数据库原理教程

第一章绪论

本章主要讲述如下内容：

1）数据库的基本概念。

2）数据模型和数据模型分类。

3）概念模型和概念模型表示方法。

4）数据库系统结构及其组成。

数据库（Database）是数据文件以及用于处理这些数据文件的程序集合。（是数据的仓库，即数据存放的地方）例如：通讯簿是一个小数据库，可以用手工管理，图书馆是一个典型的大型数据库必须用计算机管理。

数据库系统的地位

◆20世纪60年代，数据库技术作为数据处理的最新技术应运而生，

在计算机三大主要应用领域（科学计算、程控和数据处理）中，数据处理所占比例约为70% 。从一般企业管理到计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)、计算机集成制造系统(CIMS)、办公信息系统(OIS)、地理信息系统(GIS)等，越来越多新的应用领域采用数据库存储和处理他们的信息资源。

◆数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算

机应用向各行各业的渗透。

◆数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。

1．1 数据库系统概述

在系统地介绍数据库的基本概念之前，首先介绍—些数据库最常用术语和基本概念。1．1．1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统

数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统是与数据库技术密切相关的四个基本概念。

一、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：文字、图象、声音等。

◆数据的特点：数据与其语义是不可分的。

大多数人对数据的第—个反应就是数字。其实数字只是最简单的一种数据，是数据的一种传统和狭义的理解。从广义上理解，数据的种类很多，文字、图形、图像、声音、学生的档案记录、货物的运输情况等，这些都是数据。

可以对数据做如下定义：描述事物的符号记录称为数据。描述事物的符号可以是数字元，也可以是文字、图形、图像、声音、语言等。数据有多种表现形式，它们都可以经过数字化后存入计算机。

数据举例：学生档案中的学生记录形式(李明，1982，江苏，计算机系，2000)

◆语义：姓名、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间

◆解释：李明是个大学生，1982年出生，江苏人，2000年考入计算机系。而不了解其语义的人则无法理解其含义（2000有人会理解为交费2000元）。

结论：数据的形式不能完全表达其内容，需要经过解释。所以数据和关于数据的解释是不可分的，数据的解释是指对数据含义的说明，数据的含义称为数据的语义。

通常所说的信息实际上是数据的语义解释。

二、数据库(DataBase，简称DB)

◆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、可共享的大量数据集合。人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后，应将其保存起来以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息形成数据库。

学生登记表

以上表格就是一个数据库。

数据库的特征：

◆数据按一定的数据模型组织、描述和储存：数据库系统是一个单

位或一个应用领域的通用数据处理系统，它存储的是属于企业和事业部门、团体和个人的有关数据的集合。数据库中的数据结构按一定的数据模型组织、描述和储存，其结构基于数据间的自然联系，从而可提供一切必要的存取路径，且数据不再针对某一应用，而是面向全组织，具有整体的结构化。这是数据库和传统数据文件系统的基本区别之一。

◆冗余度较小

◆数据独立性较高

◆易扩展

◆数据库应满足各种用户的不同需要（共享性）：数据库用户可分为两类：一类是批处理用户，也称为应用程序用户，这类用户使用程序设计语言(如COBOl+PL／SQL、C／C++等)编写应用程序，对数据库进行检索、插入、删除和修改等操作，并产生数据输出；另一类是联机用户，或称为终端用户，终端用户可使用简单的终端命令或查询语言对数据库进行存取操作，通常以查询性应用为主。由于各种用户可以同时使用一个数据库，所以数据库应具有数据共享特性，并提供数据完整性控制、安全性控制以及并发控制功能。三、数据库管理系统(DataBase Management System，简称DBMS)

◆数据库管理系统：位于用户与操作系统之间的一层数据管理软

件。它是负责数据管理和维护的软件系统，是一个数据库管理

软件，它是数据库系统的核心。

◆DBMS的用途：

◆科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。

◆数据定义功能：提供数据定义语言(DDL)，定义数据库中的数

据对象。

◆数据操纵功能：提供数据操纵语言(DML)，操纵数据实现对数

据库的基本操作(查询、插入、删除和修改)。◆数据库的运行

管理：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。

◆数据库的建立和维护功能(实用程序)：数据库数据批量装

载、数据库转储、介质故障恢复、数据库的重组织、性能监视等。

◆DBMS为用户提供方便的用户接口，帮助和控制每个用户对数据库的各种操作。

总之：整个数据库的创建、运行和维护是在DBMS控制下实现的。

四、数据库系统(DataBase System，简称DBS)

◆数据库系统（Database System，简称DBS）是指在计算机系统

中引入数据库后的系统构成。在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库

◆数据库系统的构成：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（和用户）构成。数据库的建立、使用和维护等工作只靠一个DBMS远远不够，还要有专门的人员来完成，这些人被称为数据库管理员(DataBaseAdministrator，简称DBA)。

◆数据库系统的构成可以用图1.1表示。

◆数据库系统在整个计算机系统中的地位如图1.2