第一章：数据库概述资料

DB
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二、 数据管理技术的产生和发展
• 数据库系统阶段
– 特点
• 数据结构化
与文件系统的根本 区别
• 数据的共享性高，冗余度低，易扩充
• 数据的独立性高
• 数据由DBMS统一管理和控制
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二、 数据管理技术的产生和发展
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二、 数据管理技术的产生和发展
• 文件系统阶段
– 特点
• 数据可长期保存 • 由文件系统管理数据 • 数据共享性差，冗余度大 • 数据的独立性差
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二、 数据管理技术的产生和发展
• 数据库系统阶段（20世纪60年代末以来）
应用程序1
应用程序2
DBMS
• 从现实世界到机器世界过程 信息世界
（概念模型）
抽象
转换
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现实世界 描述 机器世界
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三、 数据模型
• 数据模型组成要素
静态 描述
数据结构 完整性约束
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数据操作
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动态 描述
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三、 数据模型
• 数据模型应满足的三个要求
wk.baidu.com
– 如，学生登记表
学号
姓名
性别
年龄
240001
李明
男
21
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三、 数据模型
• 关系模型特点
– 用户使用简单 – DBMS复杂 – 易于设计、实现、维护 – 不依赖于导航式的数据访问系统，数据结构的变化不会影响对数
– 试画出表示科、医生、病房、病人、护理人员及其联系的E-R图
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• 作业：
三、 数据模型
– 图书馆有若干书籍，每本书都由一个作者负责编写，每个作者编 写若干本书；每本书都按类别放在某个书屋，每个书屋摆放若干 本书；每个学生可以借阅不同的书籍，同一本书可以由不同的的 学生借阅，每个学生借阅每本书籍都有借阅时间；图书馆有若干 管理员，每个管理员负责一个书屋，每个书屋只由一个管理员负 责；管理员其中一员是组长，负责所有管理员的工作安排
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二、 数据管理技术的产生和发展
• 计算机系统的应用领域
• 数据密集型应用特点
– 数值计算，过程控制，数据处理 – 数据量大，数据持久保存
– 数据被多个应用共享
数据处理
中心问题 数据管理
收集
存储
分类
组织
编码
加工
传播
存储
检索
维护
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• E-R图设计原则
真实性 避免冗余 简单性
恰当性
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三、 数据模型
• 常用的结构模型
– 层次模型 – 网状模型 – 关系模型 – 面向对象模型
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三、 数据模型
• 关系模型
– 关系理论中的关系，直观的就是二维表
用户
应用程序
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一、数据库基本概念
用户
应用系统
用户
应用开发工具
DBMS 操作系统
数据库管理员
数据库
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一、数据库基本概念
• 例如：阳光学院教务信息系统
– 数据库：教务数据库
– 操作系统：Windows
– 数据库管理系统：Oracle
在桌面型数据库应用中，处理速度极快 ，是日常工作中的得力助手。
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一、数据库基本概念
• DBMS主要功能
– 数据定义功能
• 提供了数据定义语言—DDL：create，alter ， drop
– 数据操纵功能
• 提供了数据操纵语言—DML：select，Insert，delete，update （最常用的）
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• 基本概念
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三、 数据模型
模型 数据模型
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概念模型
结构模型
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三、 数据模型
• 模型
– 现实世界特征的模拟和抽象
• 数据模型
– 现实世界数据特征的抽象，是数据库系统的核心和基础 – 对客观事物及其联系的数据描述，反映实体内部和实体之
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一、数据库基本概念
数 据 库 管 理 系 统 软 件
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Oracle
Microsoft SQL
Server
最早商品化的一个关系型数据库管 理系统，也是应用广泛、功能强大 、具有客户机/服务器架构的数据库 管理系统。
典型的具有C/S体系架构的关系型数 据库管理系统，使用Transact-SQL （T-SQL）语句在服务器和客户机 之间传送请求和回应。
• 数据库的重组织
• 性能监视等
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一、数据库基本概念
• DBMS主要功能
– 数据通信、数据转换等功能
• DBMS与网络中其他软件系统通信 • DBMS之间数据转换 • 异构数据库之间的互访和互操作
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一、数据库基本概念
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二、 数据管理技术的产生和发展
• 人工管理阶段
– 特点
• 数据不保存 • 应用程序管理 • 数据不共享 • 数据不具有独立性
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二、 数据管理技术的产生和发展
• 文件系统阶段 （20世纪50 年代—60年代）
应用程序1
数
物理独立性
据
的
独
立
性
逻辑独立性
用户的应用程序与存储在磁盘上的 数据库中数据是相对独立的
用户的应用程序与数据库的逻辑结 构是相对独立的
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第一章 数据库概述
• 数据库基本概念 • 数据管理技术的产生和发展 • 数据模型 • 数据库系统结构
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较真实地 模拟
现实世界
易被人们 理解和接受
便于在 计算机 上实现
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三、 数据模型
• 概念模型的表示方法
– E-R图表示法
– IDEF1x
– ODL对象定义语言
– OMT（面向对象建模技术）
– UML（统一建模语言）
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– 请画出其E-R图
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• 练习：
三、 数据模型
– 医院住院部有若干科，每科有若干医生和病房，其中一名为主任 医生，负责组织本科室医生进行相关医疗工作。每个医生只能属 于一个科，每个病房也只能属于一个科。一个病房可住多个病人， 一个病人由固定医生负责治疗，一个医生负责多个病人。一个病 房有若干个护理人员，一个护理人员负责多个病房的护理工作
• 数据库系统（Database System, DBS）
– 在计算机系统中引入数据库后的实际可运行的存储、维护和 应用系统提供数据的软件系统，是存储介质、处理对象和管 理系统的集合体。
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一、数据库基本概念
DB
DBMS及其 开发工具
DBS 组成要素
数据库管 理员(DBA)+
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三、 数据模型
• E-R图表示法（实体-联系表示法） 实体
属性
• 实体之间的联系
–1 ： 1 –1 ： n – m： n
联系
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三、 数据模型
• 实体之间的联系
– 说明
• 两个以上的实体间存在着以上三种联系（供应商，项目，零件） • 同一实体集内部的各实体间也存在这三种联系（职工，领导） • 三种联系中，1：n是基本联系，1：1是1：n的特例，m : n等价
• DBMS主要功能
– 数据库的事务管理和运行管理功能
• 保证数据的安全性、完整性 • 多用户对数据的并发使用 • 发生故障后的系统恢复
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一、数据库基本概念
• DBMS主要功能
– 数据库的建立与维护功能
• 数据库数据批量装载
• 数据库转储
• 介质故障恢复
第一章 数据库概述
第一章 数据库概述
• 数据库基本概念 • 数据管理技术的产生和发展 • 数据模型 • 数据库系统结构
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一、数据库基本概念
数据
数
据
数据库
数据库管理系统
库 系
数据
统
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一、数据库基本概念
• 数据（Data）：
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一、数据库基本概念
• DBMS主要功能
– 数据的组织、存储和管理功能
• 确定存储数据的文件结构和存取方式 • 实现数据之间的联系 • 提高存储空间利用率和方便存取 • 提供多种存储方法
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一、数据库基本概念
– 根据语义画出E-R图
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三、 数据模型
• E-R图注意事项：
– 实体是“型”的概念 – 有实体一定要有属性 – 实体间一定要有联系 – 联系可有属性 – 联系只存在实体之间或实体内部
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三、 数据模型
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数 据 库 管 理 系 统 软 件
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一、数据库基本概念
Microsoft Access
Microsoft Office组件之一，桌面型 数据库管理系统，只需通过直观的 可视化操作就可以完成大部分数据 库管理任务。
Visual FoxPro
Visual FoxPro简称VFP，是Microsoft 公司推出的数据库开发软件，用它来开 发数据库，既简单又方便。
– 描述事物的符号记录
• 学生档案中的某条记录：
– 李明，男，21岁，计算机系学生，是校 足球队的一员
图像
文字
声音
记录
– （李明，男，21，计算机系，校足球队）
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一、数据库基本概念
• 数据库（DataBase，DB）：长 期储存在计算机内的、有组织 的、可共享的大量的数据集合。
应用程序2
存取方法
文件1 文件2
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应用程序n
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文件n
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二、 数据管理技术的产生和发展
• 文件系统阶段 （20世纪50年 代—60年代）
A1
新书入库
A2
读者增删
A3
图书出纳
A4
催还通知
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书目文件
读者文件
出借文件
图书文件管理系统
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DataBase
Data Data Data
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第一章 数据库概述
• 数据库管理系统（Database Management System, DBMS）
– 一种位于用户应用程序与操作系统软件之间的实现对数据进 行管理和维护的系统软件
– Oracle、Microsoft SQL Server、 Microsoft Access、Visual FoxPro、 SYBASE、DB2、MySQL，……
间的联系
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三、 数据模型
• 数据模型分类
– 概念模型（信息模型）
• 按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计
– 结构模型（组织模型）
• 按计算机系统的观点对数据建模，主要用于DBMS实现
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三、 数据模型
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二、 数据管理技术的产生和发展
• 数据库技术的发展阶段
人工管理阶段
文件系统阶段
数据库系统阶段
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二、 数据管理技术的产生和发展
• 人工管理阶段 (20世纪50年 代中期以前)
应用程序1 应用程序2
数据集1 数据集2
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应用程序n
数据集n
于两个1：n
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三、 数据模型
• 例题：
– 假设一个学生可选多门课程，而一门课程又有多个学生选修， 学生选修每门课程均有成绩；一个教师可教多门课程，一门 课程只由一个教师讲授；一门课程有唯一的教材，一本教材 只适用于一门课程；有一个学生负责组织所有学生
– 数据库管理员：网络中心人员
– 用户：办公人员，学生，教师等
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一、数据库基本概念
DMBS
数据库系 统的地位
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应
操
用应
硬 件
作 系 统
编 译 系
开 发 工 具
用 系 统
统
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第一章 数据库概述
• 数据库基本概念 • 数据管理技术的产生和发展 • 数据模型 • 数据库系统结构