第1章2绪论 数据库系统概论-课件
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1.2数据库基本概念课件数据库系统概论经典课件
● 数据库管理员通过DBMS进行数据库维护
数据库管理系统
1.2.3 数据库管理系统
数据定义功能
定义数据对象的组成与结构
数据组织、存储和管理
确定文件结构和存取方式， 提供多种存取方法
数据操纵功能
提供查询、插入、删除和 修改等数据操纵语言
其他功能
与网络中其他系统的通信功能， 异构数据库之间的互访和互操作
管理数据库的大型复杂软件系统。 数据库系统是由数据库、数据库管理系统、应用程序和数
据库管理员组成的存储、管理、处理和维护数户
用户 … 用户
应用系统
应用开发工具 数据库管理系统
操作系统
数据库管理员
数据库
数据库系统
引入数据库后计算机系统的层次结构
应用系统 应用开发工具 数据库管理系统
操作系统 硬件
小结
数据是描述事物的符号记录。 数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量
数据集合。 数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一种操纵和
组织的、可共享的大量数据的集合
特点 ●计算机存储 ●有组织 ●可共享
1.2.3 数据库管理系统
定义 数据库管理系统（Database Management System，DBMS)是位于用户与
操作系统之间的一种操纵和管理数据库的大型复杂软件系统。
1.2.3 数据库管理系统
●对数据库进行统一管理和控制，保证数 据库安全性和完整性 ● 用户通过DBMS访问数据库中数据
数据库的建立和维护功能
初始数据的输入、转换，数据库的转储、 恢复，数据重组织和性能监视、分析等
数据库的事务管理和运行管理
在建立、运用和维护数据库时由DBMS统 一管理和控制，保证事务的正确运行
数据库管理系统
1.2.3 数据库管理系统
数据定义功能
定义数据对象的组成与结构
数据组织、存储和管理
确定文件结构和存取方式， 提供多种存取方法
数据操纵功能
提供查询、插入、删除和 修改等数据操纵语言
其他功能
与网络中其他系统的通信功能， 异构数据库之间的互访和互操作
管理数据库的大型复杂软件系统。 数据库系统是由数据库、数据库管理系统、应用程序和数
据库管理员组成的存储、管理、处理和维护数户
用户 … 用户
应用系统
应用开发工具 数据库管理系统
操作系统
数据库管理员
数据库
数据库系统
引入数据库后计算机系统的层次结构
应用系统 应用开发工具 数据库管理系统
操作系统 硬件
小结
数据是描述事物的符号记录。 数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量
数据集合。 数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一种操纵和
组织的、可共享的大量数据的集合
特点 ●计算机存储 ●有组织 ●可共享
1.2.3 数据库管理系统
定义 数据库管理系统（Database Management System，DBMS)是位于用户与
操作系统之间的一种操纵和管理数据库的大型复杂软件系统。
1.2.3 数据库管理系统
●对数据库进行统一管理和控制，保证数 据库安全性和完整性 ● 用户通过DBMS访问数据库中数据
数据库的建立和维护功能
初始数据的输入、转换，数据库的转储、 恢复，数据重组织和性能监视、分析等
数据库的事务管理和运行管理
在建立、运用和维护数据库时由DBMS统 一管理和控制，保证事务的正确运行
数据库系统概论课时ppt课件
.
关系数据模型的优缺点（续）
❖ 缺点
▪ 存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非 关系数据模型
▪ 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化 增加了开发DBMS的难度
.
E-R模型向关系模型的转换
❖ 一个实体转换为一个关系模式。实体的属性就 是关系的属性，实体的标识符就是关系的码。
❖ 对于实体间的联系有以下不同的情况：
在一个给定的应用领域中，所有关系的集合 构成一个关系数据库
.
二、关系数据模型的操纵与完整性约束
❖ 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系
▪ 查询 ▪ 插入 ▪ 删除 ▪ 更新
❖ 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的 集合
❖ 存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎 么干”
❖ 逻辑结构----二维表
从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表
.
一、关系数据模型的数据结构
学生登记表
属性
学号 2005004 2005006 2005008
…
姓名 王小明 黄大鹏 张文斌
…
年龄 19 20 18 …
元组
性别 女 男 女 …
系名 社会学 商品学
法律 …
.
年级 2005 2005 2005
…
关系数据模型的数据结构（续）
▪ 关系（Relation）
一个关系对应通常说的一张表
▪ 元组（Tuple）
表中的一行即为一个元组
▪ 属性（Attribute）
表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即 属性名
.
关系数据模型的数据结构（续）
ห้องสมุดไป่ตู้▪ 分量 元组中的一个属性值。
关系数据模型的优缺点（续）
❖ 缺点
▪ 存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非 关系数据模型
▪ 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化 增加了开发DBMS的难度
.
E-R模型向关系模型的转换
❖ 一个实体转换为一个关系模式。实体的属性就 是关系的属性，实体的标识符就是关系的码。
❖ 对于实体间的联系有以下不同的情况：
在一个给定的应用领域中，所有关系的集合 构成一个关系数据库
.
二、关系数据模型的操纵与完整性约束
❖ 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系
▪ 查询 ▪ 插入 ▪ 删除 ▪ 更新
❖ 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的 集合
❖ 存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎 么干”
❖ 逻辑结构----二维表
从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表
.
一、关系数据模型的数据结构
学生登记表
属性
学号 2005004 2005006 2005008
…
姓名 王小明 黄大鹏 张文斌
…
年龄 19 20 18 …
元组
性别 女 男 女 …
系名 社会学 商品学
法律 …
.
年级 2005 2005 2005
…
关系数据模型的数据结构（续）
▪ 关系（Relation）
一个关系对应通常说的一张表
▪ 元组（Tuple）
表中的一行即为一个元组
▪ 属性（Attribute）
表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即 属性名
.
关系数据模型的数据结构（续）
ห้องสมุดไป่ตู้▪ 分量 元组中的一个属性值。
第1章数据库系统概论PPT课件
❖ 学习要点
▪ 数据库系统有关的基本概念 ▪ 数据库的发展历史 ▪ 数据模型(Data Models) ▪ 数据库系统的三级模式及二级映象 ▪ 数据库系统
2020/11/14
第1章 绪论
1.1 数据库系统概论
❖ 四个基本概念
▪ 数据（Data） ▪ 数据库（Database） ▪ 数据库管理系统（DBMS） ▪ 数据库系统（DBS）
计算机软件的种类？
2020/11/14
第1章 绪论
数据库管理系统的功能
❖ 功能
▪ 数据定义：定义数据库结构、权限、索引等。 ▪ 数据存取：实现对数据的查询、增、删、改等
操作。 ▪ 数据库的运行管理：实现数据库恢复、并发控
制、完整性检查、安全性检查、日志管理等功 能，保证数据库系统的正常运行。 ▪ 数据库的建立和维护：数据输入、转换、转储、 恢复，数据库性能监控、性能分析等。
数据库原理
课程性质与设置目的
❖ 性质
▪ 计算机与信息类专业的一门专业基础课 ▪ 数据库技术是计算机软件学科的重要分支 ▪ 应用领域广大
❖ 目的
▪ 掌握基本原理和方法 ▪ 掌握数据库结构设计和数据库应用系统开发
方法 ▪ 能应用现有数据库管理软件和软件开发工具
2020/11/14
第1章 绪论
数据库的地位
的文件系统是专门用于数据管理的软件 ▪ 处理方式：联机实时处理、批处理
2020/11/14
第1章 绪论
文件系统的特点
❖ 数据的管理者：文件系统，数据可长期保存 ❖ 数据面向的对象：某一应用程序 ❖ 数据的共享程度：共享性差、冗余度大 ❖ 数据的结构化：记录内有结构，整体无结构
❖ 数据的独立性：独立
▪ 一个模式可对应多个外模式，对于每一个外模式均 有一Fra bibliotek外模式／模式映象。
▪ 数据库系统有关的基本概念 ▪ 数据库的发展历史 ▪ 数据模型(Data Models) ▪ 数据库系统的三级模式及二级映象 ▪ 数据库系统
2020/11/14
第1章 绪论
1.1 数据库系统概论
❖ 四个基本概念
▪ 数据（Data） ▪ 数据库（Database） ▪ 数据库管理系统（DBMS） ▪ 数据库系统（DBS）
计算机软件的种类？
2020/11/14
第1章 绪论
数据库管理系统的功能
❖ 功能
▪ 数据定义：定义数据库结构、权限、索引等。 ▪ 数据存取：实现对数据的查询、增、删、改等
操作。 ▪ 数据库的运行管理：实现数据库恢复、并发控
制、完整性检查、安全性检查、日志管理等功 能，保证数据库系统的正常运行。 ▪ 数据库的建立和维护：数据输入、转换、转储、 恢复，数据库性能监控、性能分析等。
数据库原理
课程性质与设置目的
❖ 性质
▪ 计算机与信息类专业的一门专业基础课 ▪ 数据库技术是计算机软件学科的重要分支 ▪ 应用领域广大
❖ 目的
▪ 掌握基本原理和方法 ▪ 掌握数据库结构设计和数据库应用系统开发
方法 ▪ 能应用现有数据库管理软件和软件开发工具
2020/11/14
第1章 绪论
数据库的地位
的文件系统是专门用于数据管理的软件 ▪ 处理方式：联机实时处理、批处理
2020/11/14
第1章 绪论
文件系统的特点
❖ 数据的管理者：文件系统，数据可长期保存 ❖ 数据面向的对象：某一应用程序 ❖ 数据的共享程度：共享性差、冗余度大 ❖ 数据的结构化：记录内有结构，整体无结构
❖ 数据的独立性：独立
▪ 一个模式可对应多个外模式，对于每一个外模式均 有一Fra bibliotek外模式／模式映象。
《数据库系统概论》课件
数据挖掘技术
数据挖掘是从大量数据中提取有用的信息和知识的过程。数据挖掘技术包括关联分析、聚类分析、分类和预测等 ，可以帮助企业发现隐藏在数据中的价值。
分布式数据库系统
• 分布式数据库系统是一种将数据 存储在多个物理节点上的数据库 系统，每个节点拥有自己的存储 系统和处理能力。分布式数据库 系统可以实现数据的分散存储和 访问，提高数据的可用性和可扩 展性。
数据库
存储数据的物理结构。
查询优化器
优化查询性能，选择最佳的查 询执行计划。
用户界面
提供用户与数据库交互的界面 ，包括命令行界面和图形用户 界面。
06
数据库技术的发展趋 势
数据仓库与数据挖掘技术
数据仓库
数据仓库是一个大型、集中式的存储系统，用于存储和管理大量的数据，以便进行查询、分析和决策支持。数据 仓库技术包括数据清理、数据集成、数据存储和查询优化等技术。
需求分析阶段需要与用户进行深入交流，了解用户的需求和业务场景，并 整理成需求文档。
需求分析阶段还需要对数据进行分类和分析，确定数据的来源、结构和关 系。
概念设计阶段
01 概念设计阶段是根据需求分析的结果，设计出满 足用户需求的数据库概念结构。
02 概念设计阶段主要采用E-R图等工具进行数据模 型的设计，确定实体、属性、关系等概念。
数据的独立性
数据库系统将数据与应用程序分离， 使得数据的修改和应用程序的更新相 互独立。
数据的共享性
数据库系统允许多个用户同时访问和 操作数据，实现数据的共享和协同工 作。
数据库系统的分类
关系数据库系统
基于关系模型的数据库系统， 使用表格形式存储数据，支持
SQL语言进行数据操作。
非关系数据库系统
数据挖掘是从大量数据中提取有用的信息和知识的过程。数据挖掘技术包括关联分析、聚类分析、分类和预测等 ，可以帮助企业发现隐藏在数据中的价值。
分布式数据库系统
• 分布式数据库系统是一种将数据 存储在多个物理节点上的数据库 系统，每个节点拥有自己的存储 系统和处理能力。分布式数据库 系统可以实现数据的分散存储和 访问，提高数据的可用性和可扩 展性。
数据库
存储数据的物理结构。
查询优化器
优化查询性能，选择最佳的查 询执行计划。
用户界面
提供用户与数据库交互的界面 ，包括命令行界面和图形用户 界面。
06
数据库技术的发展趋 势
数据仓库与数据挖掘技术
数据仓库
数据仓库是一个大型、集中式的存储系统，用于存储和管理大量的数据，以便进行查询、分析和决策支持。数据 仓库技术包括数据清理、数据集成、数据存储和查询优化等技术。
需求分析阶段需要与用户进行深入交流，了解用户的需求和业务场景，并 整理成需求文档。
需求分析阶段还需要对数据进行分类和分析，确定数据的来源、结构和关 系。
概念设计阶段
01 概念设计阶段是根据需求分析的结果，设计出满 足用户需求的数据库概念结构。
02 概念设计阶段主要采用E-R图等工具进行数据模 型的设计，确定实体、属性、关系等概念。
数据的独立性
数据库系统将数据与应用程序分离， 使得数据的修改和应用程序的更新相 互独立。
数据的共享性
数据库系统允许多个用户同时访问和 操作数据，实现数据的共享和协同工 作。
数据库系统的分类
关系数据库系统
基于关系模型的数据库系统， 使用表格形式存储数据，支持
SQL语言进行数据操作。
非关系数据库系统
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R1 L1 L2
R4
R2 L3
R3 L4
R5
2020/10/3
7
学生 学号 姓名 系别
课程号 课程名 学分 课程
选课
学号 课程号 成绩
2020/10/3
8
S1
2020/10/3
S1 C1 S1 C2 S1 C3
S3 C2
C2
9
6. 典型的网状数据库系统
DBTG系统，亦称CODASYL系统
由DBTG提出的一个系统方案 奠定了数据库系统的基本概念、方法和技术 70年代推出
160，112
2233
2020/10/3
22
2.关系模型的操作和完整性约束条件
查询、插入、删除、修改 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是
关系，即若干元组的集合 存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，
不必详细说明“怎么干”
2020/10/3
23
2.关系模型的完整性约束条件
实体完整性约束 参照完整性约束 用户定义的完整性约束
或者： 系（系号，系名，电话，地址，主任号） 系主任（主任号，主任名）
2020/10/3
21
1.关系数据模型的数据结构(续）
关系必须是规范化的，满足一定的规范条件 最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不 可分的数据项。
职 工 姓名 基本工资，津贴 房租，水电
号
实发
022 陈平 1305，1200
关系模型的存取路径对用户透明(隐蔽)
具有更高的数据独立性，更好的安全保密性 简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作
2020/10/3
26
关系模型的优缺点（续）
缺点
存取路径对用户透明(隐蔽)导致查询效率不高 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化 增加了开发数据库管理系统的难度
2020/10/3
本课程的重点
2020/10/3
13
1.关系数据模型的数据结构
在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由 行和列组成。
学生登记表
学号 姓名 年令 性别 系名 年级
95004 王小明 19 95006 黄大鹏 20 95008 张文斌 18
女 社会学 95 男 商品学 95 女 法律学 95
…
…
…
…
…
…
2020/10/3
14
关系模型的基本概念
关系（Relation）
一个关系对应通Hale Waihona Puke 说的一张表。元组（Tuple）
表中的一行即为一个元组。
属性（Attribute）
表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。
2020/10/3
15
关系模型的基本概念
码（Key）
表中唯一确定一个元组的最小属性组。
超码
表中唯一确定一个元组的属性组。
主码 如果关系有多个码，则，可以选择其中的一个为关系
的主码（primary key）。
2020/10/3
16
关系模型的基本概念
域（Domain）
属性的取值范围。
分量
元组中的一个属性值。
关系模式 对关系的描述 关系名（属性1，属性2，…，属性n）
学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）
2020/10/3
17
1.关系数据模型的数据结构(续）
实体及实体间的联系都是用关系来表示。
2020/10/3
18
关系数据模型的数据结构(续）
例1 学生、系、系与学生之间的一对多联系：
学生（学号，姓名，年龄，性别，年级，系号） 系 (系号，系名，办公地点，系主任)
2020/10/3
19
1.关系数据模型的数据结构(续）
2020/10/3
24
3.关系数据模型的存储结构
有的DBMS一个表对应一个操作系统文件
有的DBMS从操作系统获得若干大的文件，自己 设计表、索引等存储结构
2020/10/3
25
4.关系模型的优缺点
优点
建立在严格的数学概念的基础上 概念单一。数据结构简单、清晰，用户易懂易用
实体和各类联系都用关系来表示。 对数据的操作结果也是关系。
1.2.5 常用逻辑模型
层次模型（Hierarchical Model） 网状模型(Network Model ) 关系模型(Relational Model) 面向对象模型(Object Oriented Model） 对象关系模型(Object Relational Model）
2020/10/3
1
1. 层次数据模型的数据结构
层次模型
满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。 1. 有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根
结点 2. 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点
层次模型中的几个术语
根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点
2020/10/3
2
层次数据模型的数据结构(续）
Ｒ 1 根结点
Ｒ2
兄弟结点
Ｒ3
叶结点
Ｒ4
兄弟结点 Ｒ 5
叶结点
叶结点
2020/10/3
3
2.网状数据模型的数据结构
网状模型
满足下面两个条件的基本层次联系的集合为网状模型。 1. 允许一个以上的结点无双亲； 2. 一个结点可以有多于一个的双亲。
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6
网状数据模型的数据结构
Ｒ1
Ｒ2
L1 L2
R3
27
第一章 绪论
1.1 数据库系统概述 1.2 数据模型 1.3 数据库系统结构 1.4 数据库系统的组成 1.5 小结
DDL、DML语言复杂，用户不容易使用
2020/10/3
11
1.2.5 关系模型
1. 关系数据模型的数据结构 2. 关系数据模型的操作与完整性约束 3. 关系数据模型的存储结构 4. 关系数据模型的优缺点
2020/10/3
12
关系模型
最重要的一种数据模型。也是目前主要采用的数 据模型
1970年由美国IBM公司San Jose研究室的研究 员E.F.Codd提出
实际系统
Cullinet Software Inc.公司的 IDMS Univac公司的 DMS1100 Honeywell公司的IDS/2 HP公司的IMAGE
2020/10/3
10
5.层次、网状模型的缺点
缺点
结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库 的结构就变得越来越复杂，不便于管理
例2 学生、课程、学生与课程之间的多对多联系：
学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级） 课程（课程号，课程名，学分） 选修（学号，课程号，成绩）
2020/10/3
20
1.关系数据模型的数据结构(续）
例3 系、系主任、系与系主任之间的一对一联系：
系（系号，系名，电话，地址） 系主任（主任号，主任名，系号）