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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。
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
数据库系统概论一、本文概述《数据库系统概论》是一篇全面介绍数据库系统基本概念、原理、技术和应用的综合性文章。
文章旨在为读者提供一个系统、深入的数据库知识体系，帮助读者了解数据库系统的基本原理、设计方法、优化技术以及发展趋势。
本文将从数据库系统的基本概念入手，逐步深入探讨数据库系统的体系结构、数据模型、关系数据库、SQL语言、数据库设计、数据库保护、数据库管理系统以及数据库新技术等方面的内容。
通过本文的阅读，读者将能够全面掌握数据库系统的基本理论和实践应用，为后续的数据库学习、开发和管理打下坚实的基础。
二、数据库系统基础知识数据库系统是现代信息技术的重要组成部分，它提供了高效、稳定的数据存储、管理和查询功能。
在理解数据库系统之前，我们需要掌握一些基础知识。
数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、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。
数据库管理系统（DBMS）是数据库的核心软件，它负责数据库的建立、使用和维护。
DBMS提供了一系列的功能，包括数据的定义、查询、更新、控制等，使得用户可以方便地对数据库进行操作。
数据库系统还包括了数据库管理员（DBA）和最终用户。
DBA负责数据库的设计、维护和管理，确保数据库的安全、稳定和高效运行。
最终用户则通过各种应用程序或工具与数据库进行交互，实现数据的查询、更新等操作。
在数据库系统中，数据模型是一个关键的概念。
数据模型是对现实世界数据特征的抽象，它描述了数据、数据间的联系以及数据的约束。
常见的数据模型包括层次模型、网状模型和关系模型等。
其中，关系模型以其简洁明了、易于理解和实现的特点，成为了当前主流的数据模型。
数据库系统的安全性、完整性和并发性是三个重要的性能指标。
安全性是指保护数据库免受非法访问和破坏的能力；完整性是指确保数据库中数据的正确性、一致性和有效性；并发性是指多个用户同时访问数据库时，数据库系统能够保持正确、高效的运行状态。
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)
数据库系统概论
数据库系统概论数据库系统在当今信息化社会中扮演着至关重要的角色。
它是管理大量数据的有效工具，为各种应用程序提供数据存储和访问的能力。
数据库系统的发展经历了从简单的文件管理系统到复杂的关系型数据库管理系统（RDBMS）的演变，为用户提供了更高效、更可靠的数据处理方式。
数据库系统的定义数据库系统是一个组织化、存储和管理数据的系统，它具有数据的独立性、数据共享、数据安全和数据完整性等特点。
数据库系统由数据库、数据库管理系统（DBMS）和用户组成，数据库管理系统是数据库系统的核心部分，负责数据的管理和操作。
数据库系统的组成数据库系统包括以下几个重要组成部分：数据库数据库是一个按照数据结构组织、存储和管理数据的集合。
数据库中的数据按照特定的数据模型进行组织和存储，常见的数据模型包括层次模型、网络模型、关系模型等。
数据库中的数据可以被访问、更新和管理，为应用程序提供数据支持。
数据库管理系统（DBMS）数据库管理系统是数据库系统的核心组件，它负责管理数据库中的数据。
DBMS提供了数据的定义、存储、检索、更新和维护等功能，用户通过DBMS可以对数据库进行操作。
常见的DBMS包括MySQL、Oracle、SQL Server等。
用户用户是数据库系统的最终使用者，通过各种方式与数据库系统进行交互。
用户可以通过SQL语言查询和更新数据库中的数据，也可以通过应用程序调用数据库系统提供的接口实现数据的读写。
数据库系统的优势数据库系统相比传统的文件管理系统具有诸多优势：•数据独立性：数据库系统将数据与应用程序逻辑分离，通过数据模型描述数据之间的关系，使得数据与应用程序之间解耦，提高了数据的可维护性。
•数据共享：数据库系统支持多用户并发访问数据库，多个用户可以同时访问数据而不会相互干扰，提高了数据的共享性。
•数据安全：数据库系统可以通过用户权限管理和数据加密等手段保护数据的安全性，防止数据泄露和篡改。
•数据完整性：数据库系统通过约束与触发器等机制实现数据的完整性约束，确保数据的一致性和有效性。
第1章 数据库系统概论
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高等教育"十一五" 高等教育"十一五"规划教 材
1.2.2 数据库系统的组成
数据库系统是指在计算机系统中引入数据库 后的系统,一般由硬件系统,数据库,数据 库管理系统(及其开发工具),数据库管理 员和用户构成. 1. 硬件系统 2. 数据库及数据库管理系统 3. 数据库管理员 4. 用户
1.1 数据库的基本概念
1.1.1 信息,数据与数据处理 信息,
信息是现实世界事物的存在方式或状态的反映. 数据是描述事物的符号记录,它具有多种表现形 式,可以是文字,图形,图像,声音等. 数据处理是对数据的加工和整理,即对各种类型 的数据进行收集,分类,存储,检索和传输等一 系列加工和整理过程.数据经历了人工管理,文 件系统,数据库系统三个阶段.
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4. 数据由 数据由DBMS统一管理和控制 统一管理和控制
多个用户可以同时存取数据库中的数据甚至可以同 时存取数据库中同一个数据.因此,DBMS不仅要 有最基本的数据管理功能,还要有如下的控制功能: (1)数据的安全性保护. (2)数据的完整性检查. (3)并发控制. (4)数据库的恢复.
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2. 数据的结构化
数据不再面向某一具体应用,而是面向现实世界, 具有整体的结构化.
3. 数据的共享性高,冗余度低 数据的共享性高,
数据面向整个系统,可以被多个用户和应用共享使 用,大大减少了数据冗余,节约了存储空间,数据 共享确保了数据库中数据之间的一致性.
《数据库基础与应用》——数据库系统概论
《数据库基础与应用》——数据库系统概论在当今数字化的时代，数据成为了至关重要的资产。
无论是企业的运营管理、科研机构的研究分析，还是我们日常生活中的各种应用，都离不开对数据的有效存储、管理和利用。
而数据库系统，正是实现这一目标的关键技术。
数据库，简单来说，就是一个有组织的数据集合。
它就像是一个巨大的仓库，用于存储各种类型的信息，并且能够方便地对这些信息进行添加、删除、修改和查询。
数据库系统则是由数据库、数据库管理系统（DBMS）、应用程序和数据库管理员（DBA）等组成的一个整体。
数据库管理系统是数据库系统的核心。
它负责管理数据库中的数据，确保数据的完整性、一致性和安全性。
想象一下，如果没有一个有效的管理系统，数据可能会变得混乱不堪，出现重复、错误甚至丢失的情况。
常见的数据库管理系统有 MySQL、Oracle、SQL Server 等。
数据库系统具有很多重要的特点和优势。
首先，它能够实现数据的共享。
在一个组织中，不同的部门和人员可能需要访问相同的数据，如果没有数据库系统，每个人都可能会独立地存储和管理自己的数据，这不仅浪费资源，还容易导致数据不一致。
通过数据库系统，大家可以在授权的情况下共享数据，提高了工作效率和数据的准确性。
其次，数据库系统保证了数据的独立性。
这意味着数据的逻辑结构和物理存储可以相互独立地进行改变，而不会影响应用程序对数据的使用。
比如，当我们需要更换数据库的存储设备或者调整数据的存储方式时，应用程序不需要进行修改，仍然能够正常运行。
再者，数据库系统提供了数据的安全性保护。
它可以通过设置用户权限、加密等方式，确保只有授权的人员能够访问和操作特定的数据，防止数据被非法获取和篡改。
在数据库的设计中，需要遵循一定的原则和方法。
首先要明确数据库的用途和需求，确定需要存储哪些数据以及数据之间的关系。
然后，选择合适的数据模型，如关系模型、层次模型、网状模型等。
关系模型是目前应用最广泛的模型，它将数据组织成一张张二维表，通过表之间的关联来表示数据之间的关系。
(完整word版)数据库系统概论第五版
数据库系统概论第五版第1章绪论1 ．试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
答：( l ）数据（ Data ) ：描述事物的符号记录称为数据。
数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。
数据与其语义是不可分的。
解析在现代计算机系统中数据的概念是广义的。
早期的计算机系统主要用于科学计算，处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据。
现代计算机能存储和处理的对象十分广泛，表示这些对象的数据也越来越复杂。
数据与其语义是不可分的。
500 这个数字可以表示一件物品的价格是 500 元，也可以表示一个学术会议参加的人数有 500 人，还可以表示一袋奶粉重 500 克。
( 2 ）数据库（ DataBase ，简称 DB ) ：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。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，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。
( 3 ）数据库系统（ DataBas 。
Sytem ，简称 DBS ) ：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，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。
解析数据库系统和数据库是两个概念。
数据库系统是一个人一机系统，数据库是数据库系统的一个组成部分。
但是在日常工作中人们常常把数据库系统简称为数据库。
希望读者能够从人们讲话或文章的上下文中区分“数据库系统”和“数据库”，不要引起混淆。
( 4 ）数据库管理系统（ DataBase Management sytem ，简称 DBMs ) ：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，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
DBMS 的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
解析 DBMS 是一个大型的复杂的软件系统，是计算机中的基础软件。
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。
数据库系统概论
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数据库管理系统(DBMS) 什么是DBMS 位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。 是基础软件，是一个大型复杂的软件系统 DBMS的用途 科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据 DBMS主要功能 数据定义； 数据组织、存储和管理 ；数据操纵；数据库的事 务管理和运行管理；数据库的建立和维护；其他功能。
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1.1 数据库系统概述 1.1.1 四个基本概念 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 文本、图形、图像、音频、视频、学生的档案记录、货物的运 输情况等 数据的特点 数据与其语义是不可分的
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数据库(Database) 数据库的定义 数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、 可共享的大量数据的集合。 数据库的基本特征 数据按一定的数据模型组织、描述和储存 可为各种用户共享 冗余度较小 数据独立性较高 易扩展 概括地讲，数据库数据具有永久存储、有组织、可共享三个基本特点。
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数据独立性高 物理独立性 – 指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。当 数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。 逻辑独立性 – 指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结 构改变了，用户程序也可以不变。
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数据由DBMS统一管理和控制 并发共享：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 据库中同一个数据。 为此，DBMS还需提供以下几方面的数据控制功能 ： – (1)数据的安全性（Security）保护 保护数据，以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。 – (2)数据的完整性（Integrity）检查 将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系。 – (3)并发（Concurrency）控制 对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错误的结 果。 – (4)数据库恢复（Recovery） 将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。
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。