数据库系统的基本概念
db01--数据库系统概述
1.2 数据库管理技术的发展
•人工管理（50年代中期以前）
这一阶段计算机主要用于科学计算。 硬件中的外存只有卡片、纸带、磁带，没有磁盘等直接 存取设备。 软件只有汇编语言，没有操作系统和管理数据的软件。 数据处理的方式基本上是批处理。 •数据不进行保存 •没有专门的数据管理软件 •数据面向应用 • 基本上没有文件的概念
1.3 数据模型
数据模型的发展：
（1）.层次模型 Hierarchical Model ---- 树结构 • 图1.9是层次模型有向树的示意图。 • 结点A为根结点，Ｄ,F,G为叶结点， • B,D为兄结点……
A B C
D 层次模型有向树的示意图
E
F
1.3 数twork Model ---- 图结构
1.1 基本概念
3.数据 data
数据是将现实世界中的各种信息记录下来的符号， 其意义是客观实体的属性值，是信息的载体和具体表现形 式。同样的信息可用多种不同形式的数据来表示，信息不 随它的数据形式变化而改变。
数据有数字、文字、图形、图像、声音等多种表现形 式。
数据与信息的关系： 数据是信息的载体（表现形式）；信息是数据的内 容或是解释。信息=数据+数据处理
1.1 基本概念 dbms与dbs的关系
1.1 基本概念
6.数据库系统 database system，简称DBS
数据库
数据库
是数据库系统 的核心和管理 对象
硬件
软件
数据库软件 主要指数据 库管理系统 DBMS
人员 数据库管理员DBA
计算机科学与技术——数据库系统原理
第一章数据库系统概述本章学习重点：1.数据库系统的三级模式结构2.数据模型中概念层模型（E-R）模型域逻辑层模型（关系模型）第一节数据库基本概念一、数据（Data）：是描述事物的符号记录，是指用物理符号记录下来的、可以鉴别的信息包括数字、字母、文字、特殊字符组成的文本数据，也可以是图形、图像、动画、影像、声音、语言等多媒体数据。
例如，日常生活和工作中使用的客户档案记录、商品销售记录等都是数据二、数据库（Database,简称DB）1.定义：是长期储存在计算机中的有组织的、可共享的（大量）数据集合2.数据库中存储的数据具有永久存储、有组织和可共享三个基本特点三、数据库管理系统（Data Management System,简称DBMS）数据库管理系统产生的时期是20世纪60年代后期DBMS必须具有将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态的功能，这就是数据库的故障恢复1.定义：是位于应用程序（用户）与操作系统之间的一层数据管理软件2.主要功能（1）数据定义功能：提供数据定义语言（DDL）定义数据库中的数据对象例如：表、视图、存储过程、触发器等（2）数据操纵功能：提供数据操纵语言（DML）操纵数据实现对数据库的基本操作例如：查询、插入、删除和修改（3）数据库的运行管理：保证数据的安全性（用户只能使用视图定义中的数据，而不能使用视图定义外的其它数据）、完整性（数据的正确性、有效性和相容性，防止错误的数据进入数据库）、多用户对数据的并发使用以及发生故障后的系统恢复（4）数据库的建立和维护功能：创建数据库及对数据库空间的维护、数据库的备份与恢复功能、数据库的重组织功能和性能监视、分析等数据库恢复采用的方法：建立检查点、建立副本、建立日志文件（5）数据组织、存储和管理功能例如：索引查找、顺序查找（6）其他功能：主要包括与其他软件的网络通信功能、不同数据库管理系统之间的数据传输以及相互访问功能等四、数据库系统（Database System,DBS）：是指在计算机中引入数据库技术之后的系统1.通常一个完整的数据库系统包括数据库、数据库管理系统及相关实用工具、应用程序、数据库管理员和用户2.数据库管理员（Database Administrator,DBA）：专门负责对数据库进行维护，并保证数据库正常、高效运行第二节数据管理技术的发展一、人工管理阶段（20世纪50年代中期以前）特点：1.数据不保存2.应用程序管理数据3.数据面向应用注意：记录内无结构，整体无结构二、文件系统阶段（20世纪50年代后期到60年代中期）缺陷：数据冗余、数据不一致、数据联系弱特点：1．数据的管理者：文件系统，数据可长期保存2．数据面向的对象：某一应用程序3．数据的共享程度：共享性差、冗余度大4．数据的结构化：记录内有结构，整体无结构5．数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序6．数据控制能力：应用程序自己控制三、数据库系统阶段（20世纪60年代后期以来）特点：1.数据集成2.数据共享性高3.数据冗余度小4.数据一致性5.数据独立性高6.实施统一管理与控制7.减少应用程序开发与维护的工作量第三节数据库系统的结构一、数据库系统的三级模式结构1.模式：也称为概念模式或逻辑模式，它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2.外模式：也称为子模式（Subschema）或用户模式，它是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述DBMS提供子模式描述语言（Subschema DDL）来严格地定义子模式3.内模式：也称为存储模式（Storage Schema），它是对数据库中数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示形式4.三级模式结构的两层映像与数据独立性（1）外模式/模式映像（逻辑独立性）（2）模式/内模式映像（物理独立性）数据独立性：不会因为系统数据库存储（物理）结构与数据逻辑结构的变化而影响应用程序二、数据库系统的运行与应用结构1.客户/服务器（Client/Server,C/S）模式（需要下载）例如：QQ、桌面客户端游戏2.浏览器/服务器（Browser/Server,B/S）模式例如：网站、在线web游戏第四节数据模型一、数据特征与数据模型组成要素1.数据结构：描述的是系统的静态特性及数据对象的数据类型、内容、属性以及数据对象之间的联系2.数据操作：描述的是系统的动态特性，是对各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则3.数据约束：描述数据结构中数据间的语法和语义关联，包括相互制约与依存关系以及数据动态变化规则，以保证数据的正确性，有效性与相容性二、数据模型的分类1.概念层数据模型（1）信息世界中的基本概念A．实体（Entity）: 客观存在并可相互区别的事物称为实体，可以是具体的人、事、物或抽象的概念，B．属性（Attribute）：实体所具有的某种特性称为实体的属性，一个实体可以由多个属性来描述C．码或键（Key）：唯一标识实体的属性集称为码D．域（Domain）：属性的取值范围称为该属性的域E．实体型（Entity Type）：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型F．实体集（Entity Set）：同型实体的集合称为实体集G．联系（Relationship）：现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系实体型间联系：★一对多1：N★一对一1：1★多对多N：M（2）概念模型的表示方法概念模型：用来描述现实世界的事物，与具体的计算机系统无关表达用户需求观点的数据全局逻辑结构的模型最典型的概念模型是实体联系（E-R）2.逻辑层数据模型（1）层次模型（2）网状模型（3）关系模型（4）面向对象模型在面向对象技术中，相同元素的有序集合，并且允许有重复的元素的复合数据类型是列表类型3.物理层数据模型：也称为数据的物理模型（Physical Model），其描述数据在存储介质上的组织结构，是逻辑模型的物理实现，即每一种逻辑模型在实现时都有与其相对应的物理模型逻辑模型是从数据库实现的观点出发，对数据建模第二章关系数据库本章学习重点：1.关系数据库的相关概念2.关系规范化理论，各个范式之间的转化关系第一节关系数据库概述系统而严格地提出关系模型的是美国IBM公司的E.F.Codd1.1970年提出关系数据模型2. E.F.Codd在1970年发表了论文《Communication of the ACM》3.之后，提出了关系代数和关系演算的概念4.1972年提出了关系的第一、第二、第三范式5.1974年提出了关系的BC范式关系数据库应用数学方法来处理数据库中的数据80年代后，关系数据库系统成为最重要、最流行的数据库系统典型实验系统：System R、University INGRES典型商用系统：ORACLE（占有率最高）、SYBASE、INFORMIX、IBM DB2课程中使用的是MySQL第二节关系数据模型一、关系数据结构关系模型的数据结构非常简单，只包含单一的数据结构，即关系基本术语：1.表（Table）：表，也称为关系，是一个二维的数据结构，它由表名构成表的各个列（如学号、姓名等）及若干行数据（各个学生的具体信息）组成。
第一章_数据库系统概述
2．模式／内模式映象
模式／内模式映象定义了数据全局逻辑 结构与存储结构之间的对应关系。例如， 说明逻辑记录和字段在内部是如何表示 的
数据库中模式／内模式映象是唯一的
该映象定义通常包含在模式描述中
模式／内模式映象的用途
保证数据的物理独立性
当数据库的存储结构改变了（例如选用了另 一种存储结构），数据库管理员修改模式／ 内模式映象，使模式保持不变
1、信息（information）
定义：关于现实世界事物的存在方式或 运动状态反映的综合。
特点：
客观存在 可以感知 可存储、加工、传递和再生
2、数据(Data)
数据(Data)是数据库中存储的基本对 象
数据的定义
描述事物的符号记录
数据的种类
文字、图形、图像、声音
认 识 抽
象
把概念模型转换为某一 DBMS支持的数据模型
信息世界 机器世界
数据模型(续)
客观对象的抽象过程---两步抽象
现实世界中的客观对象抽象为概念模型；
把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。
概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层 次。
数据模型(续)
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 对数据和信息建模。 (2) 数据模型 主要包括网状模型、层次模型、关系 模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。
例：实体－“明星” （950231，刘德华，Andy，香港，27-9-1961，
天秤座，牛，174 cm， 68 kg，AB）
(4) 主键（Key）
唯一标识实体的属性集称为码，又称主键，或 关键字。
(5) 联系（Relationship）
数据库系统概论复习重点
数据库系统概论复习重点第一章绪论1.数据库系统的基本概念：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、应用系统、数据库管理员构成。
2.数据库管理系统的主要功能：数据定义功能、数据操作功能、数据库的运行管理、数据库的建立和维护。
3.数据模型的分类：概念模型、逻辑模型。
4.概念模型的表示：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型、对象关系模型。
5.数据管理技术的产生和发展经历的三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段。
6.实体是现实世界中客观存在，且能相互区别的。
7.数据模型的组成要素：数据结构、数据操作、数据的完整性的约束条件。
8.DBS包括DB和DBMS，而DB与DBSM是相互独立的。
9.概念模型独立于操作。
10.数据库三级结构有利于保证数据的安全性和独立性。
11.数据库物理存储视图为内模式12.用户通过DML语言对数据进行操作，其实是在操作外模式中的记录。
13.数据库系统的三级模式结构：外模式、模式、内模式。
14.有了“模式/内模式映像”可以保证数据的物理独立性。
15.数据库系统的核心是——数据库。
16.数据库系统的三级模式存在有二级映像，使之可以有较高的数据独立性。
17.数据库的外部存储方法和存储设备变化不影响逻辑结构，这种情况为物理数据独立性。
第二章关系数据库1.本章重点：关系数据库概念，可以用关系表达式来表达实际问题，可以用元祖表达式来表达实际问题，可以用域表达式来表达实际问题。
可以将这三种表达式相互转换。
2.关系代数运算：并、交、笛卡儿积、选择、投影。
3.常用的关系运算：关系代数、关系演算。
5.“列”可以出自一个域。
6.DBMS和OS之间的关系是：DBMS可以调用OS。
7.关系演算谓词变元可分为：元祖关系、演算关系、域关系演算。
8.若Sno由八位数组成，则此种情况称为：用户定义完整性。
9.一般情况下“R”“S”连接，则“R”“S”必有相同的属性。
数据库系统的三个基本概念
数据库系统的三个基本概念=============数据库系统是计算机系统中专门用于管理、存储和检索数据的核心软件组件。
以下是数据库系统的三个基本概念：1. 数据模型-------数据模型是数据库系统的核心，它是对现实世界数据特征的抽象，描述了数据的组织、存储和操作方法。
数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。
常见的数据模型包括关系型模型、层次型模型和网状型模型。
1.1 关系型模型关系型模型采用二维表格形式组织数据，表格之间通过键值相互关联。
关系型模型具有较高的数据独立性和一致性，支持丰富的查询操作，是目前主流的数据库模型。
1.2 层次型模型层次型模型采用树形结构组织数据，父子节点之间存在隶属关系。
层次型模型适合于具有层次结构的数据，如文件系统、邮件系统等。
1.3 网状型模型网状型模型采用网状结构组织数据，节点之间可以有多重关联关系。
网状型模型适合于具有复杂关联关系的数据，如工程设计、项目管理等领域。
2. 数据库语言--------数据库语言是用于在数据库系统中进行数据定义、操作和查询的编程语言。
常见的数据库语言包括SQL（Structured Query Language）和NoSQL（Not Only SQL）。
2.1 SQL语言SQL语言是关系型数据库的标准语言，用于定义表结构、插入和更新数据、查询和筛选数据等操作。
SQL语言具有简单易学、功能强大、灵活性高等特点，是数据库管理员和开发人员常用的工具。
2.2 NoSQL语言NoSQL语言是面向文档、键值对或列存储的数据库语言，适合于非结构化和半结构化数据的存储和查询。
NoSQL语言具有高性能、高可用性和可扩展性等特点，适用于互联网应用、大数据处理等领域。
3. 数据库管理系统（DBMS）--------------数据库管理系统是用于管理数据库的软件系统，它提供了数据定义、存储、操作和管理等功能。
DBMS通常由数据存储、查询处理、事务管理和系统管理四个部分组成。
数据库系统概念 概述及内容总结
数据库系统概念概述及内容总结1. 引言1.1 概述数据库系统是指由数据库、数据库管理系统（DBMS）和应用程序组成的，用于存储和管理大量结构化数据的软件系统。
近年来，随着信息技术的迅猛发展，数据库系统在各个行业中得到了广泛应用。
无论是电子商务、金融、医疗还是制造业等领域，都离不开高效可靠的数据库系统。
本文将围绕数据库系统概念展开讨论，从定义和基本原理、组成部分以及数据模型等方面进行介绍。
同时，还会探讨数据库系统的功能，包括数据管理和存储、数据访问与查询以及数据安全与完整性保护。
此外，文章还将对主要数据库系统类型和应用场景进行分析和比较。
关系型数据库管理系统（RDBMS）、非关系型数据库管理系统（NoSQL DBMS）以及分布式数据库管理系统（DDBMS）都将在这一部分中得到详细阐述。
最后，在结论与总结部分，我们将回顾本文所介绍的关键概念和内容要点，并对数据库系统的发展趋势进行思考。
同时也会展望未来数据库研究的方向，希望能够为读者提供全面而深入的了解和思考。
通过本文的阅读，读者将对数据库系统的基本概念有更清晰的认识，了解数据库系统的功能和特点，并能够掌握不同类型数据库系统的适用场景和优缺点。
同时，本文还将引发读者对未来数据库技术发展方向的思考，为相关研究工作提供指导与启示。
2. 数据库系统概念:数据库系统是指在计算机中存储、管理和组织数据的一种软件系统。
它通过使用数据模型来描述现实世界中的实体和它们之间的关系，并提供了对这些数据进行存储、访问和查询的功能。
2.1 定义和基本原理:数据库系统是由数据、数据库管理系统（DBMS）和用户组成的。
数据是数据库中存储的信息，可以表示各种实体、属性和关系。
数据库管理系统是负责管理数据库的软件，提供了对数据进行增加、删除、修改和查询等操作的接口。
用户可以通过DBMS与数据库进行交互，执行各种操作并获取所需信息。
数据库系统的基本原理包括三个方面：- 数据独立性：数据库系统将物理数据与逻辑数据相分离，使得应用程序可以独立于底层物理存储结构而访问或操作数据。
《数据库基础》PPT课件
第四章 数据库设计基础
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4、数据库系统的内部结构体系
数据库系统的三级模式： （1）概念模式：数据库系统中全局数据逻辑结构 的描述，是全体用户（应用）公共数据视图。 （2）外模式：也称子模式或用户模式，它是用户 的数据视图，也就是用户所见到的数据模式，它 由概念模式推导而出。 （3）内模式：又称物理模式，它给出了数据库物 理存储结构与物理存取方法。内模式的物理性主 要体现在操作系统及文件级上，它还未深入到设 备级上（如磁盘及磁盘操作）。内模式对一般用 户是透明的，但它的设计直接影响数据库的性能。
表示。
实体集与属性间的联接关系：用无向线段表示。
实体集与联系间的联接关系：用无向线段表示。
学生
M
选月
性别
成绩
第四章 数据库设计基础
第四章 数据库设计基础
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2007-8-21
4、数据库系统的内部结构体系
数据库系统的两级映射： （1）概念模式到内模式的映射； （2）外模式到概念模式的映射。
概念模式到内模式的映射保证数据的物理独立性，
外模式到概念模式的映射保证数据的逻辑独立性。
第四章 数据库设计基础
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4.2 数据模型
1、数据模型
数据模型的概念：是数据特征的抽象，它从抽象层次上描述 了系统的静态特征、动态行为和约束条件，为数据库系统 的信息表示与操作提供一个抽象的框架。数据模型所描述 的内容有三个部分，它们是数据结构、数据操作与数据约 束。
数据模型分为概念模型、逻辑数据模型和物理模型三类。
2、实体联系模型及E-R图 E-R模型的基本概念：
物理独立性：物理独立性即是数据的物理结构（包括存储结 构，存取方式等）的改变，如存储设备的更换、物理存储 的更换、存取方式改变等都不影响数据库的逻辑结构，从 而不致引起应用程序的变化。
数据库基本概念
数据库基本概念一、数据库系统的基本概念1)DB：即数据库（Database),是统一管理的相关数据的集合。
长期储存在计算机内，有结构的、集成的、可共享的、统一管理的数据集合。
DB能为各种用户共享，具有最小冗余度,数据间联系密切，而又有较高的数据独立性。
2)DBMS:即数据库管理系统（Database Management System），是位于应用软件与操作系统之间的一层数据管理软件, 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. DBMS 总是基于某种数据模型.3)DBS：即数据库系统（Database System），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软件、硬件和数据资源组成的系统，即采用了数据库技术的计算机系统。
4)DBA：负责数据库系统的安全控制与正常运行.利用DBMS提供的各种工具访问数据库。
5)1：1联系：如果实体集E1中的每个实体最多只能和实体集E2中的一个实体有联系,反之亦然，那么实体集E1对E2的联系称为“一对一联系”，记为“1：1"。
6)1：N联系：如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个（零个或多个）实体有联系，而E2中每个实体至多和E1中的一个实体有联系，那么E1对E2的联系是“一对多联系"，记为“1:N”。
7)M：N联系：如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个（零个或多个）实体有联系，反之亦然，那么E1对E2的联系是“多对多联系"，记为“M:N"。
8)概念模型：概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次.现实世界的事物反映到人的脑子中来，人们把这些事物抽象为一种既不依赖于具体的计算机系统又不为某一DBMS支持的概念模型,然后再把概念模型转换为计算机上某一DBMS支持的数据模型。
表示方法很多，最常用的实体－联系方法（E－R图）9)数据模型：模型是对现实世界的抽象。
数据库管理系统的基本概念
数据库管理系统的基本概念数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）是一种用于管理数据库的软件系统。
通过DBMS，用户可以方便地创建、使用和管理数据库，实现数据的存储、检索、修改和删除等操作。
数据库管理系统具有以下几个基本概念：一、数据库数据库是指按照数据模型组织、存储和管理的数据集合。
数据库中的数据按照特定的结构和规则进行组织，可以以文件或表格的形式存储。
数据库能够持久地存储大量数据，并且支持对数据的高效管理和处理。
二、数据模型数据模型是数据库中数据的抽象表示，定义了数据的结构、属性和关系。
常见的数据模型有层次模型、网络模型和关系模型等。
其中，关系模型是目前最常用且最广泛应用的数据模型，它使用表格来表示实体、属性和关系之间的关联。
三、实体和属性实体是现实世界中的一个独立存在的事物，可以是一个人、一个地方或一个物品等。
实体具有属性，属性是描述实体特征的数据项，例如一个人的姓名、年龄和性别等。
四、关系和关系型数据库关系是指两个实体之间的关联，可以是一对一、一对多或多对多的关系。
关系型数据库是基于关系模型构建的数据库系统，使用了多个表来存储和表示实体、属性和关系之间的关联。
通过使用关系代数和结构化查询语言（SQL），关系型数据库可以进行复杂的查询和数据操作。
五、数据完整性数据完整性是指数据库中的数据满足定义的约束条件和规则，保证数据的正确性和一致性。
数据完整性包括实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性约束等。
六、数据操作与查询语言数据库管理系统提供了一种数据操作语言（Data Manipulation Language，简称DML）和一种数据查询语言（Data Query Language，简称DQL）。
通过DML，用户可以进行数据的插入、删除和修改等操作；而通过DQL，用户可以进行数据的查询和检索。
七、数据安全性与权限管理数据安全性是指保护数据库免受非法访问和损坏的能力。
数据库系统原理与设计
数据库系统原理与设计一、数据库系统的基本概念数据库系统是指由若干个数据文件和相应的数据管理软件组成的系统，它能够在计算机上存储、管理和处理大量结构化数据，并提供快速、高效的数据访问和查询功能。
数据库系统中最重要的概念是数据，它是指描述现实世界中各种事物和关系的信息。
数据可以分为结构化数据和非结构化数据两类，其中结构化数据具有固定的格式和类型，如数字、日期等；非结构化数据则没有明确的格式和类型，如图片、视频等。
二、数据库系统的组成部分数据库系统主要由以下几个组成部分：1. 数据库管理系统（DBMS）：负责对数据库进行管理、维护和操作，并提供各种数据访问接口。
2. 数据库：由若干个相关联的表组成，每个表包含若干个字段（列），每行表示一个记录。
3. 应用程序：通过DBMS提供的API来访问数据库，进行各种操作。
4. 数据库管理员：负责对数据库进行维护和管理，包括备份恢复、性能优化等。
三、关系型数据库与非关系型数据库根据数据存储方式不同，可以将数据库分为关系型数据库和非关系型数据库两类。
1. 关系型数据库：采用表格的形式存储数据，每个表格包含若干个字段（列），每行表示一个记录。
关系型数据库具有严格的数据结构和规范的数据操作语言，如SQL。
2. 非关系型数据库：不采用表格的形式存储数据，而是采用键值对、文档等方式进行存储。
非关系型数据库具有灵活性高、可扩展性强等特点，如MongoDB、Redis等。
四、数据库设计原则数据库设计是指根据实际需求和业务规则，将数据组织成逻辑上相关联的表，并定义相应的字段和约束条件。
在进行数据库设计时需要遵循以下几个原则：1. 数据库范式：通过将数据分解为更小的组件来减少冗余和重复，从而提高数据一致性和查询效率。
2. 数据完整性：保证数据库中的数据符合业务规则和约束条件，如主键唯一性、外键引用完整性等。
3. 数据安全性：保护数据库中敏感信息不被非法访问或篡改，如用户身份验证、访问控制等。
数据库基础知识
数据库基础知识1.数据库系统的基本概念一、信息与数据1．信息信息的概念：信息是现实世界事物的存在方式或运动状态的反映。
换言之，信息是一种已经被加工为特定形式的数据。
信息的特征：(1)信息传递需要物质载体，信息的获取和传递要消耗能量；(2)信息可以感知；(3)信息可以存储、压缩、加工、传递、共享、扩散、再生和增值。
2．数据数据的概念：数据是将现实世界中的各种信息记录下来的符号，其意义是客观实体的属性值，是信息的载体和具体表现形式。
数据的表现形式：数字、文字、图形、图像、声音。
3．数据与信息的关系数据与信息紧密相关，信息提供现实世界中有关事物的知识；数据是载荷信息的物理符号，二者不可分离又有一定区别。
二、数据处理与数据管理技术1．数据处理：是指将数据转换为信息的过程。
2．数据管理：数据收集、分类、组织、编码、存储、检索、传输和维护等环节是数据处理的基本操作，称为数据管理，是数据处理的核心问题。
3．数据管理技术的三个发展阶段(1)人工管理阶段(20世纪50年代)特点：数据无独立性(2)文件管理阶段(20世纪60年代)特点：出现了文件系统．实现以文件为单位的数据共享，程序和数据有了一定的独立性：(3)数据库系统阶段(20世纪60年代末期开始)特点：数据库管理系统对令部数据实施统一的、集中的操作，实现了数据独立性、可共享、冗余度小。
三、数据库技术的发展数据库发展阶段的划分以数据模型的进展作为主要依据和标志。
数据库的发展经历了3个阶段1．第一代数据库是层次数据库系统和网状数据库系统其数据模型分别为层次模型和网状模型，第一代数据库的典型代表：IMS。
2．第二代数据库是关系数据库系统其数据模型称关系模型，目前大部分数据库系统采用关系模型。
典型代表：Ingres3．第三代数据库是面向对象的数据库管理系统支持面向对象的数据模型，保持和继承了第二代数据库系统的优点，更安全、高效、方便，同时还具有开放性。
四、数据库技术的发展趋势(1)面向对象的方法和技术对数据库发展的影响(2)数据库技术与多学科技术的有机结合(3)面向专门应用领域的数据库技术的研究五、数据库系统的组成1．数据库系统的组成一个完整的数据库系统由数据库、数据库管理系统、应用程序、计算机硬件、计算机软件、应用程序和各类人员组成。
数据库系统的基本概念与原理
数据库系统的基本概念与原理数据库系统是现代计算机应用的重要组成部分，扮演着存储、管理和提取大量数据的角色。
在理解数据库系统的基本概念和原理之前，我们首先需要了解数据库和数据库管理系统（DBMS）的含义。
数据库是指按照一定的数据模型组织、存储、管理和共享数据的集合。
它可以用来存储各种类型的数据，如文本、图片、音频和视频等。
数据库管理系统（DBMS）是指用于创建、操作和维护数据库的软件工具。
DBMS负责处理用户对数据库的请求，执行数据操作和提供数据查询等功能。
数据库系统的基本概念和原理涉及以下内容：数据模型、数据结构、数据独立性、事务和并发控制。
数据模型是数据库系统中用于组织数据的一种方法。
常见的数据模型有关系数据模型、层次数据模型和网络数据模型等。
关系数据模型是最广泛使用的数据模型，它将数据组织成具有表格结构的二维表。
数据结构是指数据库中数据组织的方式。
表是关系数据库中最基本的数据结构，它由行和列组成。
每一行表示一个实体或记录，每一列表示一个属性或字段。
关系数据库中，数据是以表的形式存储的，不同的表之间通过主键和外键建立关系。
数据独立性是数据库系统的重要特性之一。
它分为逻辑独立性和物理独立性。
逻辑独立性是指应用程序与数据库的逻辑结构相互独立，应用程序的修改不会影响到数据库的结构。
物理独立性是指数据库的物理存储方式可以独立于应用程序。
事务是数据库操作的基本单位。
事务具有ACID特性，即原子性、一致性、隔离性和持久性。
原子性指事务中的操作要么全部执行成功，要么全部不执行。
一致性指事务的执行对数据库状态的改变必须是合法的，不破坏数据库的完整性。
隔离性指并发执行的多个事务之间应该相互隔离，互不干扰。
持久性指一旦事务提交，对数据库的修改将永久保存。
并发控制是数据库系统中用于处理多个并发事务的机制。
它确保事务之间的执行不会相互干扰，同时保持数据库的一致性。
常见的并发控制技术包括锁定机制、时间戳机制和多版本并发控制等。
数据库系统基本概念及特点(“数据库”相关文档)共29张
数据库是以一定的组织形式存放在计算机存储介质上的相互关联 的数据的集合。描述事物本身和事物之间的联系。
⑤ 数据库管理系统（DBMS） 数据库管理系统是对数据库进行管理的软件系统，简称为DBMS (DataBase Management System) 。 是一种关系数据库管理系 统。 功能 ：增、删、查、改等。
字段名 类型
课程号 字符型
课程名 字符型
学分
数值型
先修课程 字符型
宽度 小数位 索引
4
▲
12
1
4
NULL
7. “教学管理系统”数据库设计案例
⑶专业表(Zyb.dbf)
字段名 专业号 专业名 科类 学制 学位
类型 字符型 字符型 字符型 数值型 字符型
宽度 小数位 索引
3
▲
12
6
10
10
NULL
7. “教学管理系统”数据库设计案例
包文字、数字、图表、图片等。
② 信息（information）
是客观世界的事物在人脑中抽象的反映，是经过加工处理后对客 观世界产生影响的数据。
③ 数据处理
是对各种类型的数据进行收集、存储、分类、计算、加工、检索和 传输的过程。数据信息数据处理
三者之间的关系：
数据
数据处理
信息
1.数据库系统基本概念及特点
7. “教学管理系统”数据库设计案例
④确定表的字段 ⑴学生表(Xsb.dbf)
字段名 类型
学号
字符型
姓名
字符型
性别
字符型
专业
字符型
出生年月 日期型
高考分数 数值型
团员
逻辑型
简况
数据库系统概念
概念设计：建立数据库的概 念模型包括实体、属性、关 系等
逻辑设计：将概念模型转换 为关系模型包括表、字段、 主键、外键等
物理设计：确定数据库的物 理结构包括存储介质、索引、 分区等
实现和测试：编写数据库脚 本进行数据库创建、数据导 入、功能测试等
维护和优化：根据实际需求 对数据库进行优化和维护提 高系统性能。
装、多态关系
关系数据库是一种基于关系模 型的数据库管理系统
关系模型由一组关系组成每个 关系由一组属性和值组成
关系数据库使用SQL语言进行 查询和操作
关系数据库具有较高的数据独 立性和安全性易于维护和扩展
功能：管理数据库 的创建、维护和访 问
组成：数据库、数 据库管理系统、应 用程序、用户
特点：数据独立性 、数据共享性、数 据安全性、数据完 整性
云计算环境下的数据库技术发展概述 云计算环境下的数据库技术发展趋势 云计算环境下的数据库技术应用案例 云计算环境下的数据库技术挑战与机遇
云计算数据库：将数据库服务部署在云端实现数据共享和访问 大数据技术：处理和分析海量数据挖掘数据价值 区块链数据库：利用区块链技术实现数据存储和访问的安全性和透明性 人工智能数据库：结合人工智能技术实现数据库的智能化管理和优化
云数据库：如mzon RDS、Google Cloud SQL等
分布式数据库：如HBse、Cssndr等
嵌入式数据库：如SQLite、Berkeley DB等
企业数据管理：用于存储、管理和分析企业数据提高工作效率 电子商务：用于存储、管理和分析用户交易数据提高用户体验 社交媒体：用于存储、管理和分析用户社交数据提高用户粘性 科学研究：用于存储、管理和分析科研数据提高科研效率
第二范式：确 保每列都完全 依赖于主键消 除部分函数依
数据库系统基础知识
数据库系统基础知识内容提要：Visual Foxpro是目前微机上流行采用了可视化的、面向对象的程序设计方法，大大简化了应用系统的开发过程，本章是全书的基础，讨论了一些数据库系统的基础知识，为后面的学习打下理论基础。
主要从数据库的基本概念、关系数据库及其设计概述、数据库技术的应用领域及发展方向三个方面进行讨论。
1.数据库的基本概念1.1信息、数据及数据处理1）信息信息是对现实世界中各种事物的存在方式或运动形态的反映，它反映的是事物之间的联系。
2）数据数据是信息的符号化表示。
3）数据处理数据处理实际上就是利用计算机对各种类型的数据进行处理。
它包括对数据的采集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、加工、统计和传输等一系列操作过程。
1.2数据库、数据库管理系统与数据库系统1）数据库（DataBase，简称DB）数据库，顾名思义，是存放数据的仓库。
它是按一定的结构和组织方式存储在计算机外部存储介质上的，有结构，可共享的相互关联的数据集合。
数据库中的数据具有结构化好，冗余度小，数据独立性高，共享性高和易于扩充等特点。
2）数据库管理系统（DataBase Management System，简称DBMS）数据库管理系统是一个管理数据库的软件系统。
它为用户提供了大量描述（建立）数据库、操纵（检索、排序、索引、显示、统计计算等）数据库和维护（修改、追加、删除等）数据库的方法和命令。
而且它还能自动控制数据库的安全，及数据库的数据完整。
比如：Visual FoxPro 6.0，SQL Server，Oracle等系统就是数据库管理系统。
其主要功能包括以下几个方面：（1) 数据定义功能（2) 数据操纵功能（3) 数据控制功能（4) 数据库的建立和维护功能3）数据库系统（DataBase System，简称DBS）数据库系统的目标在于存储和提取所需要的信息。
它主要由数据、硬件、软件和用户四部分构成。
1.3数据库管理技术的产生和发展随着计算机软、硬件技术的发展，在应用需求的推动下，数据管理技术经历了人工管理、文件系统、数据库系统、分布式数据库系统四个阶段。
数据库系统基础
01
数据完整性保护的概念
数据完整性是指数据的准确性和可靠性，防止数据被非法 修改或损坏。数据完整性保护是数据库设计的重要目标之 一。
02 03
数据完整性保护的方法
数据完整性保护可以通过实体完整性、参照完整性和应用 完整性三个层次来实现。实体完整性主要通过主键约束来 实现；参照完整性主要通过外键约束来实现；应用完整性 则需要通过业务规则和逻辑来实现。
数据库系统基础
目 录
• 数据库系统概述 • 数据库系统结构 • 数据库管理系统 • 数据模型 • 关系数据库系统 • 数据库设计
01
CATALOGUE
数据库系统概述
数据库系统的定义
数据库系统
是一个软件系统，用于存储、检索和管理大量数 据。它包括数据库、数据库管理系统和数据库管 理员等组件。
数据库管理系统
数据访问方法
描述如何访问和检索数据，包括查询语言、索引技术 、检索算法等。
05
CATALOGUE
关系数据库系统
关系数据库系统的基本概念
1
关系数据库系统是一种基于关系的数据库管理系 统，它使用关系模型来组织和管理数据。
2
关系数据库系统将数据存储在表格中，每个表格 由行和列组成，每一列代表一个属性，每一行代 表一个数据记录。
06
CATALOGUE
数据库设计
数据库设计的基本概念和原则
数据库设计的基本概念
数据库设计是指根据需求分析，规划、创建和管理数据库的过程。它包括概念设计、逻辑设计和物理设计三个阶 段。
数据库设计的原则
数据库设计应遵循规范化、标准化、可扩展性、安全性和性能优化等原则，以确保数据的完整性和一致性，降低 数据冗余和避免数据冲突。
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1.4 数据库设计基础
考点17 数据库系统的基本概念
1、数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统
（1）数据
数据（Data）是描述事物的符号记录。
数据：在计算机系统中，各种字母、数字符号的组合、语音、图形、图像等统称为数据，数据经过加工后就成为信息。
在计算机科学中，数据是指所有能输入到计算机并被计算机程序处理的符号的介质的总称，是用于输入电子计算机进行处理，具有一定意义的数字、字母、符号和模拟量等的通称。
（2）数据库
数据库（Database, DB)是指长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库是一个单位或是一个应用领域的通用数据处理系统，他存储的是属于企业和事业部门、团体和个人的有关数据的集合。
数据库中的数据是从全局观点出发建立的，他按一定的数据模型进行组织、描述和存储。
其结构基于数据间的自然联系，从而可提供一切必要的存取路径，且数据不再针对某一应用，而是面向全组织，具有整体的结构化特征。
数据库中的数据是为众多用户所共享其信息而建立的，已经摆脱了具体程序的限制和制约。
不同的用户可以按各自的用法使用数据
库中的数据；多个用户可以同时共享数据库中的数据资源，即不同的用户可以同时存取数据库中的同一个数据。
数据共享性不仅满足了各用户对信息内容的要求，同时也满足了各用户之间信息通信的要求。
（3）数据库管理系统
数据库管理系统（Database Management System, DBMS）是数据库的机构，它是一个系统软件，负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、控制及保护和数据服务等。
数据库管理系统的主要类型有4种：文件管理系统，层次数据库系统，网状数据库系统和关系数据库系统，其中关系数据库系统的应用最为广泛。
数据库管理系统是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库。
它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。
用户通过它访问数据库中的数据，数据库管理员也通过它进行数据库的维护工作。
它可使多个应用程序和用户用不同的方法在同时或不同时刻去建立，修改和询问数据库。
DBMS 提供数据定义语言DDL（Data Definition Language）与数据操作语言DML（Data Manipulation Language），供用户定义数据库的模式结构与权限约束，实现对数据的追加、删除等操作。
（4）数据库系统
数据库系统（Database System, DBS）是指引进数据库技术后的整个计算机系统，能够实现有组织地、动态地存储大量相关数据，
提供数据处理和信息资源共享的便利手段。
数据库系统由数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、计算机硬件、操作系统及数据库管理员组成。
小提示：在数据库系统、数据库管理系统和数据库三者之中，数据库管理系统是数据库系统的组成部分，数据库又是数据库管理系统的管理对象，因此可以说数据库系统包括数据库管理系统，数据库管理系统包括数据库。
2、数据库系统的发展
数据管理发展至今已经经历了3个阶段：人工管理阶段、文件管理阶段和数据库系统阶段。
数据库概念的发展
1、人工管理阶段（初等数据文件阶段）
二十世纪五十年代中期以前，计算机主要用于科学计算。
硬件状况：外存只有纸带、卡片、磁带、没有磁盘等直接存取的设备；
软件状况：没有操作系统，没有管理数据的软件；
数据处理方式：批处理。
人工管理数据特点：
（1）、数据不保存；
（2）、应用程序管理数据；
（3）、数据冗余，数据不共享；
（4）、数据不具有独立性。
2、文件系统阶段（独立文件管理系统）
二十世纪五十年代后期到六十年代中期。
硬件方面：拥有磁盘、磁鼓等直接存取设备；
软件方面：操作系统中已经有专门的数据管理软件，一般称为文件系统；
数据处理方式：批处理，；联机实时处理。
文件系统管理数据特点：
（1）、数据长期保存；
（2）、文件系统管理数据由专门的软件即文件系统进行数据管理，文件系统把数据组织成相互独立的数据文件，利用“按文件名访问，按记录存取”的管理技术，可以对文件进行修改、插入、删除等操作；
（3）、文件系统实现了记录内的结构性，但是整体无结构；
（4）、数据共享性差，冗余度大；
在文件系统中，一个文件基本上对应于一个应用程序，即文件仍然是面向应用的。
（5）、数据独立性差；
一旦数据的逻辑结构改变，必须修改应用程序，修改文件结构的定义，修改应用程序。
例如，应用程序改用不同的高级语言等，将引起文件的数据结构改变，因此数据与程序之间仍缺乏独立性。
3、数据库系统阶段
二十世纪六十年代后期以来
硬件方面：拥有大容量磁盘，硬件价格下降；
软件方面：软件价格上升，为编制和维护系统软件及应用程序的成本相对增加；
数据处理方式：统一管理数据的专门软件系统，即数据库管理系统。
数据库系统的特点：
（1）、数据结构化；
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，尽管记录内部已经有了某些结构，但记录之间没有联系。
（2）、数据共享性高，冗余度低，易扩充；
数据库系统从整体角度描述数据，数据不再面向某个应用，而是面向整个系统，因此数据可以被多个用户、多个应用共享使用。
数据共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间。
（3）、数据独立性高
数据独立性包括物理独立性、逻辑独立性。
数据的物理存储改变，应用程序不需改变。
数据与程序独立，把数据的定义从程序中分离，数据的存取由DBMS负责，简化应用程序的复杂程度，大大减少应用程序的维护和修改。
（4）、数据由DBMS统一管理和控制。
数据库的共享是并发的共享，即多个用户可以同时存取数据库中的数据，甚至可以同时存取数据库中的同一个数据。
一般认为，未来的数据库系统应支持数据管理、对象管理和知识管理，应该有面向对象的基本特征。
在关于数据库的基本特征中，有三种比较重要，它们是面向对象数据库系统、知识库系统、关系数据库系统的扩充。
（1）面向对象数据库系统
面向对象是一种认识方法学，也是一种新的程序设计方法学。
把面向对象的方法和数据库技术结合起来可以使数据库系统的分析、设计最大程度地与人们对客观世界的认识相一致。
面向对象数据库系统是为了满足新的数据库应用需要而产生的新一代数据库系统。
用面向对象方法构筑面向对象数据库模型使具有比关系数据库系统更为通用的能力。
（2）知识库系统
用人工智能中的方法特别是逻辑知识表示方法构筑数据库模型，使模型具有特别通用的能力。
（3）关系数据库系统的扩充
利用关系数据库作进一步扩展，使其在模型的表达能力与功能上有进一步的加强，如与网络技术相结合的Web数据库、数据仓库及嵌入式数据库等。
3、数据库系统的基本特点
数据库系统具有以下特点：数据的集成性、数据的结构化、数据的高共享性和低冗余性、数据的独立性、数据有DBMS统一管理和控制。
4、数据库系统的内部结构体系
数据库模式是数据库系统中数据结构的一种表现形式，具有不同的层次和结构方式。
数据库系统在其内部具有3级模式和2级映射，3级模式分别是概念模式、内模式和外模式；2级映射分别是外模式/概念模式的映射和概念模式/内模式的映射。
3级模式和2级映射构成了数据库系统内部的抽象结构体系。
模式的3个级别层次分别反映了模式的3个不同环境及其不同要求，其中内模式处于最底层，它反映了数据在计算机物理结构中的实际存储形式，也称为物理模式；概念模式处于中层，也叫逻辑模式，它反映了设计者的全部逻辑要求，是全体用户公共数据视图；而外模式位于最外层，也成为子模式，它反映了用户对数据的要求，是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。
小提示：一个数据库只有一个概念模式和一个内模式，有多个外模式。
两级映射保证了数据库系统中数据的独立性。
（1）概念模式到内模式的映射。
该映射给出了概念模式中数据的全局逻辑结构到数据的物理存储结构间的对应关系；
（2）外模式到概念模式的映射。
概念模式是一个全局模式而外
模式是用户的局部模式。
一个概念模式中可以定义多个外模式，而每个外模式是概念模式的一个基本视图。
6、数据库技术
数据库技术是现代信息科学与技术的重要组成部分，是计算机数据处理与信息管理系统的核心。
数据库技术研究和解决了计算机信息处理过程中大量数据有效地组织和存储的问题，在数据库系统中减少数据存储冗余、实现数据共享、保障数据安全以及高效地检索数据和处理数据。
数据库技术的根本目标是要解决数据的共享问题。