[其它]第1章数据库系统概论.ppt

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1、2023/8/2,1,第 1 章 数据库系统概论,返 回,2023/8/2,2,第 1 章 数据库系统概论,知 识 点 数据库、数据库系统、数据库管理系统 数据描述语言与操作语言 数据模型、存储模式与视图 难 点 数据库管理系统的作用、数据字典内容与作用 关系模型、数据库视图、三级模式与两级映射,2023/8/2,3,要 求熟练掌握以下内容：数据库管理系统的组成与作用 数据库管理系统的数据字典与日志 E-R图与关系模型的转换 数据库的视图与映射 了解以下内容：数据库技术的发展简史,2023/8/2,4,1.1 数据库技术的发展,1.1.1 人工管理阶段图1.1 人工管理的数据组织,简单的I/O

2、软件,数据的逻辑组织,数据的物理组织,2023/8/2,5,1.1.2 文件管理阶段 逻辑文件图1.2 文件系统的数据组织见书,逻辑文件,顺序文件,连接文件,存 取,方 法,存 取,方 法,(a),(b),2023/8/2,6,1.1.3 数据库系统阶段 1实现了广义的数据共享图1.3 广义数据共享见书,数据库,应用程序B（C语言）,应用程序D（Ada语言）,应用程序A（Basic语言）,应用程序C（COBOL语言）,2023/8/2,7,2实现了数据的结构化 隶属 隶属 隶属 教师记录 课程记录 隶属 隶属 人事记录 工资记录图1.4（a）全局逻辑结构,2023/8/2,8,隶属 隶属图1.

3、4（b）局部逻辑结构,2023/8/2,9,图1.4（c）现代数据库系统,数据库整体逻辑结构,2023/8/2,10,3数据冗余度小，弹性大，易扩充，应用方式灵活 4具有较高的数据独立性 图1.5 二级映射功能示意,应用程序A,整 体逻 辑结 构,应用程序B,应用程序X,存储结构与,逻辑结构的映 射,局部逻辑结构的映 射,整体逻辑结构与,2023/8/2,11,5提供简便的用户接口 6统一的数据控制管理 7对数据的存取有了很大的改进 1.1.4 数据库系统与文件系统的比较 1相同性 2不同性 数据库系统具有最小的冗余度 数据库系统具有极大的数据独立性 数据库系统为用户提供了有效、统一的操作手段

4、,2023/8/2,12,1.2 数据库系统的组成,1.2.1 数据库的定义与特性 1数据库的定义 DBTG（Data Base Task Group）的定义：数据库是由一个指定控制的所有记录（record）、络（set和区域组成。如果有多个数据库，则每一个数据库必须有自己的模式，不同数据库的内容是彼此无关的。C.J.Date的定义：数据库是某个企事业单位存贮在计算机内的一组业务数据，它能被这个单位中的应用系统使用。,2023/8/2,13,J.Martim的定义：数据库是存贮在一起的相关数据的集合,这些数据无有害的或不必要的冗余,为多种应用服务;数据的存贮独立于使用它的程序;对数据库插入新的

5、数据，修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方法进行，数据被结构化，为其它的应用提供基础。2数据库系统的主要特性 尽最大可能减少数据的冗余度 实现广泛的数据共享 保证数据的安全可靠 保证数据独立性 实现标准,2023/8/2,14,1.2.2 数据库系统的设计原则 1数据独立性 2.减少数据冗余，提高共享程度 3具有很强的数据管理能力 4确保数据库系统的可靠、安全与完整 5一个良好的数据库系统应具有重新组织数 据的能力 6设计数据库时应充分注意系统的可修改性和可扩充性 7数据应能充分描述数据间的内在联系,2023/8/2,15,图1.6(a)学生课程联系 图1.6(b)教师学生联系,20

6、23/8/2,16,图1.6(c)系教师学生联系,2023/8/2,17,1.2.3 数据库系统的结构与组成 图1.7 数据库系统的结构,用户1,子模式与模式的映射,概念模式,子模式a,DBMS,OS,用户级数据库,概念级数据库,物理级数据库,-,-,用户视图,数据库管理员视 图,系统分析员视 图,用户2,用户n,子模式b,子模式m,模式与内模式的映像,存储模式,内模式,模式,外模式,2023/8/2,18,1.数据库 2.数据库管理系统 3.应用程序系统 4.数据库用户 普通级用户 程序员级用户 数据库管理员,2023/8/2,19,1.3 数据库的逻辑结构,1.3.1 数据库的三级结构 1

7、.子模式 给用户设置子模式有如下好处：使用简单方便 确保数据独立性 减少数据冗余，提高数据共享 提高数据的安全保密性 2模式 3内模式 4三级数据库之间的关系,2023/8/2,20,1.3.2 数据库的两级映射 1子模式与模式之间的映射 2模式与物理模式之间的映射1.3.3 数据独立性 1物理数据独立性 2逻辑数据独立性,2023/8/2,21,1.4 数据管理员与管理系统,1.4.1 DBA的作用 1决定数据库中的信息内容 2决定数据的存储和访问策略 3监视系统的工作状况，保证系统的时空效率 4协调用户与数据库系统的联络 5决定数据库的保护措施 6及时修改数据字典，使之能反映系统状况 7制

8、定保证数据库完整性的约束条件和控制 要求,2023/8/2,22,1.4.2 数据库管理系统的主要作用 1定义数据库 2管理数据库 3数据库运行与维护制 4数据通讯 5数据字典1.4.3 数据库管理系统的程序组成 1语言（编译）处理方面。2系统运行控制方面 3系统维护管理方面,2023/8/2,23,1.4.4 数据语言 1数据描述语言 模式DDL 子模式DDL 内模式DDL 2数据操作语言 1.4.5 数据字典 1数据字典涉及的主要对象 2数据字典的作用 保证DBMS快速查找有关对象的请求能够实现。,2023/8/2,24,为DBA提供数据库系统的情况 3数据字典的功能 1.4.6 数据库日

9、志 1登录日志 2事务恢复,2023/8/2,25,1.4.7 用户访问数据库的过程 1 2 8 7 3 5 4 6 9图1.9 用户应用程序访问数据库系统的顺序,数据库,DBMS,OS,2023/8/2,26,1.5 数据模型,现实世界 信息世界 数据世界图1.10 三个领域,2023/8/2,27,1.5.1 名词解释 1实体 2实体集 3属性 4实体标识符 5实体型 6域 7数据项 8记录 9关键字 10文件 11实体间的联系,2023/8/2,28,一对一联系（one-to-one）定义 如果两个实体集A、B中的任意一个实体至多与另一个实体集中的一个实体对应联系，则称A、B为一对一联系

10、。记为“11”联系，如图1.10所示。A B 图1.10 一对一联系,A,B,2023/8/2,29,一对多联系（one-to-many）定义 设有两个实体集和，如果中每个实体与中任意个实体（包括零个）有联系，而中的每个实体至多与中的一个实体有联系，则称该联系为从到的1对多联系，记为1联系，如图1.11所示。多对多联系（many-to-many）定义 如果两个实体集、中的每个实体都与另一个实体集中的任意个实体（包括零个实体）有联系，则称这两个实体集是多对多联系，记为联系，如图1.12所示。,2023/8/2,30,A B图1.11 一对多联系 A B 图1.12 多对多联系,A,A,B,B,2

11、023/8/2,31,12.数据模型三要素 数据结构 数据操作 完整性约束条件 1.5.2 实体联系模型 具体作法分为两步：1将现实世界信息及其联系用E-R图描述出来，这种信息结构与任何一个具体的数据库系统无关，是一种组织模式。2根据某一具体系统的要求，将E-R图转换成由特定的DBMS支持的逻辑数据结构。,2023/8/2,32,E-R模型是现实世界的纯粹表示，有三个基本成份：实体、联系和属性。它是一个概念性模型，描述的是现实中的信息联系，而不涉及数据如何在数据库系统中的存放。m n图1.14 学生与课程E-R图,学 生,选课,课 程,成绩,2023/8/2,33,m 1 n m m m n 图1.15 工厂的E-R图,姓名,地址,帐号,电话,规格,名称,单价,供应量,姓名,性别,职务,库存量,型号,库名,主任,电话,存取,库存,生产,供应,领导,仓 库,零 件,数量,供应商,单价,规格,名称,职 工,产 品,工作量,工作,车 间,产量,n,主任,电话,车间名,n,n,m,m,2023/8/2,34,1.5.3 关系模型 1数据结构 2关系操作 3完整性约束小 结 本章概述了数据库技术的发展，数据库技术的发展实际上就是数据管理技术的发展。本章从数据管理的各种指标，如数据独立性、数据的冗余度、数据的安全性、完整性以及数据之间的联系等方面，论述了数据库的发展和完善。,