大学计算机基础-数据库技术

4 关系数据库设计
4.5 物理设计
• 数据库物理设用环境的物理结构，即物 理模式，包括存储结构和存取方法等。
字段名 学号 姓名 性别 出生年月 籍贯 班级编号
“学生信息管理系统”
表3 “学生”关系的物理设计
字段类型
字段长度
小数点
女
22
李三
男
21
03软工 李三
男
21
陈四
女
23
04商务 陈四
女
23
3 数据模型
3.3 关系模型——关系模型的基本概念 • 关系(Relation) 、关系模式(Relation Scheme) 、元组 (Tuple)、属性(Attribute)、变域(Domain)、分量、主 键(Primary Key)、外键(Foreign Key)
• 概念模型用实体-联系模型表示，简称E-R模型(EntityRelationship Model)，而E-R模型用E-R图表示 。
• 在E-R图中
• 实体型用矩形框来表示，框内标明实体名称； • 属性用椭圆框表示，框内标明属性名称，并用无向边与相应实体连接起
来，属性为键的用下划线表示； • 联系用菱形框表示，框内标明联系名，也用无向边分别与相关实体连接
在一起，长期存放在计算机内，可为多个用户共享， 而应用程序彼此独立，统一管理的数据集合。
1 数据库技术基本概念
1.4 数据库管理系统 数据库管理系统（Database Management System，
DBMS）是管理数据库的软件的集合，是数据库系统的 核心。
1 数据库技术基本概念
1.5 数据库系统
• 随着计算机软件、硬件技术的发展，数据处理的主 要工作已不再是计算，而是进行管理 。 数据库管理技术主要经历了人工管理阶段、文 件系统阶段、数据库系统3个阶段。
1 数据库技术基本概念
1.3 数据库 • 数据库是数据库系统的核心部分，是数据库系统的
管理对象。 • 数据库：是指以一定的组织方式将相关的数据组织
大学计算机基础-数据库技术
本章主要介绍数据库技术的基本概念，
包括数据、数据处理、数据库、数据库管 理系统以及数据库系统等，以及常用数据 库管理系统和数据模型，另外还介绍数据 库的设计过程及数据库在管理信息系统中 的应用等内容。
1 数据库技术基本概念
1.1 数据 数据(Data)是指人们用来反映客观世界而记录下
• 处理要求：对学院、系、教研室、教师、班级、学生、成绩等进行管理 (包括增加、修改、删除)；打印学生成绩报表。
• 安全性要求：鉴于信息的敏感性，要求按照不同身份对不同信息进行管理 或者对信息进行保护。例如进入时先“登录”。
• 完整性要求：一个学院有多个系；一个系有多个教研室，但只有一个系主 任；一个教研室有多个老师；一个系有多个班；一个班有多个学生，但每 个学生只能属于某个班；学生可以选修多门课，但每门课学生只有一个成 绩，每门课可以被多个学生选修，每门课可以由多个教师授课。
• 数据库系统是管理信息系统的核心，也是衡量管理 信息系统的标准。可以这么说，数据库系统在管理 信息系统中的地位就好像发动机在飞机中的地位一 样。
5 数据库在管理信息系统中的应用
5.3 实现“学生管理信息系统”(1)
增加一些其它的功能，例如“登录”，“学生信息查询”，“系信息管 理”，“班级信息管理”等模块。
• 需求分析既要懂数据库技术，又要熟悉业务流程， 因此要求专业人员和业务人员合作进行。
• 需求分析阶段主要是对数据库应用系统所要处理的 对象进行全面了解，大量收集支持系统目标实现的 各类基础数据以及用户对数据库信息的要求、对基 础数据进行加工处理的需求、对数据库安全性和完 整性的要求。
4 关系数据库设计
3 数据模型
3.2 网状模型
• 网状模型(Network Model)展现现实世界的各种非层次关系。 • 网中节点之间的联系不受层次限制 • 网状模型的优点是能够更为直接地描述现实世界；具有良好的性能，
存取效率高。其主要缺点是结构复杂，不利于扩充，不容易实现。
3 数据模型
3.3 关系模型
• 关系数据模型是由IBM公司的E.F.Codd于1970年提出 的，关系模型的“关系”具有特定的含义。
2 常见的数据库管理系统
2.3 Oracle
3 数据模型
• 面对“海量”的数据，如何管理和储存，这需要 一个“模型”，按照一定的组织方式进行管理。
• 数据模型是对数据间联系和约束条件的全局性描 述。
• 常用的支持数据库系统的数据模型有层次模型、 网状模型、关系模型。
• 数据库的性质是由数据模型决定的。 • Access数据库管理系统是支持关系模型特性的，
5 数据库在管理信息系统中的应用
5.3 实现“学生管理信息系统”(2)
增加一些其它的功能，例如“登录”，“学生信息查询”，“系信 息管理”，“班级信息管理”等模块。
5 数据库在管理信息系统中的应用
5.3 实现“学生管理信息系统”(3)
“对学生成绩”的管理
5 数据库在管理信息系统中的应用
5.3 实现“学生管理信息系统”(4)
起来，无向边上还标明联系的类型。
4.3 概念设计(2) 4 关系数据库设计 “学生信息管理系统”
4 关系数据库设计
4.4 逻辑设计
• 逻辑设计的任务是将概念模型转换为特定DBMS所 支持的数据模型，并对其进行优化。
• 转换规则（略）
“学生信息管理系统”
✓ 学院(学院编号、学院名称、院长姓名、电话、地址) ✓ 系(系编号、系名称、系主任、电话、教研室个数、学院编号) ✓ 教研室(教研室编号、教研室名称、教师人数、系编号) ✓ 教师(教师编号、姓名、性别、职务、教研室编号) ✓ 班级(班级编号、班级名称、班级人数、班长姓名、专业、系编 号) ✓ 学生(学号、姓名、性别、出生年月、籍贯、班级编号) ✓ 课程(课程编号、课程名、学时、学分、学期、教师编号、教室) ✓ 选修成绩(学号、课程编号、成绩)
数据库系统（Database System，DBS）是指引入了数据库技 术的计算机系统，包括计算机硬件、数据库、数据库管理系统 及其开发工具和数据库应用程序等软件以及人员。
2 常见的数据库管理系统
2.1 Access
2 常见的数据库管理系统
2.2 SQL Server
2 常见的数据库管理系统
2.3 MySQL
4.2 需求分析(2)
“学生信息管理系统”
• 信息要求：每个学校是以学院为单位进行管理的，学院又分为系，系分为 教研室，教研室聘请教师，系开设班级，学生按专业分班，学生学习的课 程都有一个成绩。其中，涉及到的信息，学院有“学院编号、学院名称、 院长姓名、电话、地址”；系有“系编号、系名称、系主任、电话、教研 室个数”、教研室有“教研室编号、教研室名称、教师人数”；教师有 “教师编号、姓名、性别、职称”；班级有“班级编号、班级名称、班级 人数、班长姓名、专业”；学生有“学号、姓名、性别、出生年月、籍 贯”；课程有“课程编号、课程名、学时、学分、学期、教室”。
4.3 概念设计(1) 4 关系数据库设计
• 概念设计的目标是产生反映全部组织需求信息的数据库概念 结构，即概念模式。
• 概念模型的名词术语：①实体(Entity)；属性(Attribute);③实体 型(Entity Type);④实体集(Entity Set);⑤键(Key);⑥联系 (Relationship)。
用计算机来执行管理功能的一种信息系统。
5 数据库在管理信息系统中的应用
5.2 数据库系统与管理信息系统
• 正确的决策必须对大量的有关信息进行全面的科学 分析，因此，一个管理信息系统要求能在短期内尽 快地处理大量的各类信息，这样就对系统中大量数 据的组织，存储、联系提出了较高的要求。
• 数据库作为一个管理信息系统的核心部分就是必不 可少的了。
4 关系数据库设计
4.1 设计步骤
应用需求（信息、处理需求）
硬件、操作系 统特性
需求分析 需求说明
概念设计 概念模式
逻辑设计 逻辑模式
数据库物理设计 物理模式
数据库实施
数据库
数据库运行维护 数据库设计基本步骤
DBMS特性
4 关系数据库设计
4.2 需求分析(1)
• 需求分析是整个数据库设计过程的基础，是数据库 设计的第一步。
所以由Access创建的数据库为关系数据库。
3 数据模型
3.1 层次模型
• 层次模型(Hierarchical Model)是数据库阶段出现最早的数据模 型。
• 典型的层次模型数据库系统是IBM公司1969年推出的IMS数据 库管理系统。
• 层次模型以记录类型为结点的有向树，树中的结点表示记录 类型，结点间的有向连线表示记录类型间的双亲-子女联系。
• 层次模型描述数据之间的从属层次关系
• 网状模型描述数据之间的多种从属的网状关系
• 特指虽具有相关性而“非从属性”的平行序列数据集合关系
• 关系模型用二维表表示事物间的联系
表1 某学校学生信息表
表2 某学校学生分布情况表
姓名
性别
年龄
班级 姓名 性别 年龄
王一
男
24
01会计 王一
男
24
林二
女
22
02网工 林二
文本
11
――
文本
4
――
文本
2
――
日期
――
――
文本
10
――
整型
――
――
索引类型 主索引
―― ―― ―― ―― ――
4 关系数据库设计
4.6 数据库实施
• 数据库实施是根据逻辑设计和物理设计的结果，在计算机上建立起实际数据 库结构、装入数据、测试和试运行的过程。
• 建立实际数据库结构 • 装入试验数据对应用程序进行测试 • 装入实际数据，进入试运行状态
“学生信息管理系统”
对“学生”表进行实施
4 关系数据库设计
4.7 运行和维护 • 维护数据库的安全性与完整性 、监测并改善数据库
性能 、必要时对数据库进行重组和重构 。
“学生信息管理系统”
加入“登录”机制和设置密码
5 数据库在管理信息系统中的应用
5.1 管理信息系统 • 管理信息系统(Management Information System)就是
把学生的就业信息也加入，并对就业信息等进行分析，为学校的教 学、招生、就业指导等工作提供一个决策的依据
来的可以鉴别的数字、字母或符号，可以存储在某 一种媒体上。
数据是信息的载体，是描述客观事物的数字、 字符或其它符号的集合。
在计算机领域，数据泛指一切能够输入计算机 并被计算机程序处理的符号，可以是数值、字符、 图形、声音或视频等。
1 数据库技术基本概念
1.2 数据处理
• 数据处理是指利用计算机对各种类型的数据进行收 集、存储、分类、计算或加工、检索、传输、维护 的一系列操作。