基本概念及ER图
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数据库管理系统(DataBase Management System , 简称DBMS)是在操作系统的支持下为用户提供数据 库建立、数据操纵、数据库维护的管理软件。它有 以下几个功能： 1）数据定义 2）数据操纵功能 3）数据库的运行管理 4）数据库的建立与维护功能
4．数据库与应用系统的关系 信息系统=软件+数据库
a.数据冗余度大，
b.缺乏数据独立性。
d.不支持并发访问,如一个excel文件只能一人打开修改。
e.无安全控制功能。
学生信 息文件 F1
课程信 息文件 F2
学生选课 信息文件 F3
3．数据库系统阶段（20世纪60年后期以后）
a. 数据库技术能有效的管理和存取大量的数据，避免了以 上两阶段的缺点，实现数据共享，减少数据冗余；采用 特定的数据模型；具有较高的数据独立性；有统一的数 据管理和控制功能。
学生管理 数据库 管理系 统 学生选 课管理
学生有 关的数 据
应用程序A2
1.2 几个基本概念
数据、数据库、数据库管理系统概念
数据
1.数据
数据：能够在计算机中存贮的用于描述事物的记录 符号
它包括两个方面：
一是描述事物特性的数据内容 二是存储在某种媒体上的数据形式
数据处理是指将数据转换成信息的过程。
实体
实体是具有公共性质的可相互区别的现实世界对 象的集合。实体可以是具体的，也可以是抽象的概念 或联系。
实体中的每个具体的记录值（一行数据），比如 学生实体中的每个具体的学生，我们称之为实体的一 个实例。
学生、杯子 电脑、门 ……
实体与实例
实体与实例
• 实体与实例
• •一只达尔马提亚犬、一只暹罗猫、一头牛等都是动物 的实例 • •一辆敞篷汽车、一辆轿车、一辆旅行车都是汽车的实 例 • •实体有很多 • •有些实体有很多实例；而有些实体只有几个实例
2、数据处理
• 数据处理实际上就是利用计算机对各种形式的数据进 行处理。 • 数据处理的目的是从大量的、原始的数据中抽象和推 导出对人们有价值的信息以作为行动和决策的依据。
数据
处理
信息
3、数据与信息
数据：可以从中得出结 论的原始资料。可以据 此得出新事实的论据。 数据是信息的载体，是 信息的具体表现形式。
程序 1
数据 1
程序 2
数据 2
2.文件管理阶段(20世纪50年代后期至60年代中期)，出 现了磁盘等直接存取设备。软件上出现了专门的管 理数据的软件。
特点: a.程序与数据有了一定的独立性;
b.程序和数据分开存储，有了程序文件和数据文件的区别;
c.数据文件可以长期保存 但是
应用程序A1 学生管理 应用程序A2 学生选课管理
小结
• 术语 • 本课中使用的主要术语包括：
• • • • • • • • • 实体 实例 无形的 有形的 属性 数据类型 Null 单值 唯一标识符(UID)
小结
• 在本课中，您应该已经学会：
• • • • • • •定义实体并列举相应示例 •区别实体与实体的实例 •说出给定实体的属性并进行描述 •区别属性与属性值 •区别必需属性与可选属性、易变属性与非易变属性 •为实体选择一个唯一标识符(UID) 并说明理由
E-R图作业2 （学号为偶数同学）
(1).分别设计商品和供应商的ER图、商品和商店的ER图； (2).将上述两个局部ER图合并成一个全局ER图。 同时，请在ER图上标注联系的类型。
数据库
数据库（DataBase 简称DB）是按一定组织结构存 贮在计算机中相关数据的集合。它不仅包括数据本 身，而且还包括相关事物间的联系。 数据库可以被多个用户、多个应用程序共享。 对数据的增加、删除、修改和检索由系统软件统一 进行。 数据库通常由数据库管理员(DBA) 进行管理。
数据库
3. 数据库管理系统
E-R图练习1解答
存在的冲突 1. 结构冲突：项目在两个局部 ER 图中，一个做多值属性，一个作实体； 2. 属性冲突：统一为实体；运动队在两个局部图里的结构不一致也需统一。 3. 命名冲突。
E-R图练习1解答
存在的冲突 1. 结构冲突：项目在两个局部 ER 图中，一个做多值属性，一个作实体； 2. 属性冲突：统一为实体；运动队在两个局部图里的结构不一致也需统一。 3. 命名冲突。
属性
• 什么是属性？ • 像实体一样，属性用于表示一些对业务活动 很重要的信息。 • 一个属性就是一项特定的信息，它用来：
• • • • • •描述一个实体 •量化一个实体 •限定一个实体 •为实体分类 •指定一个实体
• 一个属性只有一个值。
属性
• 属性是单值的。对于 实体的每个实例，每 个属性只有一个值。 • 属性值时常变化,称 为易失属性。 • 属性值几乎不变为非 易失属性。 • 必须具有值的属性称 为必需属性。 • 可以有值，也可以为 空的属性是可选属性
信息：知识、才智、有 特定意义或作用的一条 特殊数据。信息通常是 对数据进行结合、比较 与计算的结果。
3、数据与信息
以测试成绩为例：如 果一个班级中的每名学 生都收到一个数值分数 ，则通过这些分数可以 计算出班级平均分数。 然后通过班级平均分数 又可以计算出学校的平 均分数。数据库软件可 以将记录/存储的数据和 统计数据转换成有用的 信息。 数据：每名学生的测试分数 都是一条数据。 信息：班级的平均分数或学 校的平均分数。
联系
实体间的对应关系称为联系 实体间联系的种类是指一类实体中可能出现的每一 个实体与另一类实体中多少个具体实体存在联系
联系可以归结为三种类型：一对一联系、一对多联 系、多对多联系
联系三种类型的
一对一关系 （1：1）
一对多关系 （1：n）
多对多关系 （m：n）
E-R模型
• E-R图有三个要素： （1）实体：用矩形表示实体，矩形内标注实体名称 （2）属性：用椭圆表示属性，椭圆内标注属性名称 。并用连线与实体连接起来。 （3）实体之间的联系：用菱形表示，菱形内注明联 系名称，并用连线将菱形框分别与相关实体相连， 并在连线上注明联系类型。 • 下面用E-R图来表示的概念模型示例 E-R图的建立方法：先确定实体和联系，再确定 实体和联系的属性，最后在唯一标识符属性下划 横线。
数据库的生命周期
分析
设计
信息 收集
部署
生命周期
维护
试运行
可用性
1数据库设计过程
• 需求分析；（目的） • 概念模型设计；（ER图）
• 逻辑结构设计；（关系模式）
• 物理结构设计；（在数据库上建表） • 数据库实施，维护
学生选课
实 体 由 一 组 属 性 描 述
实体 ：
学生
课
一对一（1:1）
关系
E-R图练习2解答
E-R图作业1（学号为奇数同学）
海军某部要建立一个舰队信息系统，它包括如下两方面的信息： 1.舰队方面 舰队：舰队名称、基地地点 舰艇：编号、舰艇名称、所属舰队 2.舰艇方面 舰艇：舰艇编号、舰艇名、武器名称 武器：武器编号、武器名称、武器生产时间、舰艇编号 官兵：官兵证号、姓名、舰艇编号 其中，一个舰队拥有多艘舰艇，一艘舰艇属于一个舰队；一艘舰 艇安装多种武器，一种武器可安装于多艘舰艇之上；一艘舰艇有 多名官兵，一名官兵只属于一艘舰艇。要求完成如下设计： (1).分别设计舰队和舰艇两个局部ER图； (2).将上述两个局部ER图合并成一个全局ER图； 同时，请在ER图上标注联系的类型。
项目一
认识学生管理数据库
1.1 数据库理论的发展
• 如何管理大量的、持久的、共享的数据？ 人工管理阶段 文件管理系统 数据库管理系统
1.人工管理阶段(20世纪50年代中期以前)
这时计算机的应用还不是很广，主要用于科学计算。没有直 接存取的设备，没有操作系统及管理数据的软件。
特点:
a.数据不长期保存，随时用随时输入；
E-R图练习2
上海商业连锁集团需要建立信息系统。该系统中存在3 个实体集，一是“商店”实体集，属性有商店编号、 商店名、地址等；二是“商品”实体集，属性有商品 号、商品名、规格、单价等；三是“职工”实体集， 属性有职工编号、姓名、性别、业绩等。 商店与商品间存在“销售”联系，每个商店可销售多 种商品，每种商品也可以放在多个商店销售，每个商 店销售的一种商品有月销售量；商店与职工之间存在 “聘用”联系，每个商店有许多职工，每个职工只能 在一个商店工作，商店聘用职工有聘期和工资。 试画出E-R图。
b.系统中没有对数据进行管理的软件;数据 由应用程序管理；
c. 数据不能共享，与应用程序是一体的；
d.由应用程序管理数据，数据是面向程序的 ，数据不具有独立性;
1.人工管理阶段(20世纪50年代中期以前)
这时计算机的应用还不是很广，主要用于科学计算。没有 直接存取的设备，没有操作系统及管理数据的软件。
b. 数据库系统又经历了三个阶段：网状数据库、层次数据库和 关系数据库。 c. 桌面型关系数据库: FoxBase、Visual Foxpro 、Access等 d. 大型关系数据库管理系统有:
SQL Server、DB2、Oracle、Sybase、Informix等。
3、数据库系统阶段
应用来自百度文库序A1
一对一联系
丈夫
1
與
1
妻子
丈夫ID
丈夫姓名
妻子ID
妻子姓名
妻子ID
一对多联系
1 教師 教
M
課程
教師ID
教師姓名
課程ID
課程名稱
課程ID
多对多联系
M
N 学习 課程
•
學生ID
學生
學生姓名
學生ID
課程ID
課程名稱
課程ID
•
E-R示例
E-R图练习1
有如下运动队和运动会两个方面的实体： １．运动队方面 运动队：队名、教练姓名、队员姓名 队员：队名、队员姓名、性别、项名 其中，一个运动队有多个队员，一个队员仅属于一个运动队，一个队一 般有一个教练。 ２．运动会方面 运动队：队编号、队名、教练姓名 项目：项目名、参加运动队编号、队员姓名、性别、比赛场地 其中，一个项目可由多个队参加，一个运动员可参加多个项目，一个项 目一个比赛场地。 请完成如下设计： 分别设计运动队和运动会两个局部Ｅ-Ｒ图。 将他们合并为一个全局Ｅ-Ｒ图。 合并时存在什么冲突，你是如何解决这些冲突的？
指以数据库 为基础的应 用程序
用户 应用系统
管理数据库 的系统软件; 是数据库系 统的核心。
应用开发工具
应用程序员 DBMS
负责数据库的 规划、设计、 协调、维护和 管理等工作
操作系统
数据库 数据库管理员 DBA
1.2 数据模型
理解本内容有助于全面了解 现代数据库系统的结构和功 能，也有利于后续章节的学 习。
• 属性具有值。属性值可以是数 字、字符串、日期、图像、音 频等。这些被称为“数据类型 ”或“格式”。每个属性都有 一种数据类型。
标识符
• 任何实体都具有一个唯一标识符(UID)。
• UID 是一个属性或多个属性的组合，用于区别不同 的歌曲。
• 如何在全部歌曲中找到一首特定的歌曲？歌曲的唯 一标识符是什么？ • 以教室中的所有学生为例。使用几个特性或属性来 描述每名学生。通过哪个或哪些属性可以将一名学 生与其他学生区别开来？ • 这就是学生的UID。
学分
实例 ： 李刚 张三 … … 属性：
姓名 学号
SQL Java … …
n
一对多（1:n
多对多（m:n
学生
m
学习
课
性别 „„
课程号 课程名
„„
唯一标识符（用以区分实体）
2
概念模型设计-（E-R图的设计）
概念模型： 是数据库的全局数据的描述，是数据库 管理员所看到的实体、实体属性和实体 间的联系。
• 实体可以是：
• •有形的，例如人物或商品 • •无形的，如技术级别 • •活动，如音乐会
实体与实例
• 犬是实例还是实体？
•如果着眼于动物的不同种类，则动物应是实体，而 犬、猫、马等是实例 •但是如果我们经营饲养犬类的业务呢？我们需要保 存许多不同品种的犬（而不是其它动物种类）的数 据 •对于犬饲养者来说，将犬作为实体似乎更为自然， 而梗类犬、狮子犬、拉布拉多猎犬则为实例
4．数据库与应用系统的关系 信息系统=软件+数据库
a.数据冗余度大，
b.缺乏数据独立性。
d.不支持并发访问,如一个excel文件只能一人打开修改。
e.无安全控制功能。
学生信 息文件 F1
课程信 息文件 F2
学生选课 信息文件 F3
3．数据库系统阶段（20世纪60年后期以后）
a. 数据库技术能有效的管理和存取大量的数据，避免了以 上两阶段的缺点，实现数据共享，减少数据冗余；采用 特定的数据模型；具有较高的数据独立性；有统一的数 据管理和控制功能。
学生管理 数据库 管理系 统 学生选 课管理
学生有 关的数 据
应用程序A2
1.2 几个基本概念
数据、数据库、数据库管理系统概念
数据
1.数据
数据：能够在计算机中存贮的用于描述事物的记录 符号
它包括两个方面：
一是描述事物特性的数据内容 二是存储在某种媒体上的数据形式
数据处理是指将数据转换成信息的过程。
实体
实体是具有公共性质的可相互区别的现实世界对 象的集合。实体可以是具体的，也可以是抽象的概念 或联系。
实体中的每个具体的记录值（一行数据），比如 学生实体中的每个具体的学生，我们称之为实体的一 个实例。
学生、杯子 电脑、门 ……
实体与实例
实体与实例
• 实体与实例
• •一只达尔马提亚犬、一只暹罗猫、一头牛等都是动物 的实例 • •一辆敞篷汽车、一辆轿车、一辆旅行车都是汽车的实 例 • •实体有很多 • •有些实体有很多实例；而有些实体只有几个实例
2、数据处理
• 数据处理实际上就是利用计算机对各种形式的数据进 行处理。 • 数据处理的目的是从大量的、原始的数据中抽象和推 导出对人们有价值的信息以作为行动和决策的依据。
数据
处理
信息
3、数据与信息
数据：可以从中得出结 论的原始资料。可以据 此得出新事实的论据。 数据是信息的载体，是 信息的具体表现形式。
程序 1
数据 1
程序 2
数据 2
2.文件管理阶段(20世纪50年代后期至60年代中期)，出 现了磁盘等直接存取设备。软件上出现了专门的管 理数据的软件。
特点: a.程序与数据有了一定的独立性;
b.程序和数据分开存储，有了程序文件和数据文件的区别;
c.数据文件可以长期保存 但是
应用程序A1 学生管理 应用程序A2 学生选课管理
小结
• 术语 • 本课中使用的主要术语包括：
• • • • • • • • • 实体 实例 无形的 有形的 属性 数据类型 Null 单值 唯一标识符(UID)
小结
• 在本课中，您应该已经学会：
• • • • • • •定义实体并列举相应示例 •区别实体与实体的实例 •说出给定实体的属性并进行描述 •区别属性与属性值 •区别必需属性与可选属性、易变属性与非易变属性 •为实体选择一个唯一标识符(UID) 并说明理由
E-R图作业2 （学号为偶数同学）
(1).分别设计商品和供应商的ER图、商品和商店的ER图； (2).将上述两个局部ER图合并成一个全局ER图。 同时，请在ER图上标注联系的类型。
数据库
数据库（DataBase 简称DB）是按一定组织结构存 贮在计算机中相关数据的集合。它不仅包括数据本 身，而且还包括相关事物间的联系。 数据库可以被多个用户、多个应用程序共享。 对数据的增加、删除、修改和检索由系统软件统一 进行。 数据库通常由数据库管理员(DBA) 进行管理。
数据库
3. 数据库管理系统
E-R图练习1解答
存在的冲突 1. 结构冲突：项目在两个局部 ER 图中，一个做多值属性，一个作实体； 2. 属性冲突：统一为实体；运动队在两个局部图里的结构不一致也需统一。 3. 命名冲突。
E-R图练习1解答
存在的冲突 1. 结构冲突：项目在两个局部 ER 图中，一个做多值属性，一个作实体； 2. 属性冲突：统一为实体；运动队在两个局部图里的结构不一致也需统一。 3. 命名冲突。
属性
• 什么是属性？ • 像实体一样，属性用于表示一些对业务活动 很重要的信息。 • 一个属性就是一项特定的信息，它用来：
• • • • • •描述一个实体 •量化一个实体 •限定一个实体 •为实体分类 •指定一个实体
• 一个属性只有一个值。
属性
• 属性是单值的。对于 实体的每个实例，每 个属性只有一个值。 • 属性值时常变化,称 为易失属性。 • 属性值几乎不变为非 易失属性。 • 必须具有值的属性称 为必需属性。 • 可以有值，也可以为 空的属性是可选属性
信息：知识、才智、有 特定意义或作用的一条 特殊数据。信息通常是 对数据进行结合、比较 与计算的结果。
3、数据与信息
以测试成绩为例：如 果一个班级中的每名学 生都收到一个数值分数 ，则通过这些分数可以 计算出班级平均分数。 然后通过班级平均分数 又可以计算出学校的平 均分数。数据库软件可 以将记录/存储的数据和 统计数据转换成有用的 信息。 数据：每名学生的测试分数 都是一条数据。 信息：班级的平均分数或学 校的平均分数。
联系
实体间的对应关系称为联系 实体间联系的种类是指一类实体中可能出现的每一 个实体与另一类实体中多少个具体实体存在联系
联系可以归结为三种类型：一对一联系、一对多联 系、多对多联系
联系三种类型的
一对一关系 （1：1）
一对多关系 （1：n）
多对多关系 （m：n）
E-R模型
• E-R图有三个要素： （1）实体：用矩形表示实体，矩形内标注实体名称 （2）属性：用椭圆表示属性，椭圆内标注属性名称 。并用连线与实体连接起来。 （3）实体之间的联系：用菱形表示，菱形内注明联 系名称，并用连线将菱形框分别与相关实体相连， 并在连线上注明联系类型。 • 下面用E-R图来表示的概念模型示例 E-R图的建立方法：先确定实体和联系，再确定 实体和联系的属性，最后在唯一标识符属性下划 横线。
数据库的生命周期
分析
设计
信息 收集
部署
生命周期
维护
试运行
可用性
1数据库设计过程
• 需求分析；（目的） • 概念模型设计；（ER图）
• 逻辑结构设计；（关系模式）
• 物理结构设计；（在数据库上建表） • 数据库实施，维护
学生选课
实 体 由 一 组 属 性 描 述
实体 ：
学生
课
一对一（1:1）
关系
E-R图练习2解答
E-R图作业1（学号为奇数同学）
海军某部要建立一个舰队信息系统，它包括如下两方面的信息： 1.舰队方面 舰队：舰队名称、基地地点 舰艇：编号、舰艇名称、所属舰队 2.舰艇方面 舰艇：舰艇编号、舰艇名、武器名称 武器：武器编号、武器名称、武器生产时间、舰艇编号 官兵：官兵证号、姓名、舰艇编号 其中，一个舰队拥有多艘舰艇，一艘舰艇属于一个舰队；一艘舰 艇安装多种武器，一种武器可安装于多艘舰艇之上；一艘舰艇有 多名官兵，一名官兵只属于一艘舰艇。要求完成如下设计： (1).分别设计舰队和舰艇两个局部ER图； (2).将上述两个局部ER图合并成一个全局ER图； 同时，请在ER图上标注联系的类型。
项目一
认识学生管理数据库
1.1 数据库理论的发展
• 如何管理大量的、持久的、共享的数据？ 人工管理阶段 文件管理系统 数据库管理系统
1.人工管理阶段(20世纪50年代中期以前)
这时计算机的应用还不是很广，主要用于科学计算。没有直 接存取的设备，没有操作系统及管理数据的软件。
特点:
a.数据不长期保存，随时用随时输入；
E-R图练习2
上海商业连锁集团需要建立信息系统。该系统中存在3 个实体集，一是“商店”实体集，属性有商店编号、 商店名、地址等；二是“商品”实体集，属性有商品 号、商品名、规格、单价等；三是“职工”实体集， 属性有职工编号、姓名、性别、业绩等。 商店与商品间存在“销售”联系，每个商店可销售多 种商品，每种商品也可以放在多个商店销售，每个商 店销售的一种商品有月销售量；商店与职工之间存在 “聘用”联系，每个商店有许多职工，每个职工只能 在一个商店工作，商店聘用职工有聘期和工资。 试画出E-R图。
b.系统中没有对数据进行管理的软件;数据 由应用程序管理；
c. 数据不能共享，与应用程序是一体的；
d.由应用程序管理数据，数据是面向程序的 ，数据不具有独立性;
1.人工管理阶段(20世纪50年代中期以前)
这时计算机的应用还不是很广，主要用于科学计算。没有 直接存取的设备，没有操作系统及管理数据的软件。
b. 数据库系统又经历了三个阶段：网状数据库、层次数据库和 关系数据库。 c. 桌面型关系数据库: FoxBase、Visual Foxpro 、Access等 d. 大型关系数据库管理系统有:
SQL Server、DB2、Oracle、Sybase、Informix等。
3、数据库系统阶段
应用来自百度文库序A1
一对一联系
丈夫
1
與
1
妻子
丈夫ID
丈夫姓名
妻子ID
妻子姓名
妻子ID
一对多联系
1 教師 教
M
課程
教師ID
教師姓名
課程ID
課程名稱
課程ID
多对多联系
M
N 学习 課程
•
學生ID
學生
學生姓名
學生ID
課程ID
課程名稱
課程ID
•
E-R示例
E-R图练习1
有如下运动队和运动会两个方面的实体： １．运动队方面 运动队：队名、教练姓名、队员姓名 队员：队名、队员姓名、性别、项名 其中，一个运动队有多个队员，一个队员仅属于一个运动队，一个队一 般有一个教练。 ２．运动会方面 运动队：队编号、队名、教练姓名 项目：项目名、参加运动队编号、队员姓名、性别、比赛场地 其中，一个项目可由多个队参加，一个运动员可参加多个项目，一个项 目一个比赛场地。 请完成如下设计： 分别设计运动队和运动会两个局部Ｅ-Ｒ图。 将他们合并为一个全局Ｅ-Ｒ图。 合并时存在什么冲突，你是如何解决这些冲突的？
指以数据库 为基础的应 用程序
用户 应用系统
管理数据库 的系统软件; 是数据库系 统的核心。
应用开发工具
应用程序员 DBMS
负责数据库的 规划、设计、 协调、维护和 管理等工作
操作系统
数据库 数据库管理员 DBA
1.2 数据模型
理解本内容有助于全面了解 现代数据库系统的结构和功 能，也有利于后续章节的学 习。
• 属性具有值。属性值可以是数 字、字符串、日期、图像、音 频等。这些被称为“数据类型 ”或“格式”。每个属性都有 一种数据类型。
标识符
• 任何实体都具有一个唯一标识符(UID)。
• UID 是一个属性或多个属性的组合，用于区别不同 的歌曲。
• 如何在全部歌曲中找到一首特定的歌曲？歌曲的唯 一标识符是什么？ • 以教室中的所有学生为例。使用几个特性或属性来 描述每名学生。通过哪个或哪些属性可以将一名学 生与其他学生区别开来？ • 这就是学生的UID。
学分
实例 ： 李刚 张三 … … 属性：
姓名 学号
SQL Java … …
n
一对多（1:n
多对多（m:n
学生
m
学习
课
性别 „„
课程号 课程名
„„
唯一标识符（用以区分实体）
2
概念模型设计-（E-R图的设计）
概念模型： 是数据库的全局数据的描述，是数据库 管理员所看到的实体、实体属性和实体 间的联系。
• 实体可以是：
• •有形的，例如人物或商品 • •无形的，如技术级别 • •活动，如音乐会
实体与实例
• 犬是实例还是实体？
•如果着眼于动物的不同种类，则动物应是实体，而 犬、猫、马等是实例 •但是如果我们经营饲养犬类的业务呢？我们需要保 存许多不同品种的犬（而不是其它动物种类）的数 据 •对于犬饲养者来说，将犬作为实体似乎更为自然， 而梗类犬、狮子犬、拉布拉多猎犬则为实例