(完整word版)第1章 数据库系统概矢

数据库原理与应用 课程讲义授课题目：第一章 数据库系统概论——数据库技竖生与演进；数据库的基本概念教学时数：2 授课类型：÷劭 〖教学目的、要?、了解数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的基本概念及数据库在计算机平台中的地位2、了解数据库产生与演进的三肝：人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段 3、了解数据库系统的特征教学重点： 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的基本概念；数据库产生与演进的三肝；数据库系统的特征 教学难点：数据库系统的特征教学方法和方法：1、教学方法：采用案例式教学方式，采取“ 以 例 激 趣 ——以 例 说 理 —— 以 例 导 行 ”的 方 式 ，让很多的学员参加，用案例促使教师思考，引导人们怎样解锯。2、教学方法引入多媒体课件与板书相结合板书内容如下： 1.1 四妇概念 数据：是数据库中存储的基本对希貉蛋钢械难锹?李?1972,江苏,计算机系,1990) 数据库(Database，DB)：是大量存储在计算机内、有组织的、可共享的待据集合 数据库管理系统(DBMS)：是位于用户与操壮之间的一层数据管理工具 DBMS 的枝可：数据定义功能、数据操控功能、数据库的事物管理和运行管理、数据库的构建和 维护功能 数据库系统（DBS）：是指在计算机平台中启用数据库旱统 包括：DB+DBMS+应用系统+数据库管理员（DBA ） 1.2 数据库技竖与发展的三肝 1、人工管理阶段：应用程许数据，数据不保存，无共享，不独立，无结构。

2、文件系统阶段：文件系统管控数据，数据大量储存，共享性差，数据易不一致。 3、数据库系统阶段：数据结构化 数据的共享性高，冗余度低，易扩展 数据独立性高 数据由 DBMS 统一管理和控制第 -1- 页数据库原理与应用 课程讲义教学内容与过程旁批一、教学过程 1.举例说幂库在生活中的应用。 2.具体介绍数据库的基本概念。 3.介绍数据库的发展史及特征。 二、教学内容 1．数据库的地位 数据库技竖于六十年代末，是数据管理的最新技是计算机科学的重要分支。 数据库技逝息系统的核心跟基础，它的倡促进了计算机应用闲傅纳浮 数据库的建设体量、数据库信息量的赐使用频率已变成衡量一敢信息化程度 的重要标志。2.四妇概念 ? 数据(Data)： 是数据库中存储的基本对锨描曙的符号记录，如:数字、文字、图形、图嚣椰数据与其语义是不可分的。 如学生档案中的学生记录(李?1972,江苏,计算机系,1990) ? 数据库(Database，DB) ： 是大量存储在计算机内、有组织的、可共享的待据集合。其特蘸 ? 数据按一定的数据建模组织、描盛存。 ? 可为该户共享。 ? 冗余度较小。 ? 数据独立性较高、易扩展。

? 数据库管理系统(Database Management System，DBMS)：是位于用户与操淄持涞囊徊闶莨芾砣砑BMS 的枝可有： ? 数据管理功能:数据定义功能，数据组织、存储和管控，数据操控功能，数据 库的事物管理和运行管理，数据库的构建和维护功能，其他用途 ? 提供数据库的客户接口 ? 数据库系统(Database System，DBS)：是指在计算机平台中启用数据库旱 统 “DB+DBMS+应用系统+数据库管理员（DataBase Administration, DBA ）”第 -2- 页数据库原理与应用 课程课件3 数据库技竖生与演进人工管理阶段(40 年代中--50 年代中)：? 应用需瞧学计算?件：无直接存取储存设施?软件：无通用的操壮? 处理方法：批处理第 -3- 页数据库原理与应用 课程课件? 数据管理者：应用程旋据不保存。 ? 数据面显铣一应用程? 数据共享程度：无共享、冗余度极? 数据独立性：不独立，完全依赖于程? 数据结构化：无结构。 ? 数据控制能力：应用程泻控制。 人工管理阶段应用程旋据的对应关系文件系统阶段(50 年代末--60 年代中)? 应用需瞧学计算、数据处理?件：撑盘、磁鼓等?软件：操壮、高级语言? 处理方法：批处理、共享的即时处理方法? 数据管理者：文件系统，数据大量保存。

? 数据面显铣一应用程序。? 数据共享程度：共享性差、冗余度大。? 数据结构化：记录内有结构,整体无结构。? 数据独立性：逻辑结构改变应设置应用程序。? 数据控制能力：应用程泻控制。文件管理阶段应用程旋据的对应关系第 -4- 页数据库原理与应用 课程课件数据库系统阶段(60 年代末以来)? 应用需牵管理?件：晨磁盘、磁盘阵列?软件：数据库管理系统? 处理方法：联机实时处理、分布处理和批处理? 数据管理者：DBMS ? 数据面显消赋 ? 数据高度结构化：数据库与文件系统的根本区笔莸墓蚕硇愿撸哂喽鹊停桌┏ ? 数据的独立性高：物理独立性和逻辑独立性 ? 数据控制能力：由 DBMS 统一管理和控制 数据库管理阶段应用程旋据的对应关系数据库系统的特征 ： 1、 数据结构化 数据库系统：实现整体数据的结构化，这是数据库系统与文件系统的本质区蔽募低常何募杉锹甲槌桑募诓坑薪峁梗募湮藿峁埂 数据库系统：数据之间整体有结构，是一跟的整体。2、 数据的共享性高，冗余度低，易扩展 数据库系统从整体视角来组织存储数据，数据不仅仅面匣该，而是面贤常哂泻芨叩墓蚕硇浴 共享数据带来了低冗余性计算机原理教案下载，也可导致数据之间的不相容性和不一致性。

数据共享使得应用可以要必须而袁容易扩充3、 数据独立性高 ? 物理独立性：是指用户的应用程墟储在磁盘上的数据库中的数据时互相独 立的。数据的物理存储由 DBMS 负驭用程胸了解，只应该处理数据 的逻辑结构。这样当数据库的物理结构改变时，应用程忻改变。 ? 逻辑独立性：直指用户的应用程旋据库的逻辑结构是相互独立的，数据库 的逻辑结构改变了，用户程性不予改变。 ? 数据与程欣立，把数据的定义跟存储从程兄离超而存取数据的方 法由 DBMS 提供，从而此应用程朽制，妓应用程鞋护第 -5- 页数据库原理与应用 课程课件和设置。 4、数据由 DBMS 统一管理跟控制 数据库中的数据是共享的，多该，多抚可以同时存取数据库的数据，涩 时存取统一数据，那么，DBMS 必须具备下列的基本用途：? 数据的安全性保护：保护数据不被不合法应用，不合法用户破坏。 ? 数据的完整性检查：包括检测数据的正确性，有效性和相容性。 ? 并发控制：多柑并发存取荒数据库时的控制。 ? 数据库恢复：计算机平台的硬件故障，软件故障，操啄操走故意毁坏引起数据库丢失坏时，由 DBMS 提供的功能使数据库恢复到正确状 态。第 -6- 页数据库原理与应用 课程讲义授课题目：第一章 数据库系统概论——数据建模；数据库系统的体系结构教学时数：2 授课类型：÷劭 〖教学目的、要?、掌握数据建模的概念；几种铸据模型的数据结构特性，包括：实体-联系模型、层次模型、网状模型、关系模型；2、掌握模式的概念；数据库系统的三级体系构架；数据库的两级映宪与数据独立性；教学重点： 数据建模的概念；实体-联系模型、层次模型、网状模型、关系模型；模式概念；三级结构与两级映像；教学难点： 模式概念；实体-联系模型；三级结构与两级映像；教学方法和方法： 1、教学方法：采用案例式教学方式，采取“ 以 例 激 趣 ——以 例 说 理 —— 以 例 导 行 ”的 方 式 ，让很多的学员参加，用案例促使教师思考，引导人们怎样解锯。

2、教学方法引入多媒体课件与板书相结合板书内容如下： 1． 数据建模模型是对现实世界的抽鲜菽Ｐ褪且允导适挛锏氖萏卣橄袒挛铮枋鞘挛锏谋碚卣按数据模型的目的分:概念建模和基本数据模型。 概念建模：实体联系模型 基本数据建模：网状模型、层次模型、关系模型。 数据建模的构成要素（即三要素）：数据结构、数据操据的完整性约束?． 最常见的数据建模 1） 实体-联系模型（E-R 模型）实体(Entity)：客观存在并能互相区甭物。 蔄ttribute)：实体所具备的某一特性。 联系（relationship）：客观世界中冈祥项之间的联系。 2） 层次模型 用梳构表示傅体以及实体之间的联系 有且交搞无双亲——根节点 其它结点有且交缸第 -7- 页数据库原理与应用 课程课件3） 网状模型 可以有一赶的结点无双亲 至少有一搞有少于一斧亲4） 关系模型 逻辑结构是一张二维表，它由行跟列构成。3． 数据库系统的体系结构 通常 DBMS 将数据库的体系结构分为三级体系：外方式、模式跟内模式。 概念： 型(Type)：对某一类数据的结构跟誓说弥?Value)：是式的一稿赋值。 例如：学生记录 记录型：(学号,姓名,性北龄,籍贯) 该记录型的一讣值：(900201,李?计算机,22,江苏) 模式(Schema)：数据中全体数据逻辑结构和特砧誓Ｊ街簧婕靶停簧婕熬咛宓闹 三级体系是对数据库中数据的三附级映馅 DBMS 内部实现这三肝的联系和转换。

两级映镶模式/模式 模式/内模式第 -8- 页数据库原理与应用 课程讲义教学内容及过程旁批一、教学过程 1、复习数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的基本概念跟数据库系统的特征。 2、结合例子讲解数据建模的概念；几种铸据模型的数据结构特性。 3、结合例子讲解方式的概念跟三级体系两级映隙⒔萄谌 1.2 数据建模计算机不能直接处理现实世界中的确切事物，所以他们需要事先将详细事物转化 成计算机才能处理的数据，这就是数据库的数据建模。两类数据模型：概念建模、基本数据模型 概念建模：按照客户的观点建模，用于设计数据库 逻辑建模和数学模型(基本数据建模)：用于数据库的逻辑实现和物理实现 数据建模的构成要素：1．数据结构——系统的静态特性 数据结构不借瘦库构成对瞎要描输的联系。通常所说的层 状、网状和关系模型，就是按照此处的数据结构来进行界定的。2．数据操转平台的动态特征 是指对数据库中的冈闲执行的操庄合，包括操仔关的操自菘獾牟僮ú檠透隆 3．数据的完整性约束酞—一组完整性规辕合 完整性规札据模型中数据以及联系所具备的约束规悦来限定数据库 状态或者状态的差异计算机原理教案下载，以确保数据的恰当。 1.2.1 最常见的数据建模 实体－联系方式(E-R 方法)，也称 E-R 模型。

实体(Entity)：客观存在并能互相区甭物。 蔄ttribute)：实体所具备的某一特性。 联系（relationship）：客观世界中冈祥项之间的联系。 实体型：用矩形表示，矩形看缅名；实体的拭椭圆形表示，以无汐 其与相应的实体连接疲 联系：联系本身用菱形表示，菱形看玫名，并用无现毙关实体连接 片同时在无显标上联系的类型(1:1、1:n、m:n)，联系的什应用无想 该联系连接 。第 -9- 页数据库原理与应用 课程教案(1)一袱可以是多概的经理，而一概最多只能有一疙，攒理联系 为 1:N 联系。 (2)一袱可以在多概工坐一概有多袱，预椎为 M:N 联 系。 结构数据建模： 1、层次模型 用梳构表示傅体以及实体之间的联系按狮义层次模型有下面两钙： ? 有且交搞无双亲——根结点 ? 其它节点有且交缸优点： ? 棘只需很少命令就可以操控库 ? 性能优于关系模型，不超过网状模型。 ? 提供了良好的完整性支持缺点： ? 难以描实世界中的复杂联系。 ? 对插入和删除操邹制多。2、网状模型通过实例展开教 学第 - 10 - 页数据库原理与应用 课程课件去点次模型的两钙： ? 可以有一赶的结点无双亲 ? 至少有一搞有大于一斧亲优点： ? 能更为直接地描实世界 ? 具有良好的性能，存取效率较高。

缺点： ? 结构非常复杂 ? 数据独立性差。3、关系模型 层状模型和网状模型在实际当中几嘿使用，而几盒的 DBMS 都支持关系模型，即使不支持的，也加上了关系模型的接口。 逻辑结构是一张二维表，它由行跟列构成。1.3 数据库系统的体系结构 数据库的三级体系构架 为了保障数据与程袖的独立性，使用户可以寄逻辑结构操纵而无需考虑数据的物理结构，妓应用程朽制跟程心负担，缘统的靠谱 性。通常 DBMS 将数据库的体系结构分为三级体系：外方式、模式跟内模式。 ? 型(Type)：对某一类数据的结构跟誓说? 值(Value)：是式的一稿赋值。例如：学生记录 记录型：(学号,姓名,性北龄,籍贯) 该记录型的一讣值： (900201,李?计算机,22,江苏)第 - 11 - 页数据库原理与应用 课程课件? 模式(Schema)：数据中全体数据逻辑结构和特砧誓Ｊ街簧婕靶停簧婕熬咛宓闹怠 例如：学生选课数据库，型包含教师记录、课程记录和教师选课记录几傅的 模式，是相对稳固的，而后面的数据是动态的，2010 年某一刻的数据和 2009 年某一 刻的数据是不同的两福? 模式（逻辑体系）?是数据库中全体数据的逻辑结构跟特砧是所有客户的公共数据视图，综合了所有用户的需求。

?一篙库只有一附。?模式是数据库系统方式结构的后面层，与数据的物理内存细节和软件环境无关，与准确的应用程歇发工具及高级程衅语言无关。学生数据库模式结构? 外方式（子体系户模式）?数据库用户使用的局部数据的逻辑结构跟特砧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。?外方式一般是路径的子集，一篙库可以有多福式?同一外方式可以为某一用户的多该平台所使用。?外方式是确保数据库安全性的一甫措施学生数据库外方式结构第 - 12 - 页数据库原理与应用 课程教案? 内模式（存储方式）?数据物理结构跟存储方法的描是数据在数据库内部的储存形式? 一篙库只能有一福式1.3.3 数据库的二级映宪与数据独立性? 三级体系是对数据库中数据的三附级映馅 DBMS 内部实现这三肝的联系和转化。? 外方式/模式 模式/内模式外模式／模式映隙ㄒ辶送饽Ｊ接肽Ｊ街涞亩杂叵担恳桓Ｊ蕉级杂σ桓Ｊ剑 式映? 保证了数据的逻辑独立性模式／内模式映隙ㄒ辶耸萑致呒峁褂氪娲⒔峁怪涞亩杂冗担菘庵心Ｊ剑僮 式映熄一的。 ? 保证了数据的物理独立性第 - 13 - 页数据库原理与应用 课程课件缀 ? 什么是数据库？什么是数据库管理系统？什么是数据库系统？ ? 计算机数据管理经历了那几肝？ ? 数据库系统的特征有什么？ ? 数据库管理系统的枝可有什么？ ? 试暑模型的卓 ? 三级体系跟二级映细什么？第 - 14 - 页