数据库系统概论数据模型.ppt

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1、数据库技术及应用Technologies and Applications of Databases,华中科技大学水电与数字化工程学院,课程目标与考核,系统地学习数据库系统的基本原理、理论、方法及应用，通过对当前主流数据库系统关系数据库系统的重点学习，掌握基本数据库的设计思想，提高独立开发数据库应用系统的能力。主要包括：软件开发方法、数据建模和数据库、应用开发、Web访问及开发、系统集成、数据安全以及数据通信,考勤与平时成绩（作业、上机实习）10%课程设计 20期末考试 70,教材及参考书,Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Datab

2、ase System Concepts,Sixth Edition,McGraw-Hill,2009S.Sumathi,S.Esakkirajan,Fundamentals of Relational Database Management Systems,2007 Raghu Ramakrishnan,Johannes Gehrke,DATABASE MANAGEMENT SYSTEMS,THIRD EDITION,International Edition 2003丁宝康、董健全.数据库实用教程（第3版）.北京：清华大学出版社，2007年陈志泊,李冬梅等:数据库原理及应用教程（第2版），人

3、民邮电出版社,2005MIT OpenCourseWare，2002-2012,教学内容与进度,第一章：数据库系统概论 2学时Overview of Database Management System第二章：关系数据库 4学时 Relational Databases第三章：结构化查询语言 6学时 Structured Quiry Language(SQL)第四章：数据库分析与设计 4学时Databases Analysis and Design第五章：数据库应用开发 4学时Databases Application Development第六章：事务管理 4学时Transaction Ma

4、nagement第七章：数据库安全 4学时Databases Security 第八章：数据库新技术 2学时Recent Challenges in DBMS,第一章 数据库系统概论Overview of Database Management System,Learning Objectives,Data,information,database,database management systemNeed and evolution of DBMSFile management vs.database management systemANSI/SPARK data modelDataba

5、se architecture:two-,three-,and multi-tier architecture,1.1 引 言,1.2 数据模型,1.3 数据库系统结构,第一章 数据库系统概论,本章小结,1.1 引 言,一、基本概念数据管理是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护等操作。数据库技术是研究数据管理的技术。即如何妥善地保存和科学地管理数据。数据管理技术好坏评判的标准：（1）数据冗余:指同一数据多次存放。问题有:浪费空间 修改麻烦 引起不一致（2）数据共享:体现在：多个应用可使用同一数据(文件、记录、数据项)多个用户可同时存取同一数据。为开放资源。（3）数据独立性:指应用程序

6、和数据之间相互独立。（4）数据统一集中管理。,1.1 引 言,数据库(DB)：数据库是按一定结构组织，并长期存储在计算机内、可共享的大量数据的有机集合。说明：,关系？,数据库管理系统(DBMS)：管理和维护数据库的系统软件。数据库系统(DBS)：有管理数据库功能的计算机系统,SQL ServerOracleDB2 Sybase,1.1 引 言,二、数据管理技术的产生和发展,数据管理的三个阶段人工管理,文件管理,数据库系统,1.2 数据模型,数据模型:是表示数据及其联系的模型。是对现实世界数据关系、特征的抽象。分类：概念模型(信息模型)：从用户角度对数据建模，用于DB设计。数据模型(结构数据模型

7、)：从计算机角度对数据建模，用于DBMS实现。,现实世界,认识、分析、抽象,一、信息的三个世界:,描述规范转换,一、信息的三个世界,现实 信息 机器 世界 世界 世界,信息世界的基本概念：实体：事物及联系 属性：实体的特征简单属性和复合属性单值属性和多值属性存储属性和派生属性,分析抽象,编码规范,事物-信息-数据,属性域:属性取值范围 码:关键字/键 实体型:结构 实体集:一组同类实体,三个世界术语间关系：,学生,学,号,姓,名,年龄,性别,籍贯,学生,1,990927,胡,伟,22,男,湖南,学生,2,990652,张 春,24,男,湖北,学生,3,991091,程 军,23,男,山西,学生

8、,4,990676,王,翌,22,女,四川,用概念模型,用数据模型,二、概念模型,1.概念实体集间的联系:1：1 1：m m：n,例：系-系主任学生-座位班级-学生公司-职员学生-图书运动员-项目,设实体集：E1 E2,二、概念模型,实体集间联系的表示:两实体集间多实体集间同一实体集内,联系名,n,m,1,n,二、概念模型,实体集间联系的表示:两实体集间多实体集间同一实体集内,相同实体集间的两个联系,医生D,病人P,二、概念模型,概念模型的表示方法：E-R图:实体集、属性、联系,?总分:sum?成绩:score,例：,1.数据模型的三要素(1)数据结构（描述系统的静态特性）数据库对象类型：与数

9、据类型、内容、性质有关的对象；与数据之间联系有关的对象。数据之间的联系：隐式和显式。(2)数据操作（描述系统的动态特性）指对数据库各种对象允许进行操作的集合，包括操作语言及有关操作规则的定义。(3)数据的完整性约束是对数据及其关系的制约规则的集合。,三、数据模型的组成及新特征,数据模型的新特征（1）数据特征：数据可以是多维的、易变、多态的。（2）数据结构：数据类型更丰富；数据格式多样化。（3）数据操作：包含特殊的操作、数据的互操作性 及操作的主动性。主要数据模型：（1）三种基本数据模型：层次、网状、关系模型。（2）面向对象模型（3）谓词模型（4）XML模型（5）扩充的数据模型,三、数据模型的组

10、成及新特征,2.三种基本数据模型的概念 层次模型网状模型关系模型,基本层次联系两个记录集及其间的1:n联系,Ri,Rj,双亲结点,子女结点,三、数据模型的组成及新特征,四.层次模型(1)数据结构：树结构,记录集(类型),1:n的联系,层次数据库的型与值：,层次模型的基本特点：需按路径查看给定记录的值。,1.2 数据模型,四.层次模型(2)数据操作与完整性约束基本数据操作：查、插、删、改结点值使用过程化语言主要的完整性约束：插入：无双亲不能插子女；删除：删双亲则子女无；修改：保证一致性。,(3)存储结构1）邻接法：按树前序序列依次存放记录值 2）链接法孩子-兄弟链接法,1.2 数据模型,五.网状

11、模型(1)数据结构图结构,网状数据库的型与值：网状模型m:n联系的表示,L1,L2,系主,成员,1.2 数据模型,例：订货人与货物：？,系:以记录型为结点的二级树。,(2)数据操作与完整性约束基本数据操作：对记录的操作对系的操作使用过程化语言主要的完整性约束：一个记录型不能在同一个系型中既是主记录型又是属记录型。任何一个系值中至多只有一个主记录。插、删一个记录时，须遵守系籍约束。,(3)存储结构,S1,C1,五.网状模型,六.关系模型(1)数据结构,属性,元组,学号 姓名 年龄,关系元组属性(值)主码(主Key)域,主码,关系名,属性名,例：学生(学号,姓名,年龄),关系模式：关系结构的描述 R(A1，A2，A3，.An),值,1.2 数据模型,(2)数据操作与完整性约束基本数据操作：查、插、删、改需满足关系的完整性约束条件使用非过程化语言(3)存储结构表以文件形式存储,表结构,六.关系模型,实体间联系,实体,三种模型比较：,1.2 数据模型,树图表,1:n层次联系m:n间接联系m:n任意联系,通过指针(或路经)通过指针(或路经)自然联系创建联系,较高较难较高复杂较低容易,无无关系理论,过程式 过程式非过程式,发展:混合式,第一讲 结束,小结数据信息数据库数据库系统数据库管理系统数据模型三世界构成层次、网状、关系模型模型三要素,