第一章 系统概述

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 数据库系统概述,主讲：王海燕,E-mail,：,mail_wanghaiyan,An Introduction to Database Systenm,主要内容,数据库的基本概念,数据模型,Access,数据库简介,重点,数据的概念,数据库的组成,1.1,数据库的基本概念,数据和信息,数据管理技术的产生与发展,什么是数据库,数据和信息,数据,(Data),信息,数据处理,1,、数据（,Data,）,数据的定义,描述客观事物属性的符号记录,数据的种类,文字、图形、图像、声音,数据的特点,数据是数据库中存储的基本对象,数据与其语义是不可分的（数据内容反映或描述了事物的特性）,举例,学生档案中的学生记录,（李明，男，,1972,，江苏，计算机系，,1990,）,数据的形式不能完全表达其内容,数据的解释,语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间,解释：李明是个大学生，,1972,年出生，江苏人，,1990,年考入计算机系,请给出另一个解释和语义,计算系统的,核心是数据,，如果没有数据，计算机硬件和软件都毫无用处，计算机执行的每个任务都是以某种方式管理（或处理）数据。,熘肉段,菜谱,软件,可是没有肉,数据啊，巧妇处理什么呢？,锅碗瓢盆、炉具、煤气,厨房,硬件,巧妇难为无米之炊！,2.,信息,定义：,经过加工处理并对人的客观行为产生影响的事物属性的表现形式。,信息与数据的关系：,事物的属性通过数据来表示，数据经过加工处理后形成信息。,信息是经过加工的数据；信息是有一定含义的数据；信息是对决策者有价值的数据；信息是预先不知道的数据。,3.,数据处理,定义：,对数据进行收集、存储、加工、分类、检索和传播等的一系列活动。简单地说，就是利用计算机将数据转换成信息的过程。,?,数据管理技术的产生和发展,人工管理阶段,(40,年代中,-50,年代中,),：数据不保存、不共享,文件系统阶段,(50,年代末,-60,年代中,),：数据可长期保存、共享性差、由文件系统管理数据,数据库系统阶段,(60,年代末,-,现在,),：数据共享性高、由数据库系统管理数据,数据管理技术的发展过程,数据管理技术的产生和发展,(,续,),数据管理技术的发展动力,应用需求的推动,计算机硬件的发展,计算机软件的发展,Paper,：请查阅与数据库技术发展相关的资料，根据自己的理解，谈谈数据库管理技术的发展过程，并比较各阶段的特点，试说明造成区别的原因。,什么是数据库,人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后，应将其保存起来以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息。,数据库的定义,数据库,(Database,，,简称,DB),是,长期,储存在计算机内、有,组织,的、可,共享,的,大量,数据集合,案例研究,银行管理系统,什么是数据库,(,续,),数据库的特征,数据按一定的数据模型组织、描述和储存,可为各种用户共享,冗余度较小,数据独立性较高,易扩展,数据库管理系统,（,DBMS,）,数据库管理系统,（,Database Management System,，,简称,DBMS,）,是位于用户与操作系统之间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,目前比较流行的,DBMS,：,ACCESS,、,ORACLE,、,SQL,SEVER,、,MySQL,数据库系统的构成,图,应用系统,数据库管理系统,操作系统,数据库,数据库管理员,用户,用户,用户,1.2,数据模型,客观对象的抽象过程,概念模型,数据模型,客观对象的抽象过程,机器世界,信息世界,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,认,识,抽,象,现实,世界,什么是模型？,模型就是现实的简单化。,图片来源：百度,数据模型,（,Data Model,）,数据模型用来,抽象、表示和处理,现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟。,数据模型应满足三方面要求,能比较,真实,地模拟现实世界,容,易,为人所,理解,易,于在计算机上,实现,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。,概念模型,概念模型的用途,信息世界中的基本概念,概念模型的表示方法,1.,概念模型的用途,概念模型用于信息世界的建模,是现实世界到机器世界的一个中间层次,是数据库设计的有力工具,数据库设计人员和用户之间进行交流的语言,2.,信息世界中的基本概念,(1),实体,（,Entity,）,客观存在并可相互区别的事物称为实体。,可以是具体的人、事、物或抽象的概念或联系。,例：,一个学生、一个国家、一次旅游等。,(2),实体集,（,Entity Set,）,同型实体的集合称为实体集。,(3),属性,（,Attribute,）,实体所具有的某一特性称为属性。,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,）,现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系,。,两个实体型间的联系,一对一联系,一对多联系,多对多联系,两个实体型间的联系（续）,一对一联系（,1,：,1,）,如果对于实体集,A,中的每一个实体，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,与实体集,B,具有一对一联系,。记为,1:1,。,两个实体型间的联系（续,）,一对多联系（,1,：,n,）,如果对于实体集,A,中的每一个实体，实体集,B,中有,n,个实体,（,n0,）,与之联系，反之，对于实体集,B,中的每一个实体，实体集,A,中至多只有一个实体与之联系，则称,实体,集,A,与实体集,B,有一对多联系。记为,1:n,。,两个实体型间的联系（续）,多对多联系（,m:n,）,如果对于实体集,A,中的每一个实体，实体集,B,中有,n,个实体（,n0,）,与之联系，反之，对于实体集,B,中的每一个实体，实体集,A,中也有,m,个实体,（,m0,）,与之联系，则称,实体集,A,与实体,B,具有多对多联系,。记为,m:n,。,联系的表示方法示例,班级,班级,-,班长,班长,1,1,1:1,联系,课程,选修,学生,m,n,m:n,联系,班级,组成,学生,1,n,1:n,联系,两个实体型间的联系,实体型,1,联系名,实体型,2,m,n,m:n,联系,1:1,联系,实体型,1,联系名,实体型,2,1,1,1:n,联系,实体型,1,联系名,实体型,2,1,n,4.,概念模型的表示方法,概念模型的表示方法很多,实体联系方法,(E-R,方法,),用,E-R,图来描述现实世界的概念模型,E-R,方法也称为,E-R,模型,E-R图,实体型,用矩形表示，矩形框内写明实体名。,学 生,教 师,E-R图(续),属性,用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来,学生,学号,年龄,性别,姓名,E-R图(续),联系,联系本身,：,用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型,（,1:1,、,1:n,或,m:n,）,联系的属性,：,联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来,联系属性的表示方法,课程,选修,学生,m,n,成绩,数据模型,数据模型的组成要素,常用数据模型,数据模型的组成要素,数据结构,数据操作,数据的约束条件,1.,数据结构,什么是数据结构,对象类型的集合,两类对象,与数据类型、内容、性质有关的对象,与数据之间联系有关的对象,数据结构是对系统静态特性的描述,2.,数据操作,数据操作,对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的,操作,及有关的,操作规则,数据操作的类型,检索,更新（包括插入、删除、修改）,3.,完整性规则,完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。,常用数据模型,非关系模型,层次模型（,Hierarchical Model,）,网状模型,(Network Model ),数据结构：以基本层次联系为基本单位,关系模型,(Relational Model),数据结构：表,面向对象模型,(Object Oriented Model,）,数据结构：对象,关系数据模型,1.,关系数据模型的数据结构,2.,关系数据模型的操纵,3.,关系数据模型的完整性约束,4.,关系数据模型的特点,本课程的重点,关系数据模型简介,系统而严格地提出关系模型的是美国,IBM,公司的,E.F.Codd,1970,年提出关系数据模型,之后，提出了关系代数和关系演算的概念,1972,年提出了关系的第一、第二、第三范式,1974,年提出了关系的,BC,范式,提供了严格的数学基础,1.,关系数据模型的数据结构,关系模型的基本概念,关系（,Relation,）,一个关系对应通常说的一张二维表。,元组（,Tuple,）,表中的一行即为一个元组。,属性（,Attribute,）,表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。,域（,Domain,）,属性的取值范围。,关系模型的基本概念,主键（,Key,）,表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。,外键（,Foreign Key,）,联系表与表之间的属性。,关系模式,对关系的描述。,关系名（属性,1,，属性,2,，,，属性,n,）,学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）,关系数据模型的数据结构,主键,关系,域：,男、女,属性,元组,关系数据模型的数据结构,(,续）,实体的表示方法,实体型,：直接用关系（表）表示。,属性,：用属性名表示。,一对一联系,：隐含在实体对应的关系中。,一对多联系,：隐含在实体对应的关系中。,多对多联系,：直接用关系表示。,关系数据,模型,的数据结构,(,续）,例,1,学生、系、系与学生之间的一对多联系：,学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）,系 （系号，系名，办公地点）,请思考,!,系、系主任、系与系主任间的一对一联系,关系数据模型的数据结构,(,续）,例,2,学生、课程、学生与课程之间的多对多联系：,学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）,课程（课程号，课程名，学分）,选修（学号，课程号，成绩）,2.,关系模型的数据操纵,查询、插入、删除、更新,数据操作是集合操作，,操作对象和操作结果都是关系，,即若干元组的集合,存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，,不必详细说明“怎么干”,3.,关系模型的完整性约束,实体完整性,参照完整性,用户定义的完整性,4.,关系数据模型的特点,关系必须是规范化的，满足一定的规范条件。,最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项。,关系数据模型的特点（续）,列的顺序无所谓,列的次序可以任意交换,行的顺序无所谓,行的次序可以任意交换,任意两个元组不能完全相同,在同一个关系中不能出现相同的属性名,1.3,Access,环境介绍,启动与退出,与其他,office,软件类似,Access,向导,Access,帮助,Access,向导,帮助用户循序渐进地完成建立数据库的工作。,Access,的帮助,功能非常强大,采用,html,形式,方法：菜单或快捷键,本 章 小 结,通过本章的学习，应该了解以下内容：,理解基本概念：数据,(Data),、,信息、数据处理、数据库,(Database),了解数据库技术的产生和发展情况；,熟悉,Access,的环境。,四个基本概念,数据,(Data),信息,数据处理,数据库,(Database),