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(shí)體、屬性和關(guān)鍵字?jǐn)?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(jìn)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(jì)算機(jī)中最小的數(shù)據(jù)單位，其值為0或1，是一個(gè)二進(jìn)制位。字節(jié)（Byte）字節(jié)是由若干個(gè)二進(jìn)制位組成的（通常是8位），可代表一個(gè)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(gè)字符組成一個(gè)詞或者一個(gè)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(gè)特殊對(duì)象或活動(dòng)有關(guān)的所有字段組成如學(xué)生

2、姓名、性別、所在班級(jí)、專業(yè)、年齡等文件（File）同一類型的所有記錄組成一個(gè)文件文件就是與某個(gè)特定主題相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄的集合數(shù)據(jù)庫（Database）綜合的、相關(guān)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(guān)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(xiàng)目數(shù)據(jù)庫包含：職員編號(hào)、姓名、聘用日期職員文件（名字字段）職員文件部門文件財(cái)務(wù)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(shí)體、屬性和關(guān)鍵字實(shí)

3、體（Entity）與所收集的數(shù)據(jù)相關(guān)的一類事物。實(shí)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(xué)生數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫實(shí)體、屬性和關(guān)鍵字屬性（Attribute）實(shí)體的某一方面的特征；學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、年齡、性別、專業(yè)、班級(jí)）產(chǎn)品（產(chǎn)品編號(hào)、名稱、供應(yīng)商、類型、單位數(shù)量、單價(jià)、庫存量、訂購量、再訂購量）數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫實(shí)體、屬性和關(guān)鍵字關(guān)鍵字（Primary Key）定義：用來識(shí)別記錄的一個(gè)或一組字段，是識(shí)別記錄和在文件中查找記錄的標(biāo)志；如，學(xué)生文件中的學(xué)號(hào)產(chǎn)品文件中的產(chǎn)品編號(hào)訂單文件中的訂單號(hào)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(guān)數(shù)據(jù)記錄的集合利用文件管理數(shù)據(jù)對(duì)每個(gè)特定

4、的應(yīng)用程序，都需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)文件應(yīng)用程序 A文件A應(yīng)用程序 B文件B應(yīng)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(gè)數(shù)據(jù)文件中重復(fù)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(duì)不同文件中相同數(shù)據(jù)的修改同時(shí)發(fā)生。數(shù)據(jù)與程序獨(dú)立性不高數(shù)據(jù)文件和維護(hù)它的相關(guān)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(guān)的記錄和文件的集合。把先前提及的所有存儲(chǔ)在獨(dú)立文件中的記錄歸并在一個(gè)數(shù)據(jù)庫內(nèi)，以便讓不同的應(yīng)用程序存取。儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)既獨(dú)立于使用它的計(jì)算機(jī)程序，也獨(dú)立于存儲(chǔ)它的外部存儲(chǔ)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(yīng)用程序不能直接從存儲(chǔ)介質(zhì)獲得所需的數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序必須先將數(shù)據(jù)訪問請(qǐng)求提交給DBMS，再由DBMS負(fù)責(zé)從存儲(chǔ)介質(zhì)檢索數(shù)據(jù)并提供給應(yīng)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(diǎn)減少了數(shù)據(jù)冗余，能夠更有效地利用存儲(chǔ)空間并增強(qiáng)數(shù)據(jù)的一致性。也為應(yīng)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(gè)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(fù)責(zé)聯(lián)機(jī)事務(wù)處理（Online Transaction Processing, OLTP）和聯(lián)機(jī)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(gè)信息的集合，在這個(gè)集合中可以按照信息的邏輯結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)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(gè)數(shù)據(jù)庫中包含多個(gè)信息相關(guān)的文件（表）。銷售數(shù)據(jù)庫包含兩個(gè)文件：產(chǎn)品文件和供應(yīng)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(shí)，對(duì)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(jìn)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(guān)系意味著找出文件（表）之間的相互關(guān)系。主關(guān)鍵字主關(guān)鍵字是數(shù)據(jù)庫文件中的一個(gè)字段，它唯一地描述了一個(gè)記錄。如，產(chǎn)品文件中的產(chǎn)品ID，供應(yīng)商文件中的供應(yīng)商ID （圖5-4） ?！肮?yīng)商ID”同時(shí)也在產(chǎn)品文件中出現(xiàn)，這樣通過這個(gè)共同的字段就建立了兩個(gè)文件之間的邏輯關(guān)系。當(dāng)一個(gè)文件的主關(guān)鍵字出現(xiàn)在另一個(gè)相關(guān)的文件中時(shí)，我們稱其為外部關(guān)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(fù)產(chǎn)

8、品文件中的供應(yīng)商ID不能是供應(yīng)商文件中沒有的供應(yīng)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(yīng)用程序訪問。相當(dāng)于應(yīng)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(dòng)生成或者手工生成的文件，用來存儲(chǔ)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(yīng)商ID, 供應(yīng)商名稱 FROM 供應(yīng)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(shí)例查詢（ Query By E

11、xample ，QBE）通過拖曳數(shù)據(jù)項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(shí)際組織形式以及它在物理存儲(chǔ)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(yīng)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(yīng)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(yīng)用程序物理文件數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫第三節(jié) 關(guān)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(guān)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(guān)系數(shù)據(jù)庫（Relational Database）模型利用一系列的二維表存儲(chǔ)信息。在關(guān)系模型中，每個(gè)二維表都描述了一個(gè)實(shí)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(guān)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(guān)系數(shù)據(jù)庫模型可以靈活地查詢數(shù)據(jù)庫和建立報(bào)表。查詢單個(gè)表和多個(gè)表。演示 ACCESS 訂單ID、客戶、訂購日期、產(chǎn)品在建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫時(shí)，不必事先確定實(shí)體之間的所有聯(lián)系，可以隨時(shí)建立實(shí)體之間的聯(lián)系。先建立實(shí)體，再建立實(shí)體之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫第四節(jié) 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的建立確定實(shí)體和關(guān)鍵字確定實(shí)體之間聯(lián)系利用E-R圖得到關(guān)系為每個(gè)關(guān)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(xué)生選修課程管理實(shí)體：學(xué)生、專業(yè)、課程學(xué)生修課管理工作中的規(guī)定：每位學(xué)生只能被安排到一個(gè)專業(yè)（第一專業(yè)），但一個(gè)專業(yè)可擁有許多學(xué)生；每位學(xué)生可選修多門課程，一門課程也會(huì)被若干學(xué)生選修，但并不一定

14、每個(gè)學(xué)生都必須選修所有課程。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫學(xué)生選修課程管理學(xué)生選修報(bào)表樣本數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫一、確定實(shí)體和主關(guān)鍵字三個(gè)實(shí)體學(xué)生專業(yè)課程主關(guān)鍵字學(xué)號(hào)專業(yè)編號(hào)課程編號(hào)數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫二、確定實(shí)體之間的聯(lián)系-畫實(shí)體聯(lián)系圖實(shí)體聯(lián)系圖（Entity-Relationship Diagram，E-R圖）矩形表示實(shí)體菱形表示實(shí)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(shí)體之間的聯(lián)系-畫實(shí)體聯(lián)系圖數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫二、確定實(shí)體之間的聯(lián)系-畫實(shí)體聯(lián)系圖先畫上矩形填上實(shí)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(guān)系1、將每個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)

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

16、的呢？圖5-14專業(yè)名稱是否也是由學(xué)號(hào)決定的嗎？圖5-14 專業(yè)名稱這個(gè)字段該在那個(gè)關(guān)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(guān)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(guān)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(shù)，數(shù)據(jù)常常被保存在不同的運(yùn)行系統(tǒng)中，難以收集到完整的數(shù)據(jù)，需要花費(fèi)大量的時(shí)間去尋找和收集相關(guān)的數(shù)據(jù)。 通過數(shù)據(jù)倉庫可以對(duì)企業(yè)的關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，進(jìn)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(wù)數(shù)據(jù)庫，并用于支持企業(yè)的信息分析活動(dòng)和決策任務(wù)。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(gè)業(yè)務(wù)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(jì)、計(jì)數(shù)、平均、標(biāo)準(zhǔn)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(wù)處理數(shù)據(jù)庫面向事務(wù)聯(lián)機(jī)事務(wù)處理（OLTP）數(shù)據(jù)倉庫支持決策聯(lián)機(jī)分析處理（OLAP）數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)