数据库系统原理第一章绪论

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,*,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,*,数据库原理与应用,东北大学城建系,主讲：高铁军 Email: gtjcock , All Rights Reserved, 2002-2004,第一章 绪 论,本章内容,数据库系统概述,数据模型,数据库系统结构,1-1数据库系统概述,术语,数据管理技术的发展,数据库系统的特点,数据库系统概述术语,什么是数据库,长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的、互相关联的,数据的集合,。,是一个持久数据的集合,。,数据库系统概述术语,数据库管理系统,DBMS,D,ata,B,ase,M,anagement,S,ystem,系统软件,一组用以管理、维护、访问数据库的程序,基本目标,提供一个可以方便地、有效地存取数据库信息的环境,。,数据库系统概述术语,数据库系统,在计算机系统中引入数据库后的系统,数据库,DBMS,应用系统,数据库管理员,用户,数据库系统概述术语,数据库,最终用户,应用系统,应用开发工具,DBMS,操作系统,数据库管理员,DBA,应用程序员,数据库系统的构成,数据管理技术的发展,文件系统,数据库系统,数据管理系统的特点,结构化,高共享、低冗余,独立性强,统一管理,DBMS,1-2 数据模型,数据模型,现实世界数据特征的抽象,是用来描述数据的一组概念和定义,数据库系统基于某种数据模型,抽象、表示、处理数据和信息,要求,较好地模拟现实世界,能在计算机上实现,易于理解,数据模型的要素,数据结构,是所研究的对象类型的集合,数据、数据间的联系,数据操作,定义在数据上的操作,数据的约束条件,一组完整性规则的集合,数据及其联系所具有的制约和依存规则,数据模型的要求,要求,较好地模拟现实世界,能在计算机上实现,易于理解,数据模型的种类,概念数据模型(DBMS无关),面向用户、面向现实世界的数据模型,反映现实世界的对象及其联系，概念化结构,逻辑数据模型(DBMS相关),反映数据的逻辑结构,物理数据模型(DBMS/OS相关),反映数据的存储结构,认识抽象,现实世界,信息世界,机器世界,计算机世界,转换,概念模型,（信息模型）,DBMS支持,的数据模型,它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。不依赖于具体的计算机系统,它是按计算机的观点对数据进行建模，主要用于DBMS的实现。有网状、层次、关系、面向对象等。,数据模型的联系,数据库的设计过程,需求收集和分析,设计概念结构,设计逻辑结构,设计物理结构,物理实现,数据库的设计过程,需求收集和分析,用户关心什么,用户要什么结果,设计概念结构,设计逻辑结构,设计物理结构,物理实现,数据库的设计过程,需求收集和分析,设计概念结构,存什么,关系（联系）如何，概念数据模型,E/R图、OO定义,设计逻辑结构,设计物理结构,物理实现,数据库的设计过程,需求收集和分析,设计概念结构,设计逻辑结构,用什么逻辑数据模型,数据库的模式（database schema）,用户子模式,设计物理结构,物理实现,数据库的设计过程,需求收集和分析,设计概念结构,设计逻辑结构,设计物理结构,数据怎么存，物理数据模型,根据DBMS产品、环境特点,物理实现,数据库的设计过程,需求收集和分析,设计概念结构,设计逻辑结构,设计物理结构,物理实现,运行DDL,装入测试数据,应用程序,概念数据模型,是现实世界到机器世界的一个中间层次,用作数据库概念设计的数据模型,面向用户，对现实世界的抽象，,信息世界的建模,，试图有效和自然地,模拟,现实世界,常见的概念模型,实体-联系数据模型(E-R),面向对象数据模型(OO),实体-联系数据模型,E-R,(Entity-Relationship Data Model),出发点,世界由一组称作,实体,的基本对象及这些对象间的,联系,组成,E-R模型是一种语义模型，力图表达数据的意义,E-R模型中的术语,实体,客观存在并可相互区别的事物,如：学生、雇员.,属性,实体所具有的某一特性,如：学号、姓名、年龄.,E-R模型中的术语,码,唯一标识实体的属性集,如：学号、身份证号码,其任意真子集不具有此性质,域,属性的取值范围就是该属性的域,如：年龄取值.,E-R模型中的术语,实体型,用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，这种形式就是实体型,如：学生（学号，姓名，年龄）,实体集,同型实体的集合,如：全体学生,联系,实体间的相互关联,E-R模型中的术语,联系的映射基数,某实体集与另一实体集相联系的,实体数目,一对一,一对多,多对多,1:1,一对一,A中的每个实体至多与B中的一个实体相联系，反之亦然，则称,实体集A与实体集B有一对一的联系,，记为,1：1,如班级与正班长,a1,a2,a3,b1,b2,b3,1:N,一对多,A中的每个实体可以与B中个实体相联系，反之，对于B中的每个实体,至多,同A中的一个实体相联系，则称,实体集A与实体集B有一对多的联系,，记为,1：n,如班级与学生、系与学生,a1,a2,b1,b2,b3,b4,M:N,多对多,A中的每一个实体，可以与B中任意个实体相联系；反之，B中的每一个实体，也可以与A中任意个实体相联系，则称,实体集A与实体集B具有多对多联系,，记为,m:n,如学生与课程,a1,a2,b1,b2,b3,b4,a3,a4,联系的表示,E-R数据模型的表示,E-R图,矩形：实体型（实体集）,椭圆：属性,菱形：联系,学生-课程,E-R数据模型的表示,学号,姓名,年龄,课号,课名,教师,成绩,学生,选课,课程,逻辑数据模型,是用户从数据库所看到的数据模型,反映数据的逻辑结构、数据结构,倾向于计算机世界,DBMS常以其所用的逻辑数据模型来分类,逻辑数据模型,四类逻辑数据模型,层次,网状,关系,面向对象,关系数据模型数据结构,扁平的二维表，由行/列组成,表(关系)实体集,行(元组)实体,列(属性)属性,关系模式:对关系的描述,关系名(属性1,属性2,属性n),关系数据模型数据结构,关系数据模型操作,集合操作，操作数和操作结果均为关系(元组的集合),查询,插入,删除,修改,与路径无关,关系数据模型约束,完整性约束,实体完整性,参照完整性,用户定义的完整性,1-3数据库系统结构,DBMS角度,内部体系结构,最终用户角度,外部体系结构,数据模型与数据模式,数据模型,是描述数据的手段,如同程序设计语言,数据模式,用给定的数据模型对具体数据的描述,如同编写出的程序,数据库模式,全体数据的逻辑结构和特征的描述,数据库系统的三级模式结构,外模式,子模式/用户模式（有多个）,数据安全,模式,逻辑模式，全体数据的逻辑结构和特征的描述（只有一个）,内模式,存储模式，物理数据模型的特定模式，物理结构、存储方式,数据库系统的三级模式结构,映射与数据独立性,外模式/模式映射数据的逻辑独立性,模式/内模式数据的物理独立性,