1_数据库概论
数据库系统概论
–数据库管理系统作为数据库系统的核心软件，其主要目标是 使数据成为方便用户使用的资源，易于为各种用户共享，增 进数据的安全性、完整性和可用性。
–DBMS把数据库建立成为三级模式结构和两级存储映像来实现 其目标，这就是数据库系统体系结构。
数据库系统概论
1．数据库系统的三级结构
– （2）模式（Schema）
• 模式是三级模式的中间层，也称为概念模式、逻辑模式、全局模 式等。它是整个数据库逻辑结构特征的描述。
– （3）内模式（Internal Schema）
• 内模式是三级模式的最下层，也称为存储模式、物理模式等。它 是对整个数据库存储结构特征的描述 。
数据库系统概论
–在整个数据库系统中，模式和内模式分别只有一个，外模式可以有多 个，每个外模式可以被多个应用程序所使用，但每个应用程序通常只 用一个外模式。
数据库基础
数据库系统概论
任务描述：数据库技术主要是用来科学地管理数据，以便为人们 提供可共享的、安全的、可靠的数据。在学习数据库知识之前 ，熟悉和理解一些数据库常用术语和基本概念，对数据库的学 习有很大的帮助。
任务目标：了解数据库基本概念、数据库体系结构等。。
数据库系统概论
1.1 基本概念 1．数据
• （1）数据定义功能 • （2）数据操纵功能 • （3）数据库运行控制功能 • （4）数据维护功能
数据库基础
– 数据库系统的体系结构分成三级：外模式、模式和内模式， 即三级模式结构。
– （1）外模式（External Schema）
• 外模式是三级模式的最上层，也称为子模式、应用模式、局部模 式等。它是对数据库在某个方面局部应用所涉及数据的逻辑结构 和特征的描述，是终端用户和应用程序员所见到的数据库，称为 数据视图。
数据库系统概论教案
数据库系统概论教案第一章：数据库基础知识1.1 数据库概念介绍数据库的定义、发展历程和分类解释数据、信息、知识与数据之间的关系1.2 数据模型介绍实体-联系模型、关系模型、层次模型和网状模型等解释数据模型的概念和作用1.3 数据库系统的结构介绍数据库系统的三级模式结构：外模式、模式和内模式解释数据库管理系统(DBMS)的概念和功能第二章：关系数据库理论2.1 关系模型介绍关系模型的基本概念：关系、属性、元组和域解释关系代数和元组关系演算的概念2.2 关系的完整性约束介绍实体完整性、参照完整性和用户定义完整性解释完整性约束的作用和意义2.3 数据库设计介绍需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计等阶段解释数据库设计的方法和步骤第三章：SQL语言3.1 SQL概述介绍SQL语言的概念、特点和应用范围解释SQL语言的基本语法和操作3.2 数据定义语言介绍创建表、修改表和删除表的SQL语句解释数据类型、主键、外键和索引的概念3.3 数据操纵语言介绍插入、删除、更新和查询数据的SQL语句解释聚合函数、分组和排序等概念第四章：数据库查询优化4.1 查询优化概述介绍查询优化的目的和重要性解释查询优化的方法和策略4.2 查询优化技术介绍基于规则的优化和基于成本的优化等方法解释查询优化中的代价估算和执行计划等概念4.3 索引和查询优化介绍索引的概念、分类和作用解释索引的创建、维护和优化策略第五章：事务管理5.1 事务概念介绍事务的定义、属性（ACID）和类型解释事务的作用和意义5.2 事务管理机制介绍并发控制和一致性维护的机制解释锁定、死锁和事务隔离级别等概念5.3 事务编程介绍使用编程语言实现事务的方法解释事务的提交、回滚和恢复等操作第六章：数据库安全与保护6.1 数据库安全概述介绍数据库安全的重要性解释数据库安全策略和威胁类型6.2 访问控制介绍自主访问控制（DAC）和强制访问控制（MAC）解释角色Based 访问控制（RBAC）和属性基访问控制（ABAC）6.3 加密技术介绍对称加密和非对称加密的概念解释哈希函数和数字签名在数据库安全中的应用第七章：数据库备份与恢复7.1 备份策略介绍完全备份、差异备份和增量备份等备份策略解释备份的频率和时间点选择7.2 恢复机制介绍恢复基点和恢复策略解释使用备份文件进行数据恢复的步骤和注意事项7.3 灾难恢复介绍灾难恢复计划和数据中心的地理位置选择解释镜像站点和负载均衡在灾难恢复中的应用第八章：数据库性能调优8.1 性能调优概述介绍性能调优的目标和重要性解释性能调优的方法和策略8.2 查询优化介绍查询优化的方法和工具解释如何使用查询分析器分析查询执行计划8.3 系统参数调优介绍数据库系统参数的概念和作用解释如何调整系统参数以提高数据库性能第九章：分布式数据库系统9.1 分布式数据库概念介绍分布式数据库的定义和特点解释分布式数据库系统的架构和组件9.2 数据分布策略介绍垂直分区和水平分区的概念解释数据本地化和数据复制在分布式数据库中的应用9.3 分布式查询处理介绍分布式查询处理的挑战和解决方案解释分布式查询优化和数据一致性维护的策略第十章：数据库新技术与发展趋势10.1 云计算与数据库介绍云计算的概念和数据库在云计算中的应用解释云数据库服务的特点和优势10.2 大数据与数据库介绍大数据的概念和数据库在大数据处理中的应用解释NoSQL数据库和NewSQL数据库的特点和优势10.3 与数据库介绍的概念和数据库在中的应用解释数据库智能化和自动化查询推荐的概念重点和难点解析重点环节一：关系模型的基本概念和关系代数、元组关系演算补充和说明：关系模型是数据库理论的核心，掌握关系模型的基本概念是理解数据库操作的基础。
数据库及空间数据库概论
地理信息共享与协同
空间数据库可以实现地理信息的共享和协同，促 进不同部门和地区之间的信息交流与合作。
遥感图像处理中的空间数据库应用
遥感数据存储与管理
空间数据库可以存储和管理大量的遥感数据，实现数据的统一管理 和高效访问。
MySQL Spatial
Oracle Spatial是Oracle数据库的一 个组件，提供了强大的空间数据管理 和分析功能。
MySQL Spatial是MySQL数据库的一 个扩展，提供了基本的空间数据类型 和函数，支持空间数据的存储和查询。
PostGIS
PostGIS是PostgreSQL数据库的一个 扩展，提供了丰富的空间数据类型和 函数，支持空间数据的存储、查询和 分析。
05
空间数据库的应用案例
城市规划与管理中的空间数据库应用
城市规划方案评估
空间数据库可以存储城市规划方案的相关数据，通过数据 分析和可视化技术，对规划方案进行评估和优化，提高规 划的科学性和合理性。
城市设施管理
利用空间数据库管理城市设施，如道路、桥梁、公园等， 实现设施的信息化、可视化及智能化管理，提高设施的使 用效率和安全性。
遥感图像处理与分析
利用空间数据库进行遥感图像的处理和分析，提取有用的地理信息， 为城市规划、资源调查等领域提供数据支持。
遥感监测与预警
通过空间数据库整合遥感监测数据，实现环境污染、气象灾害等方面 的预警和监测，提高应对自然灾害和环境问题的能力。
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数据库系统的基本概念
数据模型
数据模型是描述数据、数据关系 和数据操作的抽象表示，常见的 数据模型有层次模型、网状模型 和关系模型。
数据库概论
第二章数据库概论§2.1 数据库的发展数据库处理在信息系统的研究中一直是非常重要的主题，然而，近年来，随着World Wide Web(WWW)的猛增及Internet技术的迅速发展，使得数据库技术之时成为最热门技术之一。
数据库技术能使Internet应用超越具有早期应用特点的简单的发布。
同时，Internet技术提供了一种向用户发布数据库内容的标准化的访问方法。
这些技术没有脱离经典数据库技术的要求。
它们只是加重了数据库技术的重要性。
数据库的设计和开发及包括艺术有包括工程。
理解用户的需求，然后，把它们转变为有效的数据库设计是一个艺术过程。
把设计转变为实际的数据库，并且这些数据库带有功能完备、高效能的应用，是一个工程过程。
数据库的目的是帮助人们跟踪事务。
经典的数据库应用涉及诸如订单、顾客、工作、员工、学生、电话之类的项，或其它数据量较大、需要密起关注的事务。
最近，由于数据库的普及，数据库技术已经被应用到了新的领域，诸如用于Internet的数据库或用于公司内联网的数据库。
数据库也被越来越多地应用于生成和维护多媒体应用程序上。
计算机的数据处理应用，首先要把大量的信息以数据形式存放在存储器中。
存储器的容量、存储速率直接影响到数据管理技术的发展。
从1956年生产出第一台计算机到现在，存储器的发展，为数据库技术提供了良好的物质基础。
使用计算机以后，数据处理的速度和规模，无论是相对于手工方式，还是机械方式，都有无可比拟的优势。
通常在数据处理中，计算是比较简单的而数据的管理却比较复杂。
数据管理是指数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、传送等操作，这部分操作是数据处理业务的基本环节，而且是任何数据处理业务中必不可少的共有部分。
数据管理技术的优劣，将直接影响数据处理的效率。
2.1.1 数据库的发展数据管理技术的发展，与硬件（主要是外存）、软件、计算机应用的范围有密切的联系。
数据管理技术的发展经过三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段和数据库阶段。
数据库系统概论
数据库系统概论The document was prepared on January 2, 2021第一章数据库系统概论本章目的在于使读者对数据库系统的基本知识能有一个较为全面的了解，为今后的学习和工作打下基础。
本章重点介绍了有关数据库结构和数据库系统组织的基本知识和基本概念，以及常见的三种类型的数据库系统的特点。
重点介绍关系数据库的有关知识。
数据管理技术发展史随着生产力的不断发展，社会的不断进步，人类对信息的依赖程度也在不断地增加。
数据作为表达信息的一种量化符号，正在成为人们处理信息时重要的操作对象。
所谓数据处理就是对数据的收集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、加工、统计和传输等一系列工作全部过程的概述。
数据处理的目的就是使我们能够从浩瀚的信息数据海洋中，提取出有用的数据信息，作为我们工作、生活等各方面的决策依据。
数据管理则是指对数据的组织、编码、分类、存储、检索和维护，它是数据处理的一个重要内容中心。
数据处理工作由来以久，早在1880年美国进行人口普查统计时，就已采用穿孔卡片来存储人口普查数据，并采用机械设备来完成对这些普查数据所进行的处理工作。
电子计算机的出现以及其后其硬件、软件的迅速发展，加之数据库理论和技术的发展，为数据管理进入一个革命性阶段提供有力的支持。
根据数据和应用程序相互依赖关系、数据共享以及数据的操作方式，数据管理的发展可以分为三个具有代表性的阶段，即人工管理阶段、文件管理阶段和数据库管理阶段。
【1】人工管理阶段这一阶段发生于六十年代以前，由于当时计算机硬件和软件发展才刚刚起步，数据管理中全部工作，都必须要由应用程序员自己设计程序完成去完成。
由于需要与计算机硬件以及各外部存储设备和输入输出设备直接打交道，程序员们常常需要编制大量重复的数据管理基本程序。
数据的逻辑组织与它的物理组织基本上是相同的，因此当数据的逻辑组织、物理组织或存储设备发生变化时，进行数据管理工作的许多应用程序就必须要进行重新编制。
数据库概论习题参考答案
第1章绪论习题参考答案1、试述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。
（参见P3、4、5页）参考答案：描述事物的符号记录称为数据；数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合；数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件; 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员和用户构成。
2．使用数据库系统有什么好处（参见P12页）参考答案：数据库系统使信息系统从以加工数据的程序为中心转向围绕共享的数据库为中心的阶段，这样既便于数据的集中管理，又有利于应用程序的研制和维护，提高了数据的利用率和相容性，提高了决策的可靠性。
3．试述文件系统与数据库系统的区别和联系。
（8、9、10页）参考答案：1）数据结构化是数据库与文件系统的根本区别。
在文件系统中，相互独立的文件的记录内部是有结构的，管其记录内部已有了某些结构，但记录之间没有联系。
数据库系统实现整体数据的结构化，是数据库的主要特征之一。
2）在文件系统中，数据的最小存取单位是记录，粒度不能细到数据项。
而在数据库系统中，存取数据的方式也很灵活，可以存取数据库中的某一个数据项、一组数据项一个记录或或一组记录。
3）文件系统中的文件是为某一特定应用服务的，文件的逻辑结构对该应用程序来说是优化的，因此要想对现有的数据再增加一些新的应用会很困难，系统不容易扩充。
而在数据库系统中数据不再针对某一应用，而是面向全组织，具有整体的结构化。
5．试述数据库系统的特点。
（9、10、11页）参考答案：数据结构化；数据的共享性高、冗余度低、易扩充；数据独立性高；数据由DBMS统一管理和控制。
6．数据库管理系统的主要功能有哪些（4页）参考答案：数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理、数据库的建立和维护功能。
7．试述数据模型的概念（13页）、数据模型的作用、数据模型的三个要素。
（14、15页）参考答案：数据模型(Data Model)也是一种模型，它是现实世界数据特征的抽象。
《数据库概论》课件
关系数据库的软件系统。
特点
02
以表格形式存储数据，数据之间存在明确的关联关系，遵循一
定的数据完整性约束。
发展历程
03
从早期的层次数据库到关系数据库，再到现代的分布式数据库
和云数据库。
关系数据库管理系统的功能
数据存储
能够创建和管理关系数据 库，将数据以表格形式存 储在磁盘上。
数据检索
提供查询语言（如SQL） 用于检索、插入、更新和 删除数据。
反规范化设计
为了提高查询性能，适当增加冗余，简化数据操作。
三范式与范式之间的关系
第一范式（1NF）定义了关系的原子性；第二范式（2NF）定义了关系的主键和外键关系 ；第三范式（3NF）定义了关系的非主属性对主属性的独立性。
04
关系数据库管理系统
关系数据库管理系统的概述
定义
01
关系数据库管理系统（RDBMS）是一种用于存储、检索和管理
金融行业
用于银行、证券、保险等 金融机构的数据存储、处 理和分析，支持金融业务 的高效运转。
政府机构
用于政府办公自动化、电 子政务等领域，提高政府 服务效率和信息公开度。
05
数据库技术的发展趋势
大数据时代的数据库技术
大数据处理
随着大数据时代的来临，数据库技术也在不 断发展，以应对海量数据的存储、查询和分 析需求。
数据库设计的步骤
需求分析
收集、分析和整理业 务需求，明确数据需
求和功能需求。
概念设计
使用E-R图等工具，设 计数据库的概念结构
。
逻辑设计
将概念结构转换为逻 辑结构，如关系模型
。
物理设计
确定数据库的存储结 构、索引等物理属性
数据库系统概论知识点
第一章：绪论数据库（DB）：长期存储在计算机内、有组织、可共享的大量数据的集合。
数据库中的数据按照一定的数据模型组织、描述和存储，具有娇小的冗余度、交稿的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
数据库管理系统（DBMS）：位于用户和操作系统间的数据管理系统的一层数据管理软件。
用途：科学地组织和存储数据，高效地获取和维护数据。
包括数据定义功能，数据组织、存储和管理，数据操纵功能，数据库的事物管理和运行管理，数据库的建立和维护功能，其他功能。
数据库系统（DBS）：在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库。
数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。
目的：存储信息并支持用户检索和更新所需的信息。
数据库系统的特点：数据结构化；数据的共享性高，冗余度低，易扩充；数据独立性高；数据由DBMS统一管理和控制。
概念模型实体，客观存在并可相互区别的事物称为实体。
属性，实体所具有的某一特性称为属性。
码，唯一标识实体的属性集称为码。
域，是一组具有相同数据类型的值的集合。
实体型，具有相同属性的实体必然具有的共同的特征和性质。
实体集，同一类型实体的集合称为实体集。
联系两个实体型之间的联系一对一联系；一对多联系；多对多联系关系模型关系，元组，属性，码，域，分量，关系模型关系数据模型的操纵与完整性约束关系数据模型的操作主要包括查询，插入，删除和更新数据。
这些操作必须满足关系完整性约束条件。
关系的完整性约束条件包括三大类：实体完整性，参照完整性和用户定义的完整性。
数据库系统三级模式结构外模式，模式，内模式模式：（逻辑模式）数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。
一个数据库只有一个模式。
模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层，与数据的物理存储细节和硬件环境无关，与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关。
模式定义的内容：数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等），数据之间的联系，数据有关的安全性、完整性要求外模式：（子模式/用户模式）数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据库和逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的系统的逻辑表示。
第1章数据库系统概论习题及解答
第 1 章数据库系统概论1.1复习纲要本章介绍的主要内容：·数据管理技术的发展·数据模型·数据库系统结构1.1.1 数据管理技术的发展从20世纪50年代中期开始，数据管理技术大致经历了三个发展阶段：人工管理阶段、文件系统管理阶段和数据库系统管理阶段。
1. 人工管理阶段20世纪50年代中期以前，计算机主要从事计算工作，计算机处理的数据由程序员考虑与安排。
这一阶段的主要特点是：数据不长期保存；数据与程序不具有独立性；系统中没有对数据进行管理的软件。
2. 文件系统管理阶段20世纪50年代后期到60年代中后期，计算机系统中由文件系统管理数据。
其主要特点：数据以文件的形式可长期存储在磁盘上，供相应的程序多次存取；数据文件可脱离程序而独立存在，使得数据与程序之间具有设备独立性。
如果数据文件结构发生变化时，则对应的操作程序必须修改。
即文件系统管理文件缺乏数据独立性，并且数据冗余度大。
数据之间联系弱，无法实施数据统一管理标准。
这些都是文件系统管理的主要缺陷。
3.数据库系统管理阶段70年代初开始，计算机采用数据库管理系统管理大量数据，使计算机广泛应用于数据处理。
数据库系统管理数据的主要特点：·采用数据模型组织和管理数据，不仅有效地描述了数据本身的特性，而且描述了之间的联系。
·具有较高的数据独立性。
即数据格式、大小等发生了改变，使得应用程序不受影响。
·数据共享程度更高，冗余度比较小。
·由DBMS软件提供了对数据统一控制功能，如安全性控制、完整性控制、并发控制和恢复功能。
·由DBMS软件提供了用户方便使用的接口。
数据库系统管理数据是目前计算机管理数据的高级阶段，数据库技术已成为计算机领域中最重要的技术之一。
1.1.2 数据模型数据模型是构建数据库结构的基础，在构建时要经历从概念模型设计到DB逻辑模型和物理模型转换过程。
因此，数据模型可分为两类共4种，两类为概念模型和结构模型，其中结构模型又分为外部模型、逻辑模型和内部模型三种。
数据库系统概论总结(一)
数据模型(续)（p12）
数据模型分成两个不同的层次
(1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来 也称信息模型， 对数据和信息建模。 对数据和信息建模。 它是按计算机系统的观点对数据建模。 (2) 结构模型 它是按计算机系统的观点对数据建模 概念模型最终要转换成结构模型。
实体型间联系 ---三种类型
1.两个实体型 两个实体型 2.三个实体型 三个实体型 3.一个实体型 一个实体型 一对一联系（ 一对一联系（1:1） ） 一对多联系（ 一对多联系（1:n） ） 多对多联系（ 多对多联系（m:n） ）
关系模型的基本概念
关系（Relation）
一个关系对应通常说的一张表。
数据管理的发展阶段
人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段
数据独立性分两种
物理独立性—用户的应用程序与磁盘上 存储数据的相互独立。指数据的物理存 储改变了，应用程序不用改变。 逻辑独立性—用户的应用程序与数据库 的逻辑结构的相互独立，逻辑结构发生 改变，应用程序不用改变。
数据模型
在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表 抽象、 抽象 示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地 示和处理 讲数据模型就是现实世界的模拟—“抽象” 数据模型应满足三方面要求
(2) 属性（Attribute）
实体所具有的某一特性称为属性。 实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个 属性来刻画。 属性来刻画。
(3) 码（Key）--任何一个实体都应有一个或多个码
唯一标识实体的属性集称为码。 唯一标识实体的属性集称为码。
信息世界中的基本概念(续)
数据库概论
数据库概论数据库是近几十年来被广泛使用的计算机技术，它可以有效地帮助组织管理和存储大量的信息，以便于快速、有效的访问、检索和编辑信息数据。
在本文中，我们将介绍数据库的定义、概念、类型以及应用，以便读者更好地理解和掌握数据库。
首先，让我们来了解什么是数据库。
数据库是一种专门用于存储、管理和组织数据的软件系统。
其次，数据库管理系统（DBMS）是一种用于操纵、修改、充实和维护数据库的软件系统。
它可以提供安全性和有效性，不仅能够保护数据免受意外或有意的破坏，还能够有效地检索、组织数据。
数据库可以分为物理数据库和逻辑数据库两种类型。
物理数据库指的是实际存储在物理存储器中的数据库，它可以有以下几种形式：文本文件、Excel电子表格、数据库文件等。
而逻辑数据库又分为关系型、非关系型和对象关系型数据库三类。
关系型数据库是用来描述任何对象之间的事实或关系，它使用二维表或称为关系结构进行管理；非关系型数据库是一种特殊的数据库，它的结构不像关系型数据库一样，它使用文档、图形等模式进行存储；而对象关系型数据库（OODB）是一种特殊的数据库，它比关系型和非关系型数据库更加强大，它通过存储结构化的数据和对象来保存信息，支持面向对象的特性，能够更好地满足面向对象编程。
数据库在商业、政府和科学研究等领域有着广泛的应用，可以分为客户服务支持应用、信息管理应用、决策支持应用和个人计算应用四大类。
例如，客户服务支持应用可以帮助企业迅速响应客户的需求，同时妥善处理客户的请求，满足他们的服务要求；信息管理应用可以帮助政府、企业或社会组织收集、存储、管理和检索大量的信息；决策支持应用可以帮助企业更好地进行商业决策；而个人计算应用可以帮助个人记录和维护自己的个人信息，以便追踪和分析自己的行为和计划。
总的来说，数据库是计算机技术的重要组成部分，它可以有效地帮助组织管理和存储大量的信息，是非常有用的软件系统。
数据库的类型和应用非常广泛，它可以帮助企业更好地进行商业决策，也可以帮助社会组织有效管理和检索大量的信息，从而提高组织的效率和效果。
数据库概论试题答案
③至少选修了C1和C2课程的学生学号。（3’）
∏snum(σame = C1∧um = SC.snum∧SC.snum = S.snum(S))∩∏snum(σame = C2∧um = SC.snum∧SC.snum = S.snum(S))
1、将查询转换成某种内部表示，通常是语法树。
2、根据一定的等价变换规则把语法树转换成标准（优化）形式。
3、选择低层的操作算法。
4、生成查询计划。
5．简述事物遵守两段锁协议和事物调度可串行化的关系
如果事务中所有的加锁操作都在事务的第一个解锁操作之前进行，那么这个事务是遵循两段锁协议的。
如果一个调度中的每个事务都遵循两段锁协议，那么该调度必然是冲突可串行化的。
3．设有关系模式student(snum,sname,sdept,mname,cname,grade),其中（snum,sname）为主码，设关系中有如下函数依赖：
{snum,cname}->{sname,sdept,mname}
{snum}->{sname,sdept,mname}
{snum,cname}->{grade}
3．如果一个关系中的属性或属性组并非该关系的关键字，但它是另一个关系的关键字，则称其为该关系的外键。
4．SQL语言具有对数据定义、查询、操作和管理等四个方面的功能。
5．数据库系统的三级模式结构分别为：模式、内模式、外模式；二级映象分别为：外模式/模式映象，模式/内模式映象
6．在SQL所支持的数据库系统的三级模式结构中，视图属于外模式。
第一章 数据库系统概论
第一章数据库系统概述学习目的与要求：1、了解信息、数据玉数据处理的正确含义及数据管理的进展2、了解数据库系统的基本概念、特点和数据模型3、理解关系模型和关系运算的基本概念4、了解数据库设计的原则、步骤和设计过程学习重点和难点：1、数据库的基本概念2、关系的基本运算有两类：一类是传统运算（并、差、交等）;另一类是专门的关系运算（选择、投影和连接）。
课时数：21.1数据和信息1.1.1 数据数据是存储在某一媒体上能够识别的物理符号。
在计算机领域中，一切能被计算机接收和处理的物理符号都叫数据。
数据通常可以分为两种形式：一种是数值型数据，如成绩、价格、体重、工资等；另一种是非数值型数据，如姓名、地址、单位、文章、声音、图像、视频等。
1.1.2信息信息是指数据经过加工处理后所得到有价值的知识。
说明：信息与数据既有联系又有区别，数据反映了信息，而信息又依靠数据来表达。
用不同的数据形式可以表示同样的信息，信息不随它的数据中的形式不同而改变。
总之，信息是反映客观现实世界的知识，数据是信息的具体表现形式，数据经过加工处理后使其具有知识性并对人类活动产生有意义的决策作用。
1.1.3 数据处理数据处理是利用计算机技术将数据转换成信息的过程。
数据处理包括对数据的收集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、计算、加工、统计和传输等一系列操作。
数据是原料，使输入，而信息使产出，是输出结果。
数据处理的目的是从大量的、原始的数据中获取我们所需要的资料，为我们工作和决策提供必要的信息基础和依据，输出有价值、有意义的信息。
1.2 数据管理技术的发展数据管理是对数据进行组织、存储、分类、检索、维护等数据处理的技术，是数据处理的核心。
随着计算机硬件技术和软件技术的发展和进步，计算机数据管理的水平不断提高，管理方式也发生了很大的变化。
发展到现在，数据管理经历了以下三个阶段：·人工管理阶段·文件管理阶段·数据库系统阶段1.2.1 人工管理阶段1.2.2 文件管理阶段1.2.3 数据库系统阶段由于文件系统管理数据的缺陷，迫切需要新的数据管理方式，把数据组成合理结构，能集中、统一地进行管理。
数据库概论参考答案
.数据库概论专科作业题参考答案第一章数据库系统导论一、选择1.C2.B3.C4.A5.A6.A7.C8.A9.D10.D11.B12.B13.B14.C15.D16.C17.A18.D19.C20.B21.A22.C23.A24.C25.D26.D27.B28.B29.A30.C31.A32.D33.A34.C35.A36. A37.C38.D39.A40.D41.D42.D43.C44.A45.D46.B二、填空1．数据2．数据库3．数据库的恢复4．概念模型5．逻辑独立性6．关系数据7．层次8．数据定义9．网状模型10．完整性约束11．关系数据12．E-R13．一对多14．信息三、名词解释1．信息：经过加工处理后具有一定含义的数据集合，它具有超出事实数据本身之外的价值。
2．数据：数据库中存储的基本对象，通常指描述事物的符号。
3．数据库：存储在计算机存储设备上，结构化的相关数据集合。
它不仅包括描述事物的数据本身，还包括相关事物之间的联系。
4．数据库管理系统：处理数据访问的软件系统，也就是位于用户与操作系统之间的一层对数据库进行管理的软件。
用户必须通过数据库管理系统来统一管理和控制数据库中的数据。
5．数据库系统：引进了数据库技术后的计算机系统，它能够有组织地、动态地存储大量数据，提供数据处理和数据共享机制，一般由硬件系统、软件系统、数据库和人员组成。
6．实体：客观存在并可相互区别的事物称为实体。
7．属性：实体所具有的某一特征或性质称为属性。
8．联系：在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些联系在信息世界中反映为两类：一类是实体内部的联系；另一类是实体之间的联系。
9．关键字：唯一地标识实体的属性集称为关键字。
10．实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和描述同类实体，称为实体型。
11．实体集：同一类实体的集合称为实体集。
12．数据结构：数据结构是对数据静态特征的描述。
数据的静态特征包括数据的基本结构、数据间的联系13．数据操作：数据操作是指对数据动态特征的描述，包括对数据进行的操作及相关操作规则。
数据库系统概论_第一章
数据库系统概论_第⼀章第⼀章绪论1.1 数据库系统概述1.1.1 数据库的4个基本概念1. 数据Data定义：描述事物的符号记录数据的语义：数据的含义，与数据不可分数据是有结构的：记录是计算机存储数据的⼀种格式或⼀种⽅法2. 数据库（DataBase, DB）定义：长期存储在计算机内、有组织的、可共享的⼤量数据的集合。
数据库中数据按照⼀定数据模型组织、描述和存储；具有较⼩的冗余度，较⾼的数据独⽴性和易扩展性，并可为各种⽤户共享基本特点：永久存储、有组织、可共享3. 数据库管理系统（DataBase Management System, DBMS)定义：位于⽤户应⽤和操作系统之间的⼀层数据管理软件，是⼀个⼤型复杂的软件系统，和操作系统⼀样是计算机的基础软件。
⽤途：科学地组织和存储数据、⾼效地获取和维护数据主要功能：（1）数据定义（提供数据定义语⾔DDL（Data Definition Language）；（2）数据组织、存储和管理（3）数据操纵（提供数据操纵语⾔DML，实现对数据库的基本操作）（4）数据库的事务管理和运⾏管理（5）数据库的建⽴和维护（6）其他功能4. 数据库系统（DataBase System, DBS）定义：由数据库、数据库管理系统（及应⽤开发⼯具）、应⽤程序和数据库管理员（DataBase Administrator, DBA）组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。
通常把数据库系统简称为数据库1.1.2 数据管理技术的产⽣和发展数据管理：对数据进⾏分类、组织、编码、存储、检索和维护⼈⼯管理阶段→⽂件系统阶段→数据库系统阶段1. ⼈⼯管理阶段特点：数据不保存应⽤程序管理数据数据不共享数据不具有独⽴性2. ⽂件系统阶段特点：数据可以长期保存由⽂件系统管理数据数据共享性差、冗余度⼤数据独⽴性差3. 数据库系统阶段数据库观点：数据不是依赖于处理过程的附属品，⽽是现实中独⽴存在的对象从⽂件系统到数据库系统标志着数据管理技术的飞跃1.1.3 数据库系统的特点1. 数据结构化数据库系统实现整体数据的结构化，这是数据库的主要特征之⼀，也是数据库系统与⽂件系统的本质区别。
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数据模型
现实世界: 客观存在的事务及联系: 学校选课与成绩管理 概念模型: 对现实世界的认识和抽象描述
数据库的三级体系结构
• 外模式(用户模式)是从现实系统中用户角度看到的数 据结构的描述，是用户与数据库系统的接口，是数据 库用户的数据视图。 • 模式(概念模式)是数据库中全体数据的逻辑结构和特 征的描述，是所有用户的公共数据视图。一个数据库 只有一个模式，在定义数据时应首先定义模式，即定 义数据的逻辑结构（如数据项、名字、类型等）和数 据之间的联系。模式的一个具体值称为模式的一个实 例。模式是相对稳定的，而实例是相对变动的，因为 数据库中的数据通信是在不断更新的。 • 内模式(存储模式)是数据物理结构和存储方式的描述 ，一个数据库只有一个内模式
•
•
逻辑设计中的数据描述
• 记录(Record)：字段的有序集合称为记录。 • 字段(Field)：标记实体属性的命名单位称为字段， 或数据项。它是可以命名的最小信息单位，所以又 称为数据元素或初等项。 • 文件(File)：同一类记录的集合称为文件。 • 关键码(Key)：能惟一标识文件中每个记录的字段或 字段集，称为记录的关键码(简称为键)。
实体集E1
实体集E2
E1 学生 E2 课程
教师
用户
学生
权限
1.4 数据模型
•
–
数据模型(Data Model) :是对现实世界的抽象。它能表示 实体类型及实体间联系。数据模型可分为:
概念数据模型（Conceptual Data Model） （ERA Model--Entities,Relationships,Attributes ） 逻辑数据模型（Logical Data Model） 物理数据模型（Physical Data Model） 现实世界 →（抽象）→ 信息世界 →（转化）→ 数据世界 （建立概念模型） （建立数据模型）
1.3 数据描述
在数据处理中，数据描述将涉及到不同 的范畴。从事物的特性到计算机中的具体 表示，实际上经历了三个阶段——概念设 计中的数据描述、逻辑设计中的数据描述 和物理设计中的数据描述。本节先介绍这 三个阶段的数据描述，再介绍数据之间联 系如何描述与实现。
概念设计中的数据描述
• • 实体(entity)：客观存在，可以相互区别的事物 称为实体。 实体集(entity set)：性质相同的同类实体的集 合，称为实体集。 属性(attribute)：实体有很多特性，每一个特性 称为属性。每一个属性有一个值域，其类型可 以是整数型、实数型、字符串型等。 实体标识符(identifier)：能惟一标识实体的属 性或属性集，称为实体标识符。有时也称为关 键码(key)，或简称为码或键。
数据人工管理阶段
• 在人工管理阶段(20世纪50年代中期前)，计算机主 要用于科学计算。外部存储器只有磁带、卡片和纸 带等，还没有磁盘等字节存取存储设备。软件只有 汇编语言，尚无数据管理方面的软件。数据处理的 方式基本上是批处理。
main() 人工管理阶段的数据管理有下列特点： { ① 数据不保存在计算机内。 int score; scanf(“%d”,&score); ② 没有专用的软件对数据进行管理。 if (score>=60) ③ 只有程序(program)的概念，没有文件 printf(”Pass”); (file)的概念。数据的组织方式必须由程 else 序员自行设计与安排。 printf(“Fail”); ④ 数据面向程序: 即一组数据对应一个程序。 }
– –
•
① ②
③
逻辑数据模型应包含数据结构、数据操作和数据完整性约 束三个部分：
数据结构是指对实体类型和实体间联系的表达和实现； 数据操作是指对数据库的检索和更新（包括插入、删除和修改） 两类操作； 数据完整性约束给出数据及其联系应具有的制约和依赖规则。
实体联系模型
• 什么是实体-联系建模技术
– Entity-Relation Approch是于1976年有P.PS.Chen提出的。这 种技术使用E-R图来描述现实世界中的事物(实体)，事物的特性 （属性），以及事物之间的相互联系（关系），从而达到为信 息系统建立良好的数据模型的目的。
数据联系的描述
实体集E1
E1 座位
实体集E2
E2 乘客 校长
实体集E1
实体集E2
E1 学院 父母 E2 学生 子女
学校
①一对一联系（1:1） 实体Ａ中的每个实例在实体Ｂ中至多有 一个实例与之对应关联，反之亦然。 ②一对多联系（1:n） 实体Ａ中的每个实例在实体Ｂ中至少有 一个实例与之对应关联，反之实体Ｂ中 的每个实例在实体Ａ中最多有一个实例 与之对应关联。 ③多对多联系（m:n） 实体Ａ中的每个实例在实体Ｂ中至少有 一个实例与之对应关联，反之亦然。
•
ER模型举例：
①
② ③ ④ ⑤
首先确定实体类型。本问题有三个实体类型：零件PART， 工程项目PROJECT，零件供应商SUPPLIER。 确定联系类型。PROJECT和PART之间是M:N联系，PART 和SUPPLIER之间也是M:N联系，分别命名为P_P和P_S. 把实体类型和联系类型组合成ER图。 确定实体类型和联系类型的属性。 确定实体类型的键，在ER图中属于码的属性名下画一条横线。
数据库技术的基本术语
• 数据库（Database，简记为DB）DB是长期存储在计 算机内、有组织的、统一管理的相关数据的集合。DB 能为各种用户共享，具有较小冗余度、数据间联系紧 密而又有较高的数据独立性等特点。 • 数据库管理系统(Database Management System） DBMS是位于用户与操作系统(OS)之间的一层数据管 理软件，它为用户或应用程序提供访问DB的方法包括 DB的建立、查询、更新及各种数据控制。 • 数据库系统（Database System，简记为DBS） DBS 是实现有组织地、动态地存储大量关联数据、方便多 用户访问的计算机硬件、软件和数据及人力资源组成 的系统，即它是采用数据库技术的计算机系统。
• E-R图
JNAME J# DATE
实体联系模型
P# PNAME COLOR WEIGHT S# SNAME SADDRPROJECTຫໍສະໝຸດ MP_PN
PART
M
P_S
N
SUPPLIER PROJECT
TOTAL
PROJECT
QUANTITY
M M
P_P_S
PART
N
N
PART
P
SUPPLIER
SUBPART
E-R模型举例
病房号 床位号 n 1 科 名 科地址 科电话 床位 1 分配 1 n m 科室 1 从属 n
诊治
组成
病人
医生
病历号
姓 名
性 别
工作证号
姓 名
职 称
年 龄
医院管理E-R模型
E-R模型举例
系号 系名 主任名 学号 姓名 年龄 系 1 1 学生 n n n 选修 m m 课程 成绩 性别
概念设计 实体 属性 实体集 实体标识符 逻辑设计 记录 字段（数据项） 文件 关键码
数据联系的描述
• 联系（relationship）是实体之间的相互关系。 • 联系有以下三种类型：
① 一对一联系：如果实体集E1中每个实体至多和实体集E2 中的一个实体有联系，反之亦然，那么实体集E1和E2的 联系称为“一对一联系”，记为“1:1”。 ② 一对多联系：如果实体集E1中每个实体可以与实体集E2 中任意个（零个或多个）实体间有联系，而E2中每个实体 至多和E1中一个实体有联系，那么称E1对E2的联系是 “一对多联系”，记为“1:N”。 ③ 多对多联系：如果实体集E1中每个实体可以与实体集E2 中任意个（零个或多个）实体有联系，反之亦然，那么称 E1和E2的联系是“多对多联系”，记为“M:N”。
学生
M
选课 成绩
N
课程
数据模型：按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS的实现
Student(SID,Sname,Sex,Birthday,Specialty) Course(CID, Cname,Credit） SC(SID, CID,Grade) 或 学生(学号,姓名,性别,出生日期,专业) 课程(课程号,课程名,学分) 选课(学号,课程号,分数)
文件系统阶段
• 文件系统阶段的数据管理有以下特点： ① 数据以“文件”形式可长期保存在外部存储器的磁盘上。 ② 数据的逻辑结构与物理结构有了区别，但比较简单。 ③ 文件组织已多样化。有索引文件、链接文件等。 ④ 数据不再属于某个特定的程序，可以重复使用，即数据面 向应用。 ⑤ 对数据的操作以记录为单位。 ⑥ 操作系统中的文件系统(FMS)是专门管理外存的数据管理 软件 • 随着数据管理规模的扩大，数据量急剧增加，文件系统显 露出三个缺陷： ① 数据冗余（redundancy） ② 数据不一致（inconsistency） ③ 数据联系弱（poor data relationship）
数据库阶段
• 数据库阶段数据管理特点：
① 面向全组织的整体数据的结构化(采用数据模型表示复 杂的数据结构,数据有组织地存放)。 ② 数据的共享性高，冗余度低(可以被多个用户或多个应 用程序共享使用)。 ③ 有较高的数据独立性(数据独立性是指数据和程序相互 不依赖或数据与应用程序分离)。 ④ DBS提供以下四方面的数据控制功能：数据库的并发控 制，数据库的恢复，数据的完整性(数据保持一致与完 整)和数据安全性(设置不同的用户权限)。 ⑤ DBS为用户提供方便的用户接口: GUI: Enterprise Manager(企业管理器) Command: Query Analyzer (查询分析器)