数据库的基本概念ppt课件.ppt
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1、数据库的基本概念,制作人:史雪伟联系方式:QQ172835470,数据库的基本概念,学习目标 本章重点本章内容,2022年11月12日,第2页,要掌握数据库和数据库系统的含义、数据库系统的组成;掌握数据模式的含义及各级模式的关系;掌握当前三类数据模型的含义及特征;理解数据库管理系统的功能。数据库的基础理论SQL Server 2008的使用,学习目标,本章重点,数据库的特点及相关概念;数据库技术及发展;数据库系统的的结构;数据库系统三级模式结构;概念模型及其表示;常见的三种数据模型。,2022年11月12日,第4页,本章内容,1.1 数据库基本概念,1.2 数据库设计,1.3 数据库应用系统,
2、1.4 SQL Server 2008环境,1.1 数据库基本概念,1.1.1 数据库与数据库管理系统1数据库数据库(DB)是存放数据的仓库,只不过这些数据存在一定的关联,并按一定的格式存放在计算机内。广义上讲,数据不仅包含数字,还包括文本、图像、音频、视频等。例如,把一个学校的学生、课程、学生成绩等数据有序地组织并存放在计算机内,就可以构成一个数据库。因此,数据库由一些持久的相互关联的数据的集合组成,并以一定的组织形式存放在计算机的存储介质中。,1.1 数据库基本概念,2数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)是管理数据库的系统,它按一定的数据模型组织数据。DBMS应提供如下功能:(1)数据
3、定义功能:可定义(创建)数据库中的数据对象。(2)数据操纵功能:可对数据库表进行基本操作,如插入、删除、修改、查询等。(3)数据的完整性检查功能:保证用户输入的数据满足相应的约束条件。(4)数据库的安全保护功能:保证只有具有权限的用户才能访问数据库中的数据。(5)数据库的并发控制功能:使多个应用程序可在同一时刻并发地访问数据库的数据。(6)数据库系统的故障恢复功能:使数据库在运行出现故障时进行数据库恢复,以保证数据库可靠运行。(7)在网络环境下访问数据库的功能。 (8)方便、有效地存取数据库信息的接口和工具。编程人员通过程序开发工具与数据库的接口编写数据库应用程序。数据库系统管理员(DBA,D
4、ataBase Adminitrator)通过提供的工具对数据库进行管理。,1.1 数据库基本概念,数据、数据库、数据库管理系统与操作数据库的应用程序,加上支撑它们的硬件平台、软件平台和与数据库有关的人员一起构成了一个完整的数据库系统。图1.1描述了数据库系统的构成。,图1.1 数据库系统的构成,1.1.2 数据模型,(1)层次模型:以树状层次结构组织数据。图1.2所示为某学校按层次模型组织的数据示例。,图1.2 某学校按层次模型组织的数据示例,1.1.2 数据模型,(2)网状模型:每一个数据用一个节点表示,每个节点与其他节点都有联系,这样,数据库中的所有数据节点就构成了一个复杂的网络。图1.
5、3所示为按网状模型组织的数据示例。,图1.3 按网状模型组织的数据示例,1.1.2 数据模型,(3)关系模型:以二维表格(关系表)的形式组织数据库中的数据。例如,在学生成绩管理系统所涉及的学生、课程和成绩三个表中。学生表涉及的主要信息有学号、姓名、性别、出生时间、专业、总学分、备注。课程表涉及的主要信息有课程号、课程名、开课学期、学时和学分。成绩表涉及的主要信息有学号、课程号和成绩。表1.1、表1.2和表1.3分别描述了学生成绩管理系统中学生、课程和成绩这三个表的部分数据。,表1.1 学生表,1.1.2 数据模型,表1.2 课程表,表1.3 成绩表,1.1.2 数据模型,例如,表1.1中的“学
6、号”可唯一标识每一个学生,表1.2中的“课程号”可唯一标识每一门课。表1.3中的“学号”和“课程号”可唯一标识每一个学生一门课程的成绩。有时,一个表可能有多个码,比如表1.1中,姓名不允许重名,则“学号”、“姓名”均是学生信息表码。对于每一个关系表,通常可指定一个码为“主码”,在关系模式中,一般用下划线标出主码。设表1.1的名字为XSB,关系模式可分别表示为XSB(学号,姓名,性别,出生时间,专业,总学分,备注)。设表1.2的名字为KCB,关系模式可分别表示为KCB(课程号,课程名,开课学期,学时,学分)。设表1.3的名字为CJB,关系模式可分别表示为CJB(学号,课程号,成绩,学分)。,1.
7、1.3 关系型数据库语言,SQL语言的功能包括数据查询、数据操纵、数据定义和数据控制4部分。SQL语言简洁、方便、实用,为完成其核心功能只用了6个动词:SELECT、CREATE、INSERT、UPDATE、DELETE、GRANT(REVOKE),目前已成为应用最广的关系数据库语言。SQL语言易学易用,作为关系数据库的标准语言,它已被众多商用数据库管理系统产品所采用。不过,因为不同的数据库管理系统在其实践过程中都对SQL规范做了某些编改和扩充,所以,实际上不同数据库管理系统之间的SQL语言不能完全通用。例如,微软公司的SQL Server数据库系统支持的是Transact-SQL(简称T-S
8、QL),而甲骨文公司的Oracle 数据库所使用的SQL语言则是PL-SQL。,1.2 数据库设计,1.2.1 概念结构设计实体集中的实体彼此是可区别的。如果实体集中的属性或最小属性组合的值能唯一标识其对应实体,则将该属性或属性组合称为码。对于每一个实体集,可指定一个码为主码。如果用矩形框表示实体集,用带半圆的矩形框表示属性,用线段连接实体集与属性,当一个属性或属性组合指定为主码时,在实体集与属性的连接线上标记一斜线,则可以用图1.4描述学生成绩管理系统中的实体集及每个实体集涉及的属性。,图1.4 学生和课程实体集属性的描述,1.2.1 概念结构设计,1一对一的联系(1 : 1)A中的一个实体
9、至多与B中的一个实体相联系,B中的一个实体也至多与A中的一个实体相联系。例如,“班级”与“正班长”这两个实体集之间的联系是一对一的联系,因为一个班级只有一个正班长,反过来,一个正班长只属于一个班级。“班级”与“正班长”两个实体集的E-R模型如图1.5所示。,图1.5 “班级”与“正班长”实体集E-R模型,1.2.1 概念结构设计,2一对多的联系(1 : n)A中的一个实体可以与B中的多个实体相联系,而B中的一个实体至多与A中的一个实体相联系。例如,“班级”与“学生”这两个实体集之间的联系是一对多的联系,因为,一个班级可有若干学生,反过来,一个学生只能属于一个班级。“班级”与“学生”两个实体集的
10、E-R模型如图1.6所示。,图1.6 “学生”与“班级”两个实体集的E-R模型,1.2.1 概念结构设计,3多对多的联系(m : n)A中的一个实体可以与B中的多个实体相联系,而B中的一个实体也可与A中的多个实体相联系。例如,“学生”与“课程”这两个实体集之间的联系是多对多的联系,因为,一个学生可选多门课程,反过来,一门课程可被多个学生选修。“学生”与“课程”两个实体集的E-R模型如图1.7所示。,图1.7 “学生”与“课程”实体集间的E-R模型,1.2.2 逻辑结构设计,11 : 1联系的E-R图到关系模式的转换11的联系既可单独对应一个关系模式,也可以不单独对应一个关系模式。(1)联系单独
11、对应一个关系模式,则由联系属性、参与联系的各实体集的主码属性构成关系模式,其主码可选参与联系的实体集的任一方的主码。例如,对于图1.5描述的“班级(BJB)”与“正班长(BZB)”实体集通过属于(SYB)联系E-R模型,可设计如下关系模式(下横线表示该字段为主码):BJB(班级编号,院系,专业,人数)BZB(学号,姓名)SYB(学号,班级编号),1.2.2 逻辑结构设计,(2)联系不单独对应一个关系模式,联系的属性及一方的主码加入另一方实体集对应的关系模式中。例如,对于图1.5描述的“班级(BJB)”与“正班长(BZB)”实体集通过属于(SYB)联系E-R模型,可设计如下关系模式:BJB(班级
12、编号,院系,专业,人数)BZB(学号,姓名,班级编号)或者BJB(班级编号,院系,专业,人数,学号)BZB(学号,姓名),1.2.2 逻辑结构设计,21 : n联系的E-R图到关系模式的转换1n的联系既可单独对应一个关系模式,也可以不单独对应一个关系模式。(1)若联系单独对应一个关系模式,则由联系的属性、参与联系的各实体集的主码属性构成关系模式,n端的主码作为该关系模式的主码。例如,对于图1.6描述的“班级(BJB)”与“学生(XSB)”实体集E-R模型,可设计如下关系模式:BJB(班级编号,院系,专业,人数)XSB (学号,姓名,性别,出生时间,专业,总学分,备注)SYB (学号,班级编号)
13、(2)若联系不单独对应一个关系模式,则将联系的属性及1端的主码加入n端实体集对应的关系模式中,主码仍为n端的主码。例如,对于图1.6描述的“班级(BJB)”与“学生(XSB)”实体集E-R模型,可设计如下关系模式:BJB(班级编号,院系,专业,人数)XSB (学号,姓名,性别,出生时间,专业,总学分,备注,班级编号),1.2.2 逻辑结构设计,3m : n联系的E-R图到关系模式的转换m : n的联系单独对应一个关系模式,该关系模式包括联系的属性、参与联系的各实体集的主码属性,该关系模式的主码由各实体集的主码属性共同组成。例如,对于图1.7描述的“学生(XSB)”与“课程(KCB)”实体集之间
14、的联系可设计如下关系模式:XSB(学号,姓名,性别,出生时间,专业,总学分,备注)KCB(课程号,课程名称,开课学期,学时,学分)CJB(学号,课程号,成绩)关系模式CJB的主码是由“学号”和“课程号”两个属性组合起来构成的一个主码,一个关系模式只能有一个主码。,1.2.3 数据库物理设计,数据的物理模型指数据的存储结构,如对数据库物理文件、索引文件的组织方式、文件的存取路径,内存的管理等。物理模型对用户是不可见的,它不仅与数据库管理系统有关,还与操作系统甚至硬件有关。,1.3 数据库应用系统,数据库应用系统是在数据库管理系统(DBMS)支持下建立的计算机应用系统,简写为DBAS。数据库应用系
15、统是由数据库系统、应用程序系统、用户组成的,具体包括:数据库、数据库管理系统、数据库管理员、硬件平台、软件平台、应用软件、应用界面。 数据库应用系统的7个部分以一定的逻辑层次结构方式组成一个有机的整体,它们的结构关系是:应用系统、应用开发工具软件、数据库管理系统、操作系统、硬件。例如,以数据库为基础的财务管理系统、人事管理系统、图书管理系统等等。无论是面向内部业务和管理的管理信息系统,还是面向外部,提供信息服务的开放式信息系统,从实现技术角度而言,都是以数据库为基础和核心的计算机应用系统。,1.3.2 客户-服务器(C/S)模式应用系统,对于一般的数据库应用系统,除了数据库管理系统外,需要设计
16、适合普通人员操作数据库的界面。目前,流行的开发数据库界面的工具主要包括Visual BASIC、Visual C+、Visual FoxPro、Delphi、PowerBuilder等。数据库应用程序与数据库、数据库管理系统之间的关系如图1.12所示。,图1.12 数据库应用程序与数据库、数据库管理系统之间的关系,1.3.2 客户-服务器(C/S)模式应用系统,应用程序和数据库管理系统可以运行在同一台计算机上(单机方式),也可以运行在网络方式下。在网络方式下,数据库管理系统在网络上的一台主机上运行,应用程序可以在网络上的多台主机上运行,即一对多的方式。例如,用Visual Basic开发的客户
17、-服务器(C/S)模式的学生成绩管理系统的学生信息输入界面如图1.13所示。,图1.13 C/S模式的学生成绩管理系统界面,1.3.3 三层客户-服务器(B/S)模式应用系统,基于Web的数据库应用采用三层客户-服务器模式,也称为B/S结构。第一层为浏览器,第二层为Web服务器,第三层为数据库服务器。浏览器是用户输入数据和显示结果的交互界面。用户在浏览器表单中输入数据,然后将表单中的数据提交并发送到Web服务器。Web服务器应用程序接收并处理用户的数据,通过数据库服务器,从数据库中查询需要的数据(或把数据录入数据库)并返回给Web服务器。Web服务器再把返回的结果插入HTML页面,传送到客户端
18、,在浏览器中显示出来。三层客户-服务器结构如图1.14所示。,图1.14 三层客户-服务器结构,1.3.3 三层客户-服务器(B/S)模式应用系统,例如,用ASP.NET开发的三层客户-服务器(B/S)模式的学生成绩管理系统的学生信息更新页面如图1.15所示。,图1.15 B/S模式的学生成绩管理系统页面,1.4 SQL Server 2008环境,1.4.1 SQL Server 2008概述SQL Server 2008是Microsoft公司在2008年正式发布的一个SQL Server版本,是目前最新的SQL Server版本。SQL Server 2008是一个重大的产品版本,它推出
19、了许多新的特性和关键的改进,使其成为至今为止最强大、最全面的SQL Server版本。本书将从各个方面来讨论SQL Server 2008的应用。SQL Server 2008在SQL Server 2005的基础之上进行开发,不仅对原有的功能进行了改进,而且还增加了许多新的特性,如新添了数据集成功能,改进了分析服务、报告服务以及Office集成,等等。SQL Server 2008将提供更安全、更具延展性、更高的管理能力,从而成为一个全方位企业资料、数据的管理平台。,1.4.2 SQL Server 2008的安装,1安装SQL Server 2008的硬件和软件要求为了正确安装和运行SQL
20、 Server 2008,计算机必须满足以下配置要求。(1)硬件处理器:需要 Pentium III 兼容处理器或更高速度的处理器,处理器速度不低于1 GHz,为了获得更好的运行效果,建议为2 GHz或以上。内存:512 MB以上,建议为2 GB 或更大。硬盘:1.7 GB的安装空间以及必要的数据预留空间。,1.4.2 SQL Server 2008的安装,(2)软件 操作系统要求(32位)。SQL Server 2008只能运行在Windows操作系统之上。SQL Server 2008设计了不同的分支版本,每个版本对操作系统的要求不尽相同。在SQL Server 2008服务器软件的32位
21、版本中,Enterprise版(除了Enterprise Evaluation版,即企业评估版之处)只能运行在Windows Server 2003和Windows Server 2008操作系统上。Standard版能够运行在Windows XP(除了Windows XP家庭版之外)、Windows Vista、Windows Server 2003、Windows Server 2008等大多数Windows操作系统之上。Developer版能够运行在Windows XP、Windows Vista、Windows Server 2003、Windows Server 2008等操作系统之
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