数据库原理与应用课件

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籍贯 广东 河南 上海 上海
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修改后的学生基本信息记录表
学号
奖惩情况
200505101 2005-06学年一等奖学金
奖惩情况表
200505101 2005-06学年校三好学生
200505106 2005-06学年一等奖学金
特点：描述数据时不仅描述数据 本身，还描述了数据间的联系。
数据库系统的特点
数据库系统的特点
2. 数据的共享性高、冗余度低，易扩充
– 共享是指多用户、多种应用、多种语言互相覆 盖地共享数据集合。数据共享可减少数据冗余， 节约存储空间，避免数据之间的不相容性与不 一致性。
– 数据不一致指同一数据不同拷贝的值不同。 – 数据面向系统＋结构化＋数据共享 → 系统易
扩充。
数据库系统的特点
修改后的记录表：将学生基本信息和奖惩情况分开来
学号
姓名
200505101 200505102 200505103 200505106
张三 李四 钱红 赵晓林
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性别 男 男 女 女
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出生年月 学院
1987/10/10 1988/01/10 1987/05/21 1989/02/10
数理学院 数理学院 数理学院 数理学院
以学生数据为例表示信息在三个世界中的有关术 语及其联系 :
2.2 E-R模型
2.2.1 基本概念
(1)实体：现实世界中客观存在并可相互区别的事物。 (2)属性：实体所具有的某一特性称为属性。 (3)码（key）：唯一表示实体的属性集称为码。 (4)域（Domain）：属性的取值范围。 （5）实体集：具有相同特征或能用同样特征描述的实体集合。
200505102 李四 男 1988/01/10 数理学院 河南
200505103 钱红 女 1987/05/21 数理学院 上海
200505106 赵晓林 女
1989/02/10 数理学院 上海 2005-06学年一 等奖学金
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这个表格的缺点：有些同学的奖惩记录很多，但大部分没有，因此“奖惩情况” 这一栏该留多大的位置很难确定，而且很难统计奖励的次数
2
E-R模型
3
面向对象模型
2.1 数据模型的概念
• 在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示 和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数 据模型就是现实世界的模拟．
• 数据模型应满足三方面要求: – 能比较真实地模拟现实世界 – 容易为人所理解 – 便于在计算机上实现
2.1.1 数据的三个范畴
从事物的客观 特性到计算机中 的数据表示，经 历了三个阶段：
应用程序2 …
应用程序n
应用程序1
文件 系统
文件组1
特点
文件组2
● 数据可以长期保存 ● 数据与程序有一定的独立性
… 文件组
3
文件的逻辑结构与存储 结构由系统进行转换 ，数据在存储上的 改变不一定反映在程序上。
● 共享性差、冗余度大 （一个文件对应一个程序）
数据库系统阶段（60年代后期--）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
背景
应用程序1
实时处理、批处理
有DBMS
实时处理、分布处 理、批处理
文件系统 某一应用
数据库管理系统 现实世界
共享性差，冗余度大
独立性差
共享性高，冗余度小
具有高度的物理独 立性和一定的逻辑 独立性
记录内有结构、 整体无结构
整体结构化，用 数据模型描述
数据控制能力 应用程序自己控制
文件系统
数据库管理系统
1.2 数据库系统结构
1.1 数据管理技术的发展
• 数据处理：对各种形式的数据进行收集、存 储、加工和传播的一系列活动的总和。其目 的是从大量原始数据中抽取出对用户有价值 的信息，以作为行动和决策的依据。 信息=数据+数据处理
• 数据管理：指对数据进行分类、组织、编码、 存储、检索和维护，是数据处理的中心问题。
数据库技术是应数据管理任务的需要而产生的
处理方式
人工管理阶段
科学计算 无直接存取存储设备 没有操作系统 批处理
数据的管理者 用户（程序员） 数据面向的对象 某一应用程序
数据的共享程度 无共享，冗余度很大
特 数据的独立性 点
不独立，完全依靠 于程序
数据的结构化
无结构
文件系统阶段
科学计算、管理
数据库系统阶段
大规模管理
磁盘、磁鼓
大容量磁盘
有文件系统
（7）联系： – 实体内部的联系：组成实体的各属性之间的 联系（如：学号－姓名）。 – 实体之间的联系：不同实体集之间的联系。 两个实体型之间的联系可分为三类： • 1对1联系(1:1) • 1对多联系(1:n) • 多对多联系(m:n)
2.2.1 基本概念
• 1对1联系：
– 定义：若对于实体集 A中的每一个实体， 实体集B中至多有一 个实体与之联系，反 之亦然，则称实体集 A与实体集B具有一对 一联系，记为1:1。
实体可以是具体的对象（一个学生、一辆汽车），也 可以是抽象的事件（一次借书，一次比赛）。
(2)实体集：性质相同的同类实体的集合。
如：全体学生，全国足球联赛的所有比赛。
(3)属性：实体所具有的某一特性。
一个实体可以由若干个属性来刻画，每个属性有一个 值域和类型。如：学生实体由学号、姓名等构成。
(4)码：唯一标识实体的属性或属性集。
如：学号是学生实体的码。
2.1.1 数据的三个范畴
2.机器世界相关术语：
(1)字段（数据项）：标记实体属性的命名单位，是 可以命名的最小信息单位，往往和属性名相同。
例如：学生有学号、姓名、年龄、性别等字段。
(2)记录：字段的有序集合称为记录。一般用一个记 录描述一个实体。
例如：学生记录：（学号，姓名，年龄，性别）。
各用户通过终端并发
地存取数据库共享资
源。
分布式结构
数据库中的数据在逻 辑上是一个整体，但 物理上分布在计算机 网络的不同结点上。 网络中的每个结点可 以执行局部应用和全 局应用。
优 简单易实现。 点
缺 不同部门数据不 点 共享，冗余。
简单，数据易维护管 理。
用户数增多时主机负 担重性能下降，系统 可靠性不高。
1. 数据结构化---数据库系统与文件系统根本区别 即采用复杂的数据模型表示数据结构
– 按照某种数据模型,将整个组织的全部数据组织成 一个结构化的数据整体，即实现了整体数据的结 构化。
– 数据模型不仅描述数据本身,还描述了数据之间的 联系。
– 数据不再面向应用，而是面向系统，弹性更大。 – 存取方式更灵活，存取粒度可为数据项。
1.1 数据管理技术的发展
数据管理技术经历了三个发展阶段：
硬件(外存贮器) 和软件的发展 应用需求扩大
人工管理阶段（20世纪50年代中期以前） 文件系统阶段（20世纪50年代后期--60年代中期） 数据库系统阶段（20世纪60年代后期—今）
人工管理阶段（--50年代中期）
背景
● 计算机主要用于科学计算
3. 数据独立性高
• 包括数据的物理独立性和逻辑独立性
– 物理独立性：指用户的应用程序与存储在磁盘 上的数据库中的数据相互独立。
– 逻辑独立性：指用户的应用程序与数据库的逻 辑结构相互独立。
– 数据描述、定义从应用程序中分离出来，独立 于应用程序而存在，相互独立，互不依赖，大 大简化了应用程序的设计维护的工作量。
● 计算机管理的数据量大，关系复杂， 应用程序2 共享性要求强（多种应用、不同语
言共享数据）
…
数据库 管理系统
DBMS
数 据 库
● 外存有了大容量磁盘，光盘
应用程序n
● 软件价格上升，硬件价格下降。
常见DBMS：Oracle, IBM DB2, Informix,
特点
Sybase, SQL Server, FoxPro, Access等
实体型A 1
联系名
1 实体型B
– 例：部门---负责人
部门
1 位于
1 负责人
2.2.1 基本概念
• 1对多联系:
– 定义：若对于实体集A中 的每一个实体，实体集B
部门
中有n个实体(n≥0)与之 实体型A 联系，反之，对于实体集 1
1 属于
B中的每一个实体，实体 联系名
集A中至多只有一个实体
n
N
与之联系，则称实体集A 实体型B
员工
与实体集B具有一对多联
系，记为1:n。
– 例：部门---员工
2.2.1 基本概念
• 多对多联系:
– 定义：若对于实体集A 中的每一个实体，实体 集B中有n个实体(n≥0) 与之联系，反之，对于 对于实体集B中的每一 个实体，实体集A中也 有m个实体(m≥0)与之 联系，则称实体集A与 实体集B具有多对多联 系，记为m:n。
难满足大公司对数据 应用的需求。
数据管理维护难，系 统效率受网络制约。
1.2 数据库系统结构
1.2 数据库系统结构
模式：是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的 描述。 实例：模式的一个具体值。
模式反映的是数据的结构及其联系－相对稳定 实例反映的是数据库某一时刻的状态－相对变动
第二章 数据模型
1
数据模型的概念
数据库系统的特点
4. 数据由DBMS统一管理和控制
– 共享一般是并发的，即多个用户可同时使用数据 库中的数据。
– DBMS应提供如下功能：
• 数据安全性保护 • 数据完整性检查（正确性、有效性、相容性） • 并发控制 • 数据库恢复
数据管理技术三个发展阶段的详细比较
应用背景