1 数据库概述[50页]
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• 数据库阶段的数据不 再是面向某个应用程 序，而是面向整个系 统，因此可以被多个 用户、多个应用以多 种不同的语言共享使 用。
数据独立性高
• 数据独立性是数据库 系统的一个最重要的 特点之一，它使数据 能独立于应用程序。 应用程序不随数据存 储结构的变化而变 化，简化了应用程序 的编制和程序员的工 作负担。
3
1.1数据库的基本概念
1.1.1信息与数据库 1.1.2数据库管理系统 1.1.3数据库系统
4
1.1.1信息与数据库
• 1.数据 - 数据（ Data )是描述事物的符号记录，是数据库中存储的基本对 象。可以是文本、图表、图形、图像、声音、语言、视频等。
• 2.信息 - 信息是现实世界事物的存在方式或运动状态的反映。或认为，信 息是一种已经被加工为特定形式的数据。信息的主要特征是： § 信息的传递需要物质载体，信息的获取和传递要消费能量； § 信息可以感知；信息可以存储、压缩、加工、传递、共享、 扩散、再生和增值； § 而数据是信息的载体和具体表现形式，信息不随数据形式的 变化而变化。
13
1.2.3数据库系统阶段
• 数据库系统阶段将数据集中存储在一台计算机上，进 行统一组织和管理。
数 据 库
字段名 类型 宽度 小数位 说 明 F_BM 字符型 2 省市编码 F_MC 字符型 12 省市名称
字段名 类型 宽度 小数位 说 明 F_BM 字符型 2 省市编码 F_MC 字符型 12 省市名称
数据库概述
学习目标
• 了解数据库的基本概念 • 掌握数据库、数据库系统和数据库管理系统的
关系 • 理解数据管理技术发展的三个阶段 • 理解数据模型的概念，掌握关系数据模型的相
关概念 • 掌握关系运算的操作
2
章节内容
• 1.1数据库的基本概念 • 1.2数据管理技术的发展阶段 • 1.3数据库的体系结构 • 1.4数据模型 • 1.5关系运算
• 通过文件系统来管理数据，而且数据可长期保存在设备上。
• 数据依然是面向某一特定的应用程序；
• 数据的共享程度比较低、数据冗余度大；
• 整体上看，数据没有结构，但记录内有结构；
• 数据的独立性仍然较差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程
序；
• 应用程序自己控制数据。
程序1
数据1
程序2
文件系统
的逻 辑结构和特征的描 述，是所有用户的 公共数据视图。一 个数据库只有一个
模式。
内模式又称为存储模式或者物 理模式。一个数据库只有一个 内模式。它是数据物理结构和 存储方式的描述，是数据在数
据库内部的表示方式。
16
1.3 数据库的体系结构
• 三级模式结构之间差别往往很大，为了实现这3个抽象级别的联系和转换 ，DBMS在三级模式结构之间提供了两级映像：外模式/模式映像，模式/内 模式映像。如图1-2所示。
件，用于建立、使用和维护数据库。像Oracle、SQL Server 和DB2都是常用的数据库管理系统软件。 • 一般说来，数据库管理系统的功能主要包括以下几个方面。 - 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
7
1.1.3数据库系统
数据库系统 • 数据库系统（Data Base System ，简称 DBS ) 是指引入数据
19
20
1.4数据模型
模型是现实世界特征的模拟和抽象。 数据模型（Data Model）也是一种模型，它是现实世界数据特征的抽象。 人们把客观存在的事物以数据的形式存储到计算机中，经历了对现实生活 中事物特征的认识、概念化到计算机数据库里的具体表示的逐级抽象过程 。此过程分为3个阶段，即现实世界阶段、信息世界阶段和机器世界阶段， 如图1-3所示。
5
1.1.1信息与数据库
• 3. 数据库 - 数据库(Database，DB)是长期存储在计算机内、有组 织、可共享的大量数据的集合。 - 数据库中的数据需要创建数据模型来描述，如网络、层 次、关系模型。在数据库中的数据具有冗余度小、独立 性高和易扩展性的特点。
6
1.1.2数据库管理系统
数据库管理系统(Database Management System，DBMS) • 位于用户和操作系统之间，是一种操纵和管理数据库的大型软
外 存 储 器
14
1.3 数据库的体系结构
15
1.3 数据库的体系结构
• 通常DBMS将数据库的体系结构分为三级模式：外模式、模式和内模式。
数据库的三层模式
外模式
模式
内模式
用户模式或者子模式，它是数据 库用户（包括应用程序员和最终 用户）能够看见和使用的局部数 据的逻辑结构和特征的描述，是 数据库用户的数据视图，是与某 一应用有关的数据的逻辑表示
数据N
11
1.2.2文件系统阶段
人事部门 学生部门
教务部门
人事管理应用程序
学生管理应用程序
文件系统
教务管理应用程序
应用程序和数据文件的关系
教师数据文件 学生数据文件
课程数据文件
12
1.2.3数据库系统阶段
数据结构化
• 数据结构化是数据库 的主要特征之一，是 数据库系统与文件系 统的本质区别。
数据的共享性程度高， 冗余度小，容易扩充等
应用1 外模式
应用2
应用3
外模式 模式
内模式
外模式 外模式/模式映像
模式/内模式映像
数据库
图1-2 数据库的三级模式
17
1.3 数据库的体系结构
数据库管理系统的两级映射
外模式/模式 模式/内模式
逻辑独立性 物理独立性
18
1.4数据模型
1.4.1概念模型与E-R方法 1.4.2 数据模型的分类 1.4.3 关系数据模型 1.4.4 关系的完整性规则
9
1.2.1人工管理阶段
1
数据和应用程序 一一对应，应用 程序中的数据无 法被其他程序利 用。
2
程序与程序之 间存在大量重 复数据，存在 着数据冗余。
3
数据的独立性很 差，数据的类型、 结构发生变化， 则程序必须相应 改变，因而数据 的结构性差。
程序1
数据1
程序2
数据2
程序N
数据N
10
1.2.2文件系统阶段
库后的计算机应用系统，数据库系统通常包括硬件和软件，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。 • 数据库、数据库管理系统、数据库系统的关系：
图 1.1 DBS、DBMS 和 DB 关系
8
1.2数据管理技术的发 展阶段
1.2.1人工管理阶段 1.2.2文件系统阶段 1.2.3数据库系统阶段
数据独立性高
• 数据独立性是数据库 系统的一个最重要的 特点之一，它使数据 能独立于应用程序。 应用程序不随数据存 储结构的变化而变 化，简化了应用程序 的编制和程序员的工 作负担。
3
1.1数据库的基本概念
1.1.1信息与数据库 1.1.2数据库管理系统 1.1.3数据库系统
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1.1.1信息与数据库
• 1.数据 - 数据（ Data )是描述事物的符号记录，是数据库中存储的基本对 象。可以是文本、图表、图形、图像、声音、语言、视频等。
• 2.信息 - 信息是现实世界事物的存在方式或运动状态的反映。或认为，信 息是一种已经被加工为特定形式的数据。信息的主要特征是： § 信息的传递需要物质载体，信息的获取和传递要消费能量； § 信息可以感知；信息可以存储、压缩、加工、传递、共享、 扩散、再生和增值； § 而数据是信息的载体和具体表现形式，信息不随数据形式的 变化而变化。
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1.2.3数据库系统阶段
• 数据库系统阶段将数据集中存储在一台计算机上，进 行统一组织和管理。
数 据 库
字段名 类型 宽度 小数位 说 明 F_BM 字符型 2 省市编码 F_MC 字符型 12 省市名称
字段名 类型 宽度 小数位 说 明 F_BM 字符型 2 省市编码 F_MC 字符型 12 省市名称
数据库概述
学习目标
• 了解数据库的基本概念 • 掌握数据库、数据库系统和数据库管理系统的
关系 • 理解数据管理技术发展的三个阶段 • 理解数据模型的概念，掌握关系数据模型的相
关概念 • 掌握关系运算的操作
2
章节内容
• 1.1数据库的基本概念 • 1.2数据管理技术的发展阶段 • 1.3数据库的体系结构 • 1.4数据模型 • 1.5关系运算
• 通过文件系统来管理数据，而且数据可长期保存在设备上。
• 数据依然是面向某一特定的应用程序；
• 数据的共享程度比较低、数据冗余度大；
• 整体上看，数据没有结构，但记录内有结构；
• 数据的独立性仍然较差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程
序；
• 应用程序自己控制数据。
程序1
数据1
程序2
文件系统
的逻 辑结构和特征的描 述，是所有用户的 公共数据视图。一 个数据库只有一个
模式。
内模式又称为存储模式或者物 理模式。一个数据库只有一个 内模式。它是数据物理结构和 存储方式的描述，是数据在数
据库内部的表示方式。
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1.3 数据库的体系结构
• 三级模式结构之间差别往往很大，为了实现这3个抽象级别的联系和转换 ，DBMS在三级模式结构之间提供了两级映像：外模式/模式映像，模式/内 模式映像。如图1-2所示。
件，用于建立、使用和维护数据库。像Oracle、SQL Server 和DB2都是常用的数据库管理系统软件。 • 一般说来，数据库管理系统的功能主要包括以下几个方面。 - 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
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1.1.3数据库系统
数据库系统 • 数据库系统（Data Base System ，简称 DBS ) 是指引入数据
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1.4数据模型
模型是现实世界特征的模拟和抽象。 数据模型（Data Model）也是一种模型，它是现实世界数据特征的抽象。 人们把客观存在的事物以数据的形式存储到计算机中，经历了对现实生活 中事物特征的认识、概念化到计算机数据库里的具体表示的逐级抽象过程 。此过程分为3个阶段，即现实世界阶段、信息世界阶段和机器世界阶段， 如图1-3所示。
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1.1.1信息与数据库
• 3. 数据库 - 数据库(Database，DB)是长期存储在计算机内、有组 织、可共享的大量数据的集合。 - 数据库中的数据需要创建数据模型来描述，如网络、层 次、关系模型。在数据库中的数据具有冗余度小、独立 性高和易扩展性的特点。
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1.1.2数据库管理系统
数据库管理系统(Database Management System，DBMS) • 位于用户和操作系统之间，是一种操纵和管理数据库的大型软
外 存 储 器
14
1.3 数据库的体系结构
15
1.3 数据库的体系结构
• 通常DBMS将数据库的体系结构分为三级模式：外模式、模式和内模式。
数据库的三层模式
外模式
模式
内模式
用户模式或者子模式，它是数据 库用户（包括应用程序员和最终 用户）能够看见和使用的局部数 据的逻辑结构和特征的描述，是 数据库用户的数据视图，是与某 一应用有关的数据的逻辑表示
数据N
11
1.2.2文件系统阶段
人事部门 学生部门
教务部门
人事管理应用程序
学生管理应用程序
文件系统
教务管理应用程序
应用程序和数据文件的关系
教师数据文件 学生数据文件
课程数据文件
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1.2.3数据库系统阶段
数据结构化
• 数据结构化是数据库 的主要特征之一，是 数据库系统与文件系 统的本质区别。
数据的共享性程度高， 冗余度小，容易扩充等
应用1 外模式
应用2
应用3
外模式 模式
内模式
外模式 外模式/模式映像
模式/内模式映像
数据库
图1-2 数据库的三级模式
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1.3 数据库的体系结构
数据库管理系统的两级映射
外模式/模式 模式/内模式
逻辑独立性 物理独立性
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1.4数据模型
1.4.1概念模型与E-R方法 1.4.2 数据模型的分类 1.4.3 关系数据模型 1.4.4 关系的完整性规则
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1.2.1人工管理阶段
1
数据和应用程序 一一对应，应用 程序中的数据无 法被其他程序利 用。
2
程序与程序之 间存在大量重 复数据，存在 着数据冗余。
3
数据的独立性很 差，数据的类型、 结构发生变化， 则程序必须相应 改变，因而数据 的结构性差。
程序1
数据1
程序2
数据2
程序N
数据N
10
1.2.2文件系统阶段
库后的计算机应用系统，数据库系统通常包括硬件和软件，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。 • 数据库、数据库管理系统、数据库系统的关系：
图 1.1 DBS、DBMS 和 DB 关系
8
1.2数据管理技术的发 展阶段
1.2.1人工管理阶段 1.2.2文件系统阶段 1.2.3数据库系统阶段