一章数据库系统概述-79页文档资料

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一章数据库系统概述 79页

一章数据库系统概述 79页

编号 姓名 出生日期 性别 文化程度 01001 蔡武 1947-10-1 男 本科 01002 张玉德 1952-12-1 男 大专 01003 朱平 1949-10-1 女 大专 01004 张辉春 1965-6-1 男 本科 02001 陈玉茜 1948-2-1 女 中专 02002 张一燕 1951-6-1 女 大专
这一转换经历了现实世界、信息世界和 计算机世界三个不同的世界。
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1.4.1 现实世界、信息世界和计算机世界
现实世界
现实世界中的事物由它的性质来表征。 例如:学校教学管理系统中,学院、系部、教师、
班级、学生、课程是主要构成元素。 现实世界中事物与事物之间并非孤立,而是存 在一定联系的。 例如:教师授课、学生选课,教师、学生、课程是 相互关联的。
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1.2.2 数据库管理系统
1、数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS)
是位于用户与数据库之间的一个数据管理 软件。
即用户不能直接接触数据库,只能通过 DBMS来操作数据库。
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2.数据库管理系统的功能 (1)数据定义功能
编号 姓名 出生日期 性别 文化程度
编号
01002 张玉德 1952-12-1 男 大专
01001
01003 朱平 1949-10-1 女 专
01003
01004
(3) 存储在存储介质上的职 02001 02002
工数据库就是物理数据库。
姓名 岗位工资
编号 岗位工资 浮动工资 其他工资 扣款小计
01001 2100
500
200

第一章数据库系统概述

第一章数据库系统概述

第一章 数据库系统概述
基本术语
数据的表现形式:
可以是数字、符号、文字、图形、图像和声音等。 常用的三种:数值型数据(定量记录的符号);字 符型数据(定性记录);特殊型(形象特征和过程 记录)声音、视频、图象等。
第一章 数据库系统概述
基本术语
信息和数据的联系:
数据是信息的载体,而信息是数据的内涵 (信
4)数据库技术(DBT):计算机数据管理技术发展的最新
。 阶段 研究数据的存储、使用和管理。
前言:
操作系统不被淘汰,SQL就会经久不衰的致霸数据库领域的中、低 端市场,除政府部门和超大型公司外,SQL可以满足一切用户的 需要,前途非常光明。
所以,我们这学期的任务是,在学好数据库理论知识的基础 上,重点学习sql server数据库的使用。
第一章 数据库系统概述
本章重点 基本术语 数据管理技术的发展 数据库系统的组成与结构
随着信息时代的发展,数据库也相应产生了一些新的应用领 域,例如多媒体数据库、移动数据库等等。
现在流行的数据库管理系统有:Microsoft Access数据库、 Microsoft SQL Server数据库、 Oracle数据库、MySQL数据库等。
前言:
Microsoft SQL Server 2000数据库是一个多关系数据管理 系统。它不仅是一个完整的数据库,而且具有强大的扩展性。它 是Windows操作系统最为流行的数据库,比较适合小型、中型或 大型应用程序的后台数据库。也适用于电子商务、数据仓库和在 线商业应用程序等。
Oracle数据库一般比较适合超大型的行业领域,如电信、移 动、联通、医疗保险、邮政部门等。在行业领域,电信基本上使 用Oracle数据库和Sybase数据库。

数据库系统第一章数据库系统概述

数据库系统第一章数据库系统概述

数据库系统第一章数据库系统概述本章介绍数据库系统最基本、最重要的概念,例如什么是数据、数据管理、数据库、数据模型、数据库管理系统和数据库系统。

本章从数据这个最基本的概念入手,介绍了数据处理中常用的实体集、实体和属性,文件、记录和数据项等基本概念,同时指出数据库技术是用于数据处理的技术。

随着介绍了数据管理技术的发展阶段,着重说明数据库中数据的三级模式和二级映射的组织方式,以阐述数据库技术和文件系统的本质区别,同时为数据库技术的特点做铺垫。

从数据模型是对现实世界的事物及其联系的模拟和抽象的基本观点出发,分两类介绍常用的数据模型。

一类是和计算机无关的概念模型--E-R模型,主要用于数据库设计。

另一类是面向计算机的实施模型--包括层次模型、网络模型及关系模型,它们不仅描述了数据库的逻辑结构也描述了高层的物理结构。

数据库技术的核心是数据库管理系统,介绍了DBMS的功能和组成,特别是介绍了数据字典,以期帮助理解DBMS的复杂功能,同时简单介绍流行的关系型DBMS。

计算机系统和数据库、数据库管理系统及数据库管理人员一起组成数据库系统。

简介了数据库系统的各个部分的作用及相互的关系,希望对数据库系统从总体上有所认识。

最后简单提到了数据库技术的研究内容和发展。

本章涉及到的概念比较多,可能会有抽象之感,随着后续章节的学习将会逐渐加深理解。

数据库是最重要的概念,在理解数据库体系结构的基础上掌握什么是数据库及数据库技术的特点;数据模型是数据库的组织基础,要求掌握数据模型的结构特点及不同模型的区别,重点是ER模型和关系模型;数据库管理系统是数据库系统的核心,要求重点掌握数据库管理系统的组成与功能,并借助数据字典理解数据库管理系统的复杂功能;数据库系统是数据库技术的实现系统,要求重点掌握数据库系统中各个部分的作用和相互关系;最后,要求了解数据库技术的研究内容和进展。

数据处理数据库管理系统数据库数据库系统数据模型关系模型【。

第1章 数据库系统概述

第1章 数据库系统概述
1963年,美国Honeywell公司的IDS(Integrated Data Store)系统投入运行,揭开了数据库技术的序幕。 20世纪70年代是数据库蓬勃发展的年代,网状系统和层 次系统占据了整个数据库商用市场,而关系系统仅处于 实验阶段。 20世纪80年代,关系系统由于使用简便以及硬件性能的 改善,逐步代替网状系统和层次系统占领了市场。 20世纪90年代,关系数据库已成为数据库技术的主流。 进入21世纪以后,无论是市场的需求还是技术条件的成 熟,对象数据库技术、网络数据库技术的推广和普及已 成定局。
计算机不但用于科学计算,还用于信息管理 外存有了磁盘、磁鼓等直接存取设备 有了专门管理数据的软件,即文件系统 文件存储空间的管理 目录管理 文件读写管理 文件保护 向用户提供操作接口
(2)文件系统阶段(续)
特点: 特点:
数据以“文件”形式可长期保存在外部存储器的磁 盘上。 数据的逻辑结构与物理结构有了区别,但比较简单。 文件组织已多样化。有索引文件、链接文件和直接 存取文件等。 数据不再属于某个特定的程序,可以重复使用,即 数据面向应用。 对数据的操作以记录为单位。
3)数据管理技术的发展
数据管理技术的发展,与计算机硬件、系统软 件及计算机应用的范围有着密切的联系。 数据管理技术的发展经历了人工管理、文件系统、 数据库阶段等阶段。
(1) 人工管理阶段
20世纪50年代中期以前,计算机主要用于科学 计算,数据管理处于人工管理阶段,数据处理 的方式基本上是批处理。 背景
20世纪70年代,以层次型数据库和网状型数 据库第一代数据库系统得到广泛应用。它们基本实 现了数据管理中的“集中控制与数据共享”这一目 标
2) 第二代数据库系统 )
20世纪80年代出现了以关系型数据库为代表的第 二代数据库系统。 如Oracle、Sybase、Informix、Ingres等关系数据库 系统已广泛用于大型信息管理系统。

第一章数据库系统概述

第一章数据库系统概述
数据库原理与设计
常见的DBMS 常见的DBMS
Access 桌面数据库,即小型数据库. 桌面数据库,即小型数据库. MySQL 小型数据库,开源免费特性是它的最大的优点;性能出色, 小型数据库,开源免费特性是它的最大的优点;性能出色, 但与其他数据库应用的集成度不够, 但与其他数据库应用的集成度不够,文档没有纯商业软件 完善. 完善. SQL Server 易用性好,大中型数据库, Windows操作系统最为流行的 易用性好,大中型数据库,是Windows操作系统最为流行的 数据库. 数据库. DB2 IBM的产品 功能强大,但学习难度相对较高. 的产品, 是IBM的产品,功能强大,但学习难度相对较高. Oracle 可在所有主流平台上运行,完全支持所有工业标准. 可在所有主流平台上运行,完全支持所有工业标准.超大 型领域,如电信,移动,联通,医疗保险, 型领域,如电信,移动,联通,医疗保险,邮政部门
数据库原理与设计
Key words
DATA DB DBS DBMS
horse sense
数据库原理与设计
本章教学目标
了解数据和信息的基本含义及它们之间的相互联系 了解数据管理技术的发展, 了解数据管理技术的发展,掌握数据库系统的特点 理解数据库系统的组成和功能 理解DB DBMS和DBS的概念及它们之间的联系 理解DB DBMS和DBS的概念及它们之间的联系 掌握数据库的三级模式和两级映像
第一章 数据库系统 概述
数据原理与设计
数据管理技术的发展
随着计算机硬件和软件的发展, 随着计算机硬件和软件的发展,数据管理经 历了三个发展阶段: 历了三个发展阶段: 1. 人工管理阶段 2. 文件系统阶段 3. 数据库系统阶段
数据库原理与设计
1.人工管理阶段 人工管理阶段

第一章 数据库系统概述1

第一章 数据库系统概述1
层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型, 它用树形结构表示各类实体以及实体间的联系。 层次模型数据库系统的典型代表是IBM公司的 IMS(Information Management Systems)数据 库管理系统,这是一个曾经广泛使用的数据库管 理系统。
在数据库中,对满足以下两个条件的数据模型 称为层次模型。

3.数据库系统阶段
20世纪60年代后期以来,计算机用于管理 的规模更为庞大,应用越来越广泛,数据 量急剧增长,同时在处理方式上,联机实 时处理要求更多,并开始提出和考虑分布 处理。解决多用户、多应用共享数据的需 求,使数据为尽可能多的应用服务,出现 了数据库技术和统一管理数据的专门软件 系统—数据库管理系统


2.文件系统阶段 20世纪50年代后期到60年代中期,计算机 的应用范围逐渐扩大,计算机不仅用于科学 计算,而且还大量用于管理。这时硬件上已 有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备;软 件方面,操作系统中已经有了专门的数据管 理软件,一般称为文件系统;处理方式上不 仅有了文件批处理,而且能够联机实时处理。
实体集:同型实体的集合称为实体集。例如, 全体学生就是一个实体集。 联系:实体与实体之间以及实体与组成它的 各属性间的关系。 联系有三种情况:一对一联系,一对多联系, 多对多联系。
1.2.2 数据模型概念

数据组织的好坏会影响系统效率和用户对 数据库的使用。数据库技术在处理数据的 组织时,用数据模型(Data Model)对 现实世界进行抽象。通俗地讲,数据模型 就是对现实世界的一种模拟。
1.2.3
数据模型的三要素
数据模型由三个要素组成:数据结构、数据
操作和完整性约束。


1.数据结构 数据结构用于描述系统的静态特性,是所研 究的对象类型的集合。数据模型按其数据结构 分为层次模型、网状模型和关系模型。 2.数据操作 数据操作用于描述系统的动态特性,是指对 数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集 合,包括操作及有关的操作集合。

第1章 数据库系统概述

第1章 数据库系统概述

数据库管理系统
1.1.3数据库系统阶段
20世纪60年代后期以来,计算机用于管理的规模越 来越大,应用越来越广泛,数据量急剧增长,同时多种 应用、多种语言互相覆盖地共享数据集合的要求越来越 强烈。 这时硬件已有大容量磁盘,硬件价格下降;软件则价 格上升,为编制和维护系统软件及应用程序所需的成本 相对增加;在处理方式上,联机实时处理要求更多,并 开始提出和考虑分布处理。在这种背景下,以文件系统 作为数据管理手段已经不能满足应用的需求,于是为解 决多用户、多应用共享数据的需求,使数据为尽可能多 的应用服务,数据库技术使应运而生,出现了统一管理 数据的专门软件系统——数据库管理系统。
数据库管理系统
在人工管理阶段,程序与数据之间的一一对应关系可用下图表示。
数据库管理系统
1.1.2文件管理阶段
20世纪50年代后期到60年代中期,这时硬件方面已有 了磁盘、磁鼓等直接存取存储设备;软件方面,操作系 统个已经有了专门的数据管理软件,一般称为文件系统; 处理方式上不仅有了批处理,而且能够联机实时的处理。
数据库管理系统
数据模型就是一种对客观事物抽象化的表现形式。 数据模型,首先,要真实地反映现实世界.否则就没有实际意义了; 其次,要易于理解,和人们对外部事物的认识相一致,最后,要便 于实现,因为最终是要由计算机来处理。 数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三要素组成。 数据结构描述的是系统的静态特性,是所研究对象的类型的集合。 由于数据结构反映了数据模型最基本的特征,因此,人们通常都按 照数据结构的类型来命名数据模型。 传统的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。其中关系模型 是应用最为广泛的数据模型。 数据操作描述的是系统的动态持性,是对各种对象实例允许执行的 操作的集合。数据操作主要分更新和检索两大类,更新包括插入、 删除、修改。两类统称增、删、改、查。 完整性约束的目的是保证数据的正确性、有效性和兼容性。例如, 在关系模型中,任何关系都必须满足实体完整性和引用完整性这两 个条件。

数据库技术第1章_数据库系统概述

数据库技术第1章_数据库系统概述
Байду номын сангаас
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1.2 数据库系统的特点



以数据为中心组织数据,形成综合的数据为各应 用共享,数据冗余度小。 使用复杂的数据模型表示结构:结构化表示。 程序和数据具有较强的独立性。 提供了完整的数据管理与控制功能(如安全机 制)。 提高了系统的灵活性。 为用户提供灵活的接口。
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1.3 概念模型与数据模型
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关系模型有关术语
职工号 1002 1006 2000
姓名 张三 李四 宋文彬
性别 男 女 男
属性 元组 分量
关系模式为:职工(职工号,姓名,性别)
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关系模型对二维表的限制
(1)表中每一列都必须是不可分的基本项。 (2)表中没有完全相同的两个元组。 (3)在一个关系模式中,不能有两个属性具有 相同的属性名(字段名)。 (4)属性间的顺序和元组间的顺序都是无关紧 要的。
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1.3.2 实体之间的关系

一对一的关系(1:1) 对实体集A中的每一个实体,若实体集B中至多 有一个实体与之联系,反之亦然。则称实体集A与 B是一对一联系的。 如:在一个工厂里只有一个厂长,而一个厂长 只能在一个工厂任职,则工厂与厂长之间具有一 对一的关系。
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1.3.2 实体之间的关系

一对多的关系(1:n) 对实体集A中的每一个实体,若实体集B中可有 多个实体与之联系,但对B中的每一实体,A中最 多有一个实体与之联系,则称实体集A与B是一对 多联系的。 如:在一所学校里有多名老师,而一个老师只 能在一所学校任职,则学校与老师之间具有一对 多的关系。
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关系模型的三类完整性
1) 实体完整性(P223) 如果一个属性为某个关系的主关键字组成部分, 则该属性的值不能为空。 例子,成绩(学号,课程号,得分) ,学号和课 程号值不能为空。
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(3)数据库运行管理 DBMS可以完成对数据库的安全性控制、
完整性控制、多用户环境下的并发控制等。 (4)数据库维护功能
DBMS还可以对已经建立好的数据库进行 维护,比如数据字典的自动维护,数据库的备 份、恢复等。 (5)数据库通信功能
DBMS应提供网络环境的数据库通信功能。
例如:在原有的记录类型之间增加新的关系, 或在某些记录类型中增加新的数据项,均 可确保数据的逻辑独立性。
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数据的物理独立性
指当数据的存储结构改变时,数 据的逻辑结构不变,从而应用程序也不 必改变。
例如:改变存储设备和增加新的存储设备, 或改变数据的存储组织方式,均可确保 数据的物理独立性。
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3、内模式 也称存储模式或物理模式。 它是数据物理结构和存储结构的描
述,是数据在存储介质上的保存方式。 例如:记录的存储方式是顺序存储、还是按
照B树结构存储;索引按照什么方式组织; 数据是否压缩存储,是否加密等。
一个数据库只有一个内模式!!!
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三个模式反映了数据库的三种不同层面
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2、数据库系统的特点
⑴ 数据冗余度低、共享性高。 ⑵ 数据独立性高。
数据的独立性包括逻辑独立性和物理 独立性。(见下页)
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数据的逻辑独立性
指当数据的总体逻辑结构改变时, 数据的局部逻辑结构不变,由于应用程序 是依据数据的局部逻辑结构编写的,所以 应用程序不必修改,从而保证了数据与程 序间的逻辑独立性。
用户级 数据库
概念级 数据库
物理级 数据库
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这里以职工管理数据库为例,进 一步说明三级模式和数据库的三种 层面,以此加深理解。 (见P6)
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(1)某单位建立职工管理数据库,包含职工 基本情况和工资情况,如表所示的两张二维 表,把它们看作是从物理数据库中抽象出来 的概念数据库。
定义模式时不仅要定义数据的逻辑结构 (例如:数据记录由哪些数据项构成,数据 项的名字、类型、取值范围等),而且要定 义与数据有关的安全性、完整性要求,还定 义这些数据之间的联系。
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2、外模式 也称子模式或用户模式。
它是数据库用户(包括应用程序员 和最终用户)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。
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1.2.2 数据库管理系统
1、数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS)
是位于用户与数据库之间的一个数据管理 软件。
即用户不能直接接触数据库,只能通过 DBMS来操作数据库。
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2.数据库管理系统的功能 (1)数据定义功能
模式:表示了概念级数据库,体现了数据 库操作的接口层; 内模式:表示了物理级数据库,体现了数 据库操作的存储层; 外模式:表示了用户级数据库,体现了数 据库操作的用户层。
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应用1 应用2
应用3 应用4
应用5 应用6

外模式1

外模式2

/





模式

/




内模式

外模式3
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⑶ 有统一的数据控制功能。 数据的安全性(security)控制 数据的完整性(integrity)控制 并发(concurrency)控制 数据恢复(recovery)
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三个概念:
数据库、数据库管理系统、数据库系 统是三个不同的概念。
数据库强调的是数据,数据库 管理系统是管理数据库的工具软件, 数据库系统强调的则是一个整体系统。
DBMS提供了数据描述语言(Data Description Language,DDL)来定义数据库的 结构、数据之间的联系等。
(2)数据操纵功能
DBMS提供了数据操纵语言(Data Manipulation Language,DML)来完成用户对 数据库提出的各种操作要求,实现数据的插入、 检索、删除、修改等任务。
第一章
数据库系统概述
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1.1 数据处理
数据处理技术的发展阶段
人工管理阶段
文件系统阶段
数据库系统阶段
分布式数据库系统
面向对象数据库系统
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1.2 数据库基Байду номын сангаас概念
1.2.1 数据库
数据库(Database,简称为DB)是长期 存储在计算机内、有组织的、可共享的、 统一管理的相关数据的集合。
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终端用户:(End User)
按照用户需求信息及获得信息方式的不同,可将
终端用户分为操作层、管理层和决策层,他们通 过应用系统的用户接口使用数据库。
应用程序员:(Application Programmer)
应用程序员根据数据库系统的功能需求,设计和
编写应用系统的程序模块,并参与对程序模块的 测试。
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1.3 数据库系统的体系结构
根据美国标准化协会和标准计划 与需求委员会 (ANSI/SPARS) 提出的 建议,数据库系统的内部体系结构是三 级模式结构:
分别为模式、外模式和内模式。
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1、模式——一个数据库只有一个模式!!!
也称为概念模式。是数据库中全体数 据的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的 公共数据视图,是建立数据库的依据。
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1.2.3 数据库系统
1.数据库系统的概念
数据库系统(DataBase System, 简称DBS)是指采用了数据库技术的计算 机应用系统。
实际上是一个集合体。
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数据库系统通常由四个部分组成:
(1) 数据库 (2) 数据库管理系统(核心组成部分) (3) 计算机硬件、软件(操作系统及各种 配套实用程序)环境 (4) 管理和使用数据库系统的人员,可以 分为四类:终端用户、应用程序员、系统分 析员、数据库管理员
系统分析员:系统分析员是数据库系统建设期的主要参 与人员,负责应用系统的需求分析和规范说明, 确定系统的基本功能,数据库结构和应用程序的
设计,以及软硬件的配置,并组织整个系统的开 发。
数据库管理员:(Dadabase Administrator ) 简称
DBA。全面负责建立、维护、管理和控制数据库
系统。 20.03.2020
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