的所有实体的集合称作实

36、体集实体集实体集实体集，同一类型的所有联系的集合称作同一类型的所有联系的集合称作联系集联系集联系集联系集。10/30/202246第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论一对一联系一对一联系一对多联系一对多联系多对多联系多对多联系10/30/202247第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论教师教师科研项目科研项目课程课程职称职称序号序号单位单位年龄年龄姓名姓名性别性别工资工资工龄工龄房租房租水电水电经费经费项目项目课程名课程名学时学时科研科研报酬报酬教学教学工资单工资单qpnm11例如例如:教师信息管理系统数学模型教师信息管理系统数学模型10/30/202248第一章：数据库系统概

37、论第一章：数据库系统概论 银行企业数据库的银行企业数据库的E-RE-R图：图：account-numberaccount-numberassetsassetscustomer-namecustomer-namecustomercustomercustomercustomer中可能包中可能包中可能包中可能包含在银行含在银行含在银行含在银行中既无帐中既无帐中既无帐中既无帐户又无贷户又无贷户又无贷户又无贷款的客户款的客户款的客户款的客户balancebalanceaccountaccountaccount-branchaccount-branchbranch-namebranch-namebranc

38、hbranchcustomercustomerloanloanborrowerborrowerloan-numberloan-numbercustomer-streetcustomer-streetloan-branchloan-branchcustomer-citycustomer-cityamountamountbranch-citybranch-citydepositormn1nlnnm10/30/202249第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论6 6 6 6、基于记录的数据模型、基于记录的数据模型、基于记录的数据模型、基于记录的数据模型 基于记录的数据模型主要用于在逻辑层上描述

39、数基于记录的数据模型主要用于在逻辑层上描述数基于记录的数据模型主要用于在逻辑层上描述数基于记录的数据模型主要用于在逻辑层上描述数据。基于据。基于据。基于据。基于记录的模型记录的模型记录的模型记录的模型主要用来主要用来主要用来主要用来定义数据库的定义数据库的定义数据库的定义数据库的全局逻全局逻全局逻全局逻辑辑辑辑结构结构结构结构，而基于，而基于，而基于，而基于对象的数据模型对象的数据模型对象的数据模型对象的数据模型中的中的中的中的E-RE-R模型模型模型模型主要用主要用主要用主要用来来来来描述数据库的描述数据库的描述数据库的描述数据库的概念概念概念概念结构结构结构结构。基于记录的数据模型名称的由

40、来是由于它用一些基于记录的数据模型名称的由来是由于它用一些固定格式的记录来描述数据库结构。每个记录类型固定格式的记录来描述数据库结构。每个记录类型定义了固定数目的字段（或属性），通常每个字段定义了固定数目的字段（或属性），通常每个字段的长度也是固定的。的长度也是固定的。基于记录的数据模型主要有：基于记录的数据模型主要有：关系模型关系模型关系模型关系模型、网状模网状模网状模网状模型型型型和层次模型层次模型层次模型层次模型。10/30/202250第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论1 1 1 1）网状模型）网状模型）网状模型）网状模型 网状模型中的数据用记录（与网状模型中的数据用记录（与

41、PascalPascal语言中语言中的记录含义相同）的集合来表示，数据间的联系的记录含义相同）的集合来表示，数据间的联系用链接（可看作指针）来表示用链接（可看作指针）来表示。数据库中的记录数据库中的记录可被组织成可被组织成任意图的集合任意图的集合任意图的集合任意图的集合。JohnsonJohnson192-83-7645192-83-7645AlmaAlmaPalo AltoPalo AltoSmithSmith019-28-3746019-28-3746NorthNorthRyeRyeHayesHayes677-89-9011677-89-9011MainMainHarrisonHarris

42、onTurnerTurner182-73-6091182-73-6091PutnamPutnamStamfordStamfordJonesJones321-12-3123321-12-3123MainMainHarrisonHarrisonLindsayLindsay336-66-9999336-66-9999ParkParkPittfieldPittfieldA-101A-101500500A-215A-215700700A-102A-102400400A-305A-305350350A-201A-201900900A-217A-217750750A-222A-222700700图图1-3-

43、41-3-410/30/202251第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论2 2 2 2）层次模型：）层次模型：）层次模型：）层次模型：层次模型与网状模型类似，分别用记录和链层次模型与网状模型类似，分别用记录和链接来表示数据和数据间的联系接来表示数据和数据间的联系。与网状模型不同与网状模型不同的是：层次模型中的记录只能组织成树的集合而的是：层次模型中的记录只能组织成树的集合而不能是任意图的集合不能是任意图的集合。JohnsonJohnson192-83-7645192-83-7645Alma.Alma.SmithSmith019-28-3746019-28-3746North.North

44、.HayesHayes677-89-9011677-89-9011Main.Main.TurnerTurner182-73-6091182-73-6091PutnamPutnamJonesJones321-12-3123321-12-3123Main.Main.LindsayLindsay336-66-9999336-66-9999Park.Park.A-101A-101500500A-215A-215700700A-102A-102400400A-305A-305350350A-201A-201900900A-217A-217750750A-222A-222700700ROOTROOTA-2

45、01A-201900900图图1-3-51-3-510/30/202252第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论3 3）关系模型：）关系模型：关系模型用表的集合来表示数据和数据间的关系模型用表的集合来表示数据和数据间的联系联系。每个表有多个列，每列有唯一的列名。每个表有多个列，每列有唯一的列名。图图1-3-31-3-310/30/202253第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论4 4 4 4）基于记录的三种模型的差别）基于记录的三种模型的差别）基于记录的三种模型的差别）基于记录的三种模型的差别 关系模型与网状模型及层次模型的不同的地关系模型与网状模型及层次模型的不同的地方在于方在

46、于关系模型不使用指针或链接关系模型不使用指针或链接关系模型不使用指针或链接关系模型不使用指针或链接，而通过而通过记录记录记录记录所包含的值所包含的值所包含的值所包含的值把数据联系起来。这样做的好处是可把数据联系起来。这样做的好处是可以使关系模型具有以使关系模型具有严格规范的数学基础严格规范的数学基础严格规范的数学基础严格规范的数学基础，而集合，而集合理论又给关系模型以巨大的理论支持。理论又给关系模型以巨大的理论支持。10/30/202254第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论1.4 带有数据库的计算机系统硬 软件层次应用系统应用系统应用系统应用系统应用开发工具软件应用开发工具软件应用开

47、发工具软件应用开发工具软件DBMSDBMS操作系统操作系统操作系统操作系统硬件硬件硬件硬件OSOS编译系统编译系统编译系统编译系统1)硬件及数据库硬件及数据库2)软件软件Delphi,VBPowerBuliderSQL Server 2000Oracle,sybase.10/30/202255 各种人员视图数据抽象级别数据抽象级别数据抽象级别数据抽象级别终端终端应用系统应用系统DBMSDBOS模式模式外模式外模式内模式内模式系系统统分分析析员员DBA用户用户软件系统层次软件系统层次 应用程序员应用程序员10/30/202256第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论n应用程序员应用程序员:

48、应用程序的设计n系统分析员系统分析员:应用系统的需求分析和规范说明 (各级模式的概要设计)nDBA(数据库管理员数据库管理员):n1、决定数据库的信息内容和结构 n2、决定DB的存储结构和存取策 n3、决定DB安全性要求和完整性约束条件 4、监督和控制DB的运行和使用n5、DB的维护 n6、定义各用户的权限各种人员的主要作用各种人员的主要作用10/30/202257第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论 DBMS的功能n1.数据定义功能数据定义功能n2.数据加载功能数据加载功能n3.数据操纵功能数据操纵功能n4.运行控制功能运行控制功能n5.性能监督功能性能监督功能n6.数据库维护功能数

49、据库维护功能n7.故障恢复功能故障恢复功能n8.数据通信功能数据通信功能如如：SQL Server 200010/30/202258数据库系统的体系结构 与工作过程DBMS据据OS子模式子模式A子模式子模式B物理模式物理模式模式模式数数库库系统缓冲区系统缓冲区用户程序用户程序A1工作区工作区用户程序用户程序A2工作区工作区用户程序用户程序B1工作区工作区用户程序用户程序B2工作区工作区DBA10/30/202259第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论数据库管理数据库管理系统系统操作系统操作系统 应用程序应用程序 用户工作区用户工作区 系统缓冲区系统缓冲区 IO IO缓冲区缓冲区存储数据

50、库存储数据库外模式概念模式内模式数据字典数据字典10/30/202260第一章：数据库系统概论第一章：数据库系统概论小结 需掌握的主要内容：需掌握的主要内容：1、数据库，数据库管理系统，数据库系统。、数据库，数据库管理系统，数据库系统。2、数据库系统与文件系统的区别。、数据库系统与文件系统的区别。2、数据模型（概念模型、数据模型（概念模型（E-R图），图），记录模型）。记录模型）。3、关系数据库。、关系数据库。重点重点：1、E-R图图2、关系数据模型、关系数据模型3、数据库管理系统的主要功能、数据库管理系统的主要功能难点：难点：数据模型数据模型10/30/202261第一章：数据库系统概论第一