第1章数据库系统基本知识..
第1章数据库基础
网状模型（Network Model） 关系模型（Relationship Model）
层次模型和网状模型统称为非关系模型，它是按照图论中
图的观点来研究和表示的数据模型。
Visual basic与SQL Server 2005 清华大学出版社
逻辑模型
层次模型，若用图来表示,层次模型是一棵倒立的树。
是兄弟结点，R2、R4和R5
是叶结点。
Visual basic与SQL Server 2005 清华大学出版社
逻辑模型
网状模型，若用图来表示， 网状模型是一个网络模型。
在数据库中，将满足下列两个条件的数据模型称为网状模型： （1）允许有一个以上的结点双亲结点。 （2）一个结点可以有一个或多个双亲结点。 在网状模型中，由于子结点与双亲结点的联系不是唯一的。因此，网络中的每个联 系都要命名以示区别，并指出与该联系有关的双亲结点和子结点。 右图给出了一个抽象的网状模型。 在图中，R1和 R4之间有两种联系， 分别命名为L1 、L2；R1、R2无双 亲结点，而R3、R5有两个双亲结点。
另一类模型是逻辑模型和物理模型，
逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模 型等，按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现。
物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方
式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。
Visual basic与SQL Server 2005 清华大学出版社
更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。所以 深受用户的喜爱。
Visual basic与SQL Server 2005 清华大学出版社
1.4 关系数据模型
基本概念
（1）关系：一个关系就是一张二维表，通常将一个没有重复行、重复列的二维表看成
第一章 数据库基础(1)
1.1 数据库的基础知识
ห้องสมุดไป่ตู้大量的、 原始的数据
分析归纳、推导演绎
有价值、 有意义的信息
数据处理：将各种类型的数据转换成信息的过程。
第一章 数据库基础
1.1 数据库的基础知识
人工 管理阶段
数据管理技术的 发展与计算机软硬件的 发展息息相关
文件 管理阶段
数据库 管理阶段
第一章 数据库基础
总结两个核心
客观事物 概念模型 逻辑模型 数据库
第一章 数据库基础
1.1 数据库的基础知识
概念数据模型是面向客观世界、面向用户的模 型。实体联系（E-R）模型是常用的概念模型。 E指实体（Entity）：客观存在并可相互区分的事 物称为实体。例如，一个学生、一门课程、一支 铅笔、一部电影、一个部门等都是实体。（客观 世界是由实体组成的） 属性（Attribute）：实体的特性成为属性。一个实体
第一章 数据库基础
补充：数据库系统的数据模式
为了实现三级模式的联系和转换，数据库管理系 统在三级模式之间提供了两层映像：外模式/模式 映像和模式/内模式映像。从而实现数据独立性。
模式/内模式映像：定义数据全局逻辑结构与存储结构 之间的对应关系。当数据库的物理存储结构改变时，只 需要修改模式与内模式之间的对应关系，即可保持模式 不变，实现数据和程序的物理独立性。 外模式/模式映像：定义外模式与模式之间的对应关系。 当数据库的全局逻辑结构改变时，只需要修改外模式与 模式之间的对应关系，而不必修改局部逻辑结构，即保 证外模式不变，从而相应的应用程序也不必修改，实现 数据和程序的逻辑独立性。
E-R图中规定： 用矩形表示实体（等同于表） 用椭圆形表示实体的属性（等同于表中字段） 用菱形表示实体联系（等同于外键） 用直线连接各个形状，对于实体间的关系，还要 在直线旁进行标注
第一章_数据库系统概述
2．模式／内模式映象
模式／内模式映象定义了数据全局逻辑 结构与存储结构之间的对应关系。例如， 说明逻辑记录和字段在内部是如何表示 的
数据库中模式／内模式映象是唯一的
该映象定义通常包含在模式描述中
模式／内模式映象的用途
保证数据的物理独立性
当数据库的存储结构改变了（例如选用了另 一种存储结构），数据库管理员修改模式／ 内模式映象，使模式保持不变
1、信息（information）
定义：关于现实世界事物的存在方式或 运动状态反映的综合。
特点：
客观存在 可以感知 可存储、加工、传递和再生
2、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、图形、图像、声音
认 识 抽
象
把概念模型转换为某一 DBMS支持的数据模型
信息世界 机器世界
数据模型(续)
客观对象的抽象过程---两步抽象
现实世界中的客观对象抽象为概念模型；
把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。
概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层 次。
数据模型(续)
数据模型分成两个不同的层次 (1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来 对数据和信息建模。 (2) 数据模型 主要包括网状模型、层次模型、关系 模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。
例：实体－“明星” （950231，刘德华，Andy，香港，27-9-1961，
天秤座，牛，174 cm， 68 kg，AB）
(4) 主键（Key）
唯一标识实体的属性集称为码，又称主键，或 关键字。
(5) 联系（Relationship）
数据库系统概论复习重点
数据库系统概论复习重点第一章绪论1.数据库系统的基本概念：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员构成。
2.数据库管理系统的主要功能：数据定义功能、数据操作功能、数据库的运行管理、数据库的建立和维护。
3.数据模型的分类：概念模型、逻辑模型。
4.概念模型的表示：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型、对象关系模型。
5.数据管理技术的产生和发展经历的三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段。
6.实体是现实世界中客观存在，且能相互区别的。
7.数据模型的组成要素：数据结构、数据操作、数据的完整性的约束条件。
8.DBS包括DB和DBMS，而DB与DBSM是相互独立的。
9.概念模型独立于操作。
10.数据库三级结构有利于保证数据的安全性和独立性。
11.数据库物理存储视图为内模式12.用户通过DML语言对数据进行操作，其实是在操作外模式中的记录。
13.数据库系统的三级模式结构：外模式、模式、内模式。
14.有了“模式/内模式映像”可以保证数据的物理独立性。
15.数据库系统的核心是——数据库。
16.数据库系统的三级模式存在有二级映像，使之可以有较高的数据独立性。
17.数据库的外部存储方法和存储设备变化不影响逻辑结构，这种情况为物理数据独立性。
第二章关系数据库1.本章重点：关系数据库概念，可以用关系表达式来表达实际问题，可以用元祖表达式来表达实际问题，可以用域表达式来表达实际问题。
可以将这三种表达式相互转换。
2.关系代数运算：并、交、笛卡儿积、选择、投影。
3.常用的关系运算：关系代数、关系演算。
5.“列”可以出自一个域。
6.DBMS和OS之间的关系是：DBMS可以调用OS。
7.关系演算谓词变元可分为：元祖关系、演算关系、域关系演算。
8.若Sno由八位数组成，则此种情况称为：用户定义完整性。
9.一般情况下“R”“S”连接，则“R”“S”必有相同的属性。
数据库系统概论知识点
第一章：绪论数据库〔DB〕：长期存储在计算机、有组织、可共享的大量数据的集合。
数据库中的数据按照一定的数据模型组织、描述和存储，具有娇小的冗余度、交稿的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
数据库管理系统〔DBMS〕：位于用户和操作系统间的数据管理系统的一层数据管理软件。
用途：科学地组织和存储数据，高效地获取和维护数据。
包括数据定义功能，数据组织、存储和管理，数据操纵功能，数据库的事物管理和运行管理，数据库的建立和维护功能，其他功能。
数据库系统〔DBS〕：在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库。
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。
目的：存储信息并支持用户检索和更新所需的信息。
数据库系统的特点：数据构造化；数据的共享性高，冗余度低，易扩大；数据独立性高；数据由DBMS统一管理和控制。
概念模型实体，客观存在并可相互区别的事物称为实体。
属性，实体所具有的*一特性称为属性。
码，唯一标识实体的属性集称为码。
域，是一组具有一样数据类型的值的集合。
实体型，具有一样属性的实体必然具有的共同的特征和性质。
实体集，同一类型实体的集合称为实体集。
联系两个实体型之间的联系一对一联系；一对多联系；多对多联系关系模型关系，元组，属性，码，域，分量，关系模型关系数据模型的操纵与完整性约束关系数据模型的操作主要包括查询，插入，删除和更新数据。
这些操作必须满足关系完整性约束条件。
关系的完整性约束条件包括三大类：实体完整性，参照完整性和用户定义的完整性。
数据库系统三级模式构造外模式，模式，模式模式：〔逻辑模式〕数据库中全体数据的逻辑构造和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。
一个数据库只有一个模式。
模式的地位：是数据库系统模式构造的中间层，与数据的物理存储细节和硬件环境无关，与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关。
模式定义的容：数据的逻辑构造〔数据项的名字、类型、取值围等〕，数据之间的联系，数据有关的平安性、完整性要求外模式：〔子模式/用户模式〕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库和逻辑构造和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与*一应用有关的系统的逻辑表示。
最新第一讲——数据库系统基础知识课件教学讲义ppt课件
程序员
数数
据 库 应 用
据操 库作硬 管系件 理 统 数据库
系
系统
统
数据库系统层次示意图
最 终 用 户
数据库 管理员
1.1.2 数据库技术
3. 数据库系统
(1)、定义与组成
用户
用户
用户
数据库应用系统
数
据
应用开发工具
库
系
统
数据库管理系统
操作系统
数据库
数据库管理员
4. 数据库系统
(2)数据库系统的有关人员 数据库系统的有关人员包括最终用户、
1、人工管理阶段（1956以前）
应用程序1
数据1Biblioteka 求平均分班级英语 成绩
求及格率
班级英语 成绩
求优秀率
班级英语 成绩
程序与数据的关系
特点: (1) 数据不独立
它是程序的组成部分。 数据的传输和使用由程 序控制完成。数据也不 保存，用时随程序一起 全部送入内存，用完之 后全部撤出计算机。
(2)程序间数据大量重复
第一讲——数据库系统基础知识 课件
数据库技术部分
第一章 数据库系统基础知识 第二章 VFP编程基础 第三章 表与数据库操作 第四章 查询与视图 第五章 数据库应用系统设计
第一章 数据库系统基础知识
1.1.1 数据处理基本概念
数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不 可分的。 例如 100是一个数据 语义1：学生某门课的成绩 语义2：某人的体重 语义3：计算机学院2004级学生人数 语义4：请同学给出……
联机实时处理、 联机实时处理、分布
批处理
处理、批处理
文件系统
数据库管理系统
某一应用
数据库原理及应用教案
数据库原理及应用教案第一章：数据库基础知识1.1 数据库概念介绍数据库的定义、特点和作用解释数据库管理系统（DBMS）的作用1.2 数据模型介绍实体-关系模型、关系模型和对象-关系模型解释模型中的概念，如实体、属性、关系等1.3 数据库设计介绍数据库设计的过程和方法解释需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的关系第二章：SQL语言2.1 SQL概述介绍SQL的作用和特点解释SQL的基本语法和命令2.2 数据定义介绍数据表的创建、修改和删除命令解释字段数据类型的选择和约束条件的设置2.3 数据操作介绍数据插入、更新、删除和查询命令解释SQL语句中的条件筛选和排序功能第三章：关系数据库管理3.1 关系数据库概述介绍关系数据库的概念和特点解释关系数据库管理系统（RDBMS）的作用3.2 关系代数和元组演算介绍关系代数和元组演算的基本操作解释选择、投影、连接和除法等操作的含义和应用3.3 数据库事务管理介绍事务的概念和属性解释事务管理的基本操作，如提交、回滚和隔离级别第四章：数据库安全与性能优化4.1 数据库安全介绍数据库安全的重要性解释访问控制、用户身份验证和加密等安全措施4.2 数据库性能优化介绍数据库性能优化的目标和方法解释查询优化、索引创建和数据分区等技术的作用和应用4.3 数据库备份与恢复介绍数据库备份和恢复的概念和重要性解释备份策略、恢复模式和故障转移等操作的实现方法第五章：数据库应用系统设计与实现5.1 数据库应用系统概述介绍数据库应用系统的概念和组成部分解释系统分析、设计和实现的关系和流程5.2 数据库应用系统设计介绍数据库应用系统设计的方法和步骤解释需求分析、系统架构设计、界面设计和数据访问设计等内容5.3 数据库应用系统实现介绍数据库应用系统实现的工具和技术解释编程语言的选择、数据库连接和业务逻辑实现等步骤第六章：关系数据库高级功能6.1 函数依赖与规范化介绍函数依赖的概念和分类解释规范化理论及其应用，包括第一范式至第三范式6.2 数据库模式设计介绍模式设计的原则和方法解释如何进行模式分解和模式重构6.3 数据库触发器和存储过程介绍触发器和存储过程的概念和作用解释它们的语法和应用场景第七章：数据库编程技术7.1 数据库访问接口介绍ODBC、JDBC等数据库访问接口的概念和作用解释如何使用这些接口进行数据库编程7.2 参数化查询与预编译语句介绍参数化查询和预编译语句的概念解释它们的优点和编程实现方法7.3 事务处理与并发控制介绍事务的概念和并发控制的重要性解释事务处理和并发控制的技术，如锁定和乐观并发控制第八章：XML数据库和大数据技术8.1 XML数据库概述介绍XML数据库的概念和特点解释XML数据模型和XML查询语言8.2 大数据技术简介介绍大数据的概念、特征和挑战解释大数据处理技术，如Hadoop和Spark8.3 NoSQL数据库技术介绍NoSQL数据库的概念和分类解释非关系型数据库的优缺点和应用场景第九章：数据库系统的案例分析9.1 企业级数据库应用案例分析企业级数据库应用的典型案例解释案例中的数据库设计、性能优化和安全性考虑9.2 云计算环境下的数据库应用介绍云计算对数据库技术的影响分析云计算环境下的数据库部署和运维策略9.3 移动数据库应用案例探讨移动数据库的特点和挑战分析移动数据库在特定应用场景下的解决方案第十章：数据库发展趋势与未来10.1 数据库技术的发展趋势分析数据库技术的发展方向讨论新兴技术如NewSQL、图数据库等的发展状况10.2 数据库未来的挑战与机遇讨论数据库技术在未来的挑战探讨应对挑战的可能解决方案和发展机遇10.3 数据库教育的未来分析数据库教育在未来的发展需求讨论如何培养适应未来数据库技术发展的人才重点和难点解析重点环节1：数据库概念和特点数据库的定义和作用是理解数据库原理的基础，需要重点关注。
数据库基础知识
1.1 数据库基本概念 1.1.3 数据模型
1、概念模型
实体的属性及其值
属性名称 属性值
学号 05001 05002 05003
姓名 张建国 李天明 王Байду номын сангаас春
性别 男 男 女
出生年月 1981.6 1980.3 1981.5
1.1 数据库基本概念 1.1.3 数据模型
1、概念模型
(3)实体型、实体值和实体集 属性的集合可以表示一种实体的类型，称为实体型，通 常使用实体名和试题属性名的集合来描述。同类型的实体 的集合称为实体集。实体值是实体的具体实例。 例如，对学生实体的描述：学生（学号，姓名，性别，出 生年月）。全体学生就是一个实体集。（05001，张建国， 男，1981.6）是实体集中的一个具体的学生或者是一个实体 值。
1.1 数据库基本概念 1.1.3 数据模型
1、概念模型
（4）实体间的联系 实体间的对应关系，它反映客观事物之间的相互联 系。例如，一个教师可能教几门不同的课程，而每一门 课程又有可能有若干个不同的学生选修。 实体间的联系： ① 一对一的联系 简记为1:1。含义：如果实体A中的任一 实体最多与实体B的一个实体相对应（相联系），反之， 若实体B中的任一实体也最多与实体A中的一个实体相 对应，则称A与B是一对一的关系
1.1 数据库基本概念 1.1.2 数据管理的发展历史
2、文件系统阶段
优点：数据以文件形式保存， 优点：数据以文件形式保存， 与程序独立，且可多次存取。 与程序独立，且可多次存取。 缺点： 缺点： 数据文件是无结构的数据集合， 存在， 数据文件是无结构的数据集合，只能反映客观事物的 存在， 不能反映各事物间的联系。 不能反映各事物间的联系。 数据和应用程序互相依赖，数据文件由程序生成， 数据和应用程序互相依赖，数据文件由程序生成，数 据存取 由程序完成， 意义。 由程序完成，离开所依赖的程序则失去 意义。 服务与不同程序的数据文件互相独立， 共享。 服务与不同程序的数据文件互相独立，无法实现数据 共享。 一个应用程序所对应的数据文件不能为另 一个 程序使 数据冗余大。 用。数据冗余大。 应用程序编制较繁烦，缺乏对数据正确性、安全性、 应用程序编制较繁烦，缺乏对数据正确性、安全性、 保密性 的有效控制手段。 的有效控制手段。
数据库基础知识
第一章 数据库基础知识
• √ 1.1 数据库的基本概念 • √ 1.2 数据描述 • 1.3 数据模型 • 1.4 数据库系统 • 1.5 关系模型的基本概念 • 1.6 E-R模型的设计 • 1.7 从E-R模型到关系模型的转换 • 1.8 关系代数 • 1.9 关系规范化
• 数据描述
– √概念设计中的数据描述 – √逻辑设计中的数据描述 – 数据联系的描述
数据联系的描述
• 什么是联系：是指实体之间的关系。与一 个联系有关的实体集的个数，称为联系的 元数。例：一元联系、二元联系、三元联 系。
• 二元联系的三种类型：
– 一对一 – 一对多 – 多对多
数据联系的描述
两个实体型间的联系：
一个班级中有若干名学生，
组成
每个学生只在一个班级中学习 n
学生
1:n联系
数据联系的描述
• 多对多联系(m: n):若实体集A中的每一个实体和
实体集B中的多个实体有联系，反过来，实体集B
Hale Waihona Puke 中的每个实体也可以与实体集A中的多个实体有
联系，则称实体集A与实体集B有多对多的联系，
记作m: n。
课程
• 课程与学生之间的联系：
实体型1
实体型1
实体型1
1
1
m
联系名
联系名
联系名
1 实体型2 1:1联系
n 实体型2 1:n联系
n 实体型2 m:n联系
数据联系的描述
• 一对一：若实体集A中的每个实体至多和实
体集B中的一个实体有联系，则称A与B具有
一对一的联系，反过来亦此。一对一的联
系记作1:1。
班级
第1章 数据库基础知识
1.4.3 关系的性质和完整性规则
2.关系的完整性规则 ②实体完整性:实体是关系描述的对象， 一行记录是一个实体属性的集合。在关系中用 关键字来惟一地标识实体，关键字也就是关系 模式中的主属性。实体完整性是指关系中的主 属性值不能取空值(Null)且不能有相同值。 ③参照完整性:在实际的应用系统中，为 减少数据的冗余度，常设计几个关系来描述相 同的实体，这就存在关系之间的引用参照，即 一个关系属性的取值要参照其它关系。
1.4.3 关系的性质和完整性规则
2.关系的完整性规则 关系的完整性是指关系中的数据及具有关 联关系的数据间必须遵循的制约和依存关系， 以保证数据的正确性、有效性和相容性。关系 的完整性主要包括实体完整性、域完整性和参 照完整性。 ①域完整性:域完整性约束也称为用户自 定义完整性，是对数据表中字段属性的约束， 包括字段的值域、字段的类型及字段的有效规 则等，它是由确定关系结构时所定义的字段的 属性所决定。
数 据 库 系 统 的 模 式 结 构
应用A 应用B 应用C 应用D
外模式1
外模式2
外模式3 外模式/模式
1
2 模式 1 内模式
3
模式/模式
数据库 1.3 数据库系统
1.3.4 数据库系统的分代
数据库系统经过30多年的发展，已走过第一、 二两代，现正向第三代发展。 1.非关系型数据库系统 非关系型数据库系统是对第一代数据库系统的 总称，其中包括层次型和网状型数据库系统两种类 型。 2.关系型数据库系统(Relational Database System,简称RDBS) 20世纪70年代中期DBS进入了第二代。 3.对象-关系数据库系统(Object-Relational Database Systems,简称ORDBS) 将数据库技术与面向对象技术相结合，构成第 三代数据库系统的基础。