數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫課件

1、數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫2022/7/26數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫 第一節(jié) 數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)組織的層次實體、屬性和關鍵字數(shù)據(jù)管理的傳統(tǒng)方法數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫方法數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)組織的層次將數(shù)據(jù)按照層次方式進行組織由位、字節(jié)、字段、記錄、文件和數(shù)據(jù)庫組成位、比特（Bit）位是計算機中最小的數(shù)據(jù)單位，其值為0或1，是一個二進制位。字節(jié)（Byte）字節(jié)是由若干個二進制位組成的（通常是8位），可代表一個字符（如ASCII碼）。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)組織的層次字段（Field）多個字符組成一個詞或者一個完整的數(shù)字（如姓名、年齡）字段不能再分成有意義的數(shù)據(jù)單位記錄（Record）由與某個特殊對象或活動有關的所有字段組成如學生

2、姓名、性別、所在班級、專業(yè)、年齡等文件（File）同一類型的所有記錄組成一個文件文件就是與某個特定主題相關的數(shù)據(jù)記錄的集合數(shù)據(jù)庫（Database）綜合的、相關的文件集合不僅包含了所有的數(shù)據(jù)層次，還包含了各層次之間的關系數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫（字母J的ASCII碼）數(shù)據(jù)的層次舉例文件字節(jié)字段記錄01001010900811劉漢云 2000-9-4位0，1數(shù)據(jù)庫劉漢云項目數(shù)據(jù)庫包含：職員編號、姓名、聘用日期職員文件（名字字段）職員文件部門文件財務文件900811劉漢云 2000-9-4900206李卓宇 2002-7-2910810張昕陽 2001-8-2數(shù)據(jù)的層次數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫實體、屬性和關鍵字實

3、體（Entity）與所收集的數(shù)據(jù)相關的一類事物。實體是指人、或者其它具體的事物。如 員工、庫存、客戶、訂單、教室、學生數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫實體、屬性和關鍵字屬性（Attribute）實體的某一方面的特征；學生（學號、姓名、年齡、性別、專業(yè)、班級）產(chǎn)品（產(chǎn)品編號、名稱、供應商、類型、單位數(shù)量、單價、庫存量、訂購量、再訂購量）數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫實體、屬性和關鍵字關鍵字（Primary Key）定義：用來識別記錄的一個或一組字段，是識別記錄和在文件中查找記錄的標志；如，學生文件中的學號產(chǎn)品文件中的產(chǎn)品編號訂單文件中的訂單號數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)管理的傳統(tǒng)方法文件是相關數(shù)據(jù)記錄的集合利用文件管理數(shù)據(jù)對每個特定

4、的應用程序，都需要創(chuàng)建一個或多個數(shù)據(jù)文件應用程序 A文件A應用程序 B文件B應用程序 C文件C數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)管理傳統(tǒng)方法的不足容易造成數(shù)據(jù)冗余（redundancy）在多個數(shù)據(jù)文件中重復出現(xiàn)相同的數(shù)據(jù)。難以保證數(shù)據(jù)之間的一致性（consistency）難以保證對不同文件中相同數(shù)據(jù)的修改同時發(fā)生。數(shù)據(jù)與程序獨立性不高數(shù)據(jù)文件和維護它的相關程序之間過分依賴。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫方法數(shù)據(jù)庫是邏輯相關的記錄和文件的集合。把先前提及的所有存儲在獨立文件中的記錄歸并在一個數(shù)據(jù)庫內(nèi)，以便讓不同的應用程序存取。儲存在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)既獨立于使用它的計算機程序，也獨立于存儲它的外部存儲器的類型。

5、數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Database Management System，DBMS在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，應用程序不能直接從存儲介質(zhì)獲得所需的數(shù)據(jù)。應用程序必須先將數(shù)據(jù)訪問請求提交給DBMS，再由DBMS負責從存儲介質(zhì)檢索數(shù)據(jù)并提供給應用程序使用。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫方法的優(yōu)點減少了數(shù)據(jù)冗余，能夠更有效地利用存儲空間并增強數(shù)據(jù)的一致性。也為應用提供了更大地利用數(shù)據(jù)的靈活性。不同文件中的數(shù)據(jù)放在了同一個數(shù)據(jù)庫，可以用多種方法定位數(shù)據(jù)并獲得要處理的數(shù)據(jù)。能夠?qū)崿F(xiàn)共享數(shù)據(jù)和信息資源。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫第二節(jié) 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)庫及其特征數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫查詢語言數(shù)據(jù)的邏輯視圖和物

6、理視圖DBMS負責聯(lián)機事務處理（Online Transaction Processing, OLTP）和聯(lián)機分析處理（Online Analytical Processing, OLAP）。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫及其特征數(shù)據(jù)庫的定義數(shù)據(jù)庫（Database）是一個信息的集合，在這個集合中可以按照信息的邏輯結(jié)構(gòu)對其進行組織與存取。數(shù)據(jù)庫由兩部分組成信息本身信息的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫的特征信息的集合一個數(shù)據(jù)庫中包含多個信息相關的文件（表）。銷售數(shù)據(jù)庫包含兩個文件：產(chǎn)品文件和供應商文件。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫的特征邏輯結(jié)構(gòu)在使用數(shù)據(jù)庫時，對信息的組織與存取是根據(jù)信息的邏輯結(jié)構(gòu)而不是物理結(jié)

7、構(gòu)進行的。信息的邏輯結(jié)構(gòu)包含在數(shù)據(jù)字典（Data Dictionary）中。 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫的特征信息中的邏輯聯(lián)系建立信息間的聯(lián)系或關系意味著找出文件（表）之間的相互關系。主關鍵字主關鍵字是數(shù)據(jù)庫文件中的一個字段，它唯一地描述了一個記錄。如，產(chǎn)品文件中的產(chǎn)品ID，供應商文件中的供應商ID （圖5-4） ?！肮蘄D”同時也在產(chǎn)品文件中出現(xiàn)，這樣通過這個共同的字段就建立了兩個文件之間的邏輯關系。當一個文件的主關鍵字出現(xiàn)在另一個相關的文件中時，我們稱其為外部關鍵字。 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫的特征內(nèi)在的完整性（Integrity）約束完整性約束是保證信息質(zhì)量的一種規(guī)則比如產(chǎn)品ID不能重復產(chǎn)

8、品文件中的供應商ID不能是供應商文件中沒有的供應商ID數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Database Management System是一組系統(tǒng)軟件，能夠集中并有效地管理數(shù)據(jù)以供應用程序訪問。相當于應用程序和物理數(shù)據(jù)文件之間的接口。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)定義語言數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)操作語言數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)定義語言（Data Definition Language, DDL）定義和描述數(shù)據(jù)庫內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的正式語言。格式：CREATE TABLE 表名 ( 字段名1 數(shù)據(jù)類型（長度）, 字段名2 數(shù)據(jù)類型（長度） .)CREATE TABLE STUDENT ( S

9、TUDENT_NO INTEGER, NAME TEXT(8), SPECIALITY_NO TEXT(8) CREATE TABLE STUDENT ( STUDENT_NO INTEGER, NAME TEXT(8), SPECIALITY_NO TEXT(8), BIRTHDAY DATE, PHOTO GENERAL) 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)字典（Data Dictionary）自動生成或者手工生成的文件，用來存儲數(shù)據(jù)元素的定義和特性。數(shù)據(jù)字典包含著數(shù)據(jù)庫中所含信息（字段）的邏輯結(jié)構(gòu)，如名稱、類型、格式、缺省值、有效范圍等。演示 ACCESS。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫管理

10、系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)操作語言（Data Manipulation Language, DML）提供了一組從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)的命令。SQL（Structured Query Language）是一種 DML。格式：SELECT 字段名1,字段名2, FROM 表1,表2 WHERE 條件SELECT 供應商ID, 供應商名稱 FROM 供應商文件 WHERE 城市=上海演示 ACCESS數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫查詢語言（DML）自然語言查詢LIST THE NAMES AND ADDRESSES OF ALL SUPPLIERS WHO LIVE IN SHANGHAI仿效實例查詢（ Query By E

11、xample ，QBE）通過拖曳數(shù)據(jù)項等方法來查詢數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫查詢語言結(jié)構(gòu)化查詢語言（Structured Query Language，SQL）可在大多數(shù)數(shù)據(jù)庫環(huán)境中使用的標準的第4代結(jié)構(gòu)化查詢語言。無論用戶使用什么硬件或何種DBMS軟件，SQL都將遵循已規(guī)定好的通則進行處理。利用SQL可以查詢不同數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)下的數(shù)據(jù)?；拘问絊ELECTFROMWHERE數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)的邏輯視圖和物理視圖DBMS把數(shù)據(jù)的邏輯視圖和物理視圖分開。邏輯視圖以最終用戶所使用的直觀的方式來顯示數(shù)據(jù)。物理視圖則顯示了數(shù)據(jù)的實際組織形式以及它在物理存儲介質(zhì)上的結(jié)構(gòu)。使用專門的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，使

12、得物理數(shù)據(jù)庫可用于不同應用程序所需的不同的邏輯視圖。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)的邏輯視圖和物理視圖演示 ACCESS。物理視圖產(chǎn)品：表邏輯視圖查詢1：產(chǎn)品（產(chǎn)品名稱、供應商） 查詢2：產(chǎn)品（產(chǎn)品名稱、類別）查詢1查詢2查詢n產(chǎn)品：表邏輯視圖物理視圖應用程序物理文件數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫第三節(jié) 關系數(shù)據(jù)庫模型四種數(shù)據(jù)庫模型層次型網(wǎng)狀型關系型目前使用最為廣泛面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫關系數(shù)據(jù)庫（Relational Database）模型利用一系列的二維表存儲信息。在關系模型中，每個二維表都描述了一個實體或?qū)嶓w之間的聯(lián)系。圖5-4、11（P93、99）二維表使描述信息間的關系十分便利，容易處理二維表所包含的信息

13、。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫關系數(shù)據(jù)庫模型可以靈活地查詢數(shù)據(jù)庫和建立報表。查詢單個表和多個表。演示 ACCESS 訂單ID、客戶、訂購日期、產(chǎn)品在建立關系數(shù)據(jù)庫時，不必事先確定實體之間的所有聯(lián)系，可以隨時建立實體之間的聯(lián)系。先建立實體，再建立實體之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫第四節(jié) 關系數(shù)據(jù)庫的建立確定實體和關鍵字確定實體之間聯(lián)系利用E-R圖得到關系為每個關系確定信息(字段)用數(shù)據(jù)定義語言創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫學生選修課程管理實體：學生、專業(yè)、課程學生修課管理工作中的規(guī)定：每位學生只能被安排到一個專業(yè)（第一專業(yè)），但一個專業(yè)可擁有許多學生；每位學生可選修多門課程，一門課程也會被若干學生選修，但并不一定

14、每個學生都必須選修所有課程。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫學生選修課程管理學生選修報表樣本數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫一、確定實體和主關鍵字三個實體學生專業(yè)課程主關鍵字學號專業(yè)編號課程編號數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫二、確定實體之間的聯(lián)系-畫實體聯(lián)系圖實體聯(lián)系圖（Entity-Relationship Diagram，E-R圖）矩形表示實體菱形表示實體之間的聯(lián)系直線表示連接1代表只出現(xiàn)一次，M代表可出現(xiàn)多次數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫二、確定實體之間的聯(lián)系-畫實體聯(lián)系圖數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫二、確定實體之間的聯(lián)系-畫實體聯(lián)系圖先畫上矩形填上實體名判斷是否有聯(lián)系有聯(lián)系畫上菱形，判斷聯(lián)系是1還是M數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫三、利用E-R圖得到關系1、將每個實體轉(zhuǎn)

15、化為一個關系（二維表）學生、課程、專業(yè)（圖5-13，P102）實體的屬性作為關系中的字段學生、課程、專業(yè)的關鍵字？2、將每個多對多的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關系（二維表） （圖5-13，P102）選修復合關鍵字（學號和課程編號的組合）數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫三、利用E-R圖得到關系3、將每個一對多的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關系（二維表） 分配（關鍵字、外部關鍵字）4、合并具有相同關鍵字的關系（二維表） 學生與分配合并數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫四、為每個關系確定信息（字段）確保每個關系中所含的信息（字段）確實處于正確的關系之中確保信息（字段）只依賴于所屬關系的主關鍵字學生姓名是否是由學號決定的呢？ 圖5-14專業(yè)編號是否是由學號決定

16、的呢？圖5-14專業(yè)名稱是否也是由學號決定的嗎？圖5-14 專業(yè)名稱這個字段該在那個關系中出現(xiàn)呢？ 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫五、用數(shù)據(jù)定義語言創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫根據(jù)前面四步的結(jié)果來，使用數(shù)據(jù)定義語言來創(chuàng)建關系（二維表）CREATE TABLE STUDENT ( STUDENT_NO INTEGER, NAME TEXT(8), SPECIALITY_NO INTEGER )CREATE TABLE SPECIALITY ( SPECIALITY _NO INTEGER, SPECIALITY_NAME TEXT(18) )CREATE TABLE COURSE ( COURSE_NO INTEGER, CO

17、URSE_NAME TEXT(18), CREDIT_HOUR INTEGER )使用可視化的編程工具創(chuàng)建關系（二維表）ELECTIVE ( STUDENT_NO INTEGER, COURSE _NO INTEGER, GRADE INTEGER )使用可視化的編程工具數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫第五節(jié) 數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術，數(shù)據(jù)常常被保存在不同的運行系統(tǒng)中，難以收集到完整的數(shù)據(jù)，需要花費大量的時間去尋找和收集相關的數(shù)據(jù)。 通過數(shù)據(jù)倉庫可以對企業(yè)的關鍵運行數(shù)據(jù)進行集成，進而產(chǎn)生一致、可靠和易于訪問的數(shù)據(jù)形式。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)倉庫（Data Warehouse）Data Wareho

18、use的定義：信息的邏輯集合，這些信息來自于許多不同的業(yè)務數(shù)據(jù)庫，并用于支持企業(yè)的信息分析活動和決策任務。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)倉庫的特征（一）通過匯總和分類，數(shù)據(jù)倉庫將來自于不同數(shù)據(jù)庫的信息結(jié)合在一起。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)倉庫的特征（二）數(shù)據(jù)倉庫是多維的，Multidimensional Database包含若干層的行列，Hypercube數(shù)據(jù)字典：除包含信息的邏輯結(jié)構(gòu)外，還包括信息的來源和處理方式。來源： 信息是從哪個業(yè)務數(shù)據(jù)庫中生成的 。處理方式：信息是經(jīng)過何種方法（總計、計數(shù)、平均、標準差等）處理的。 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)倉庫的特征（三）數(shù)據(jù)倉庫支持決策而不是事務處理數(shù)據(jù)庫面向事務聯(lián)機事務處理（OLTP）數(shù)據(jù)倉庫支持決策聯(lián)機分析處理（OLAP）數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)