數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)

數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)大綱要求了解數(shù)據(jù)庫(kù)的以下幾個(gè)基本概念：1、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；2、數(shù)據(jù)庫(kù)的三種數(shù)據(jù)模型；3、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的三種關(guān)系運(yùn)算（選擇、投影、聯(lián)接）24.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念

1、數(shù)據(jù)和信息的概念數(shù)據(jù)(data)：原始的、廣義的、可鑒別的抽象符號(hào)，它可以描述事物的屬性、狀態(tài)、程度、方式等等。

數(shù)據(jù)處理（信息處理）：對(duì)各種形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集、傳輸、分組、排序、存儲(chǔ)、檢索、計(jì)算等一系列操作的過(guò)程。（即對(duì)各種數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加工轉(zhuǎn)換而得到信息的過(guò)程。）信息(information)：人腦對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的描述和反映。信息的含義與特征：（1）信息是用數(shù)據(jù)作為載體來(lái)描述和表示的客觀現(xiàn)象。（2）信息可以用數(shù)值、文字、聲音、圖像等多種形式表示。（3）信息是對(duì)數(shù)據(jù)加工提煉的結(jié)果，是對(duì)人類有用的知識(shí)。32、數(shù)據(jù)庫(kù)及相關(guān)概念

(1)數(shù)據(jù)庫(kù)(Data-Base，DB)

顧名思義，是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)，只不過(guò)這個(gè)倉(cāng)庫(kù)是在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備上，而且數(shù)據(jù)是按一定格式存放，同時(shí)可以被各種用戶所共享。

定義：長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，有組織、可共享的相關(guān)數(shù)據(jù)集合。(它可能包含一個(gè)或多個(gè)表、視圖、到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源的連接和存儲(chǔ)過(guò)程等)42、數(shù)據(jù)庫(kù)及相關(guān)概念

(2)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)DBMS是位于用戶和OS之間的，用于建立、維護(hù)和管理數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)軟件。

(數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心)。

主要功能：數(shù)據(jù)的組織和存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的查詢、數(shù)據(jù)的增加、刪除和修改、數(shù)據(jù)的排序和索引、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行管理、通信管理等。52、數(shù)據(jù)庫(kù)及相關(guān)概念(3)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DBS)

指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)并利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的系統(tǒng)，一般由：硬件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)集合、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及相關(guān)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(DataBaseAdministrator，DBA)和一般用戶構(gòu)成。6(4)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)是指系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員利用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)資源開(kāi)發(fā)的面向某一類實(shí)際應(yīng)用的軟件系統(tǒng)。例如，學(xué)生教學(xué)管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、圖書(shū)管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)等。是以數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)和核心的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。7

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述3、數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的5個(gè)階段

①人工管理階段(50年代中期)：數(shù)據(jù)包含在計(jì)算或處理它的程序中，數(shù)據(jù)管理任務(wù)包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方法、輸入輸出方式等。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)與程序不具有獨(dú)立性，一組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一組程序。數(shù)據(jù)不長(zhǎng)期保存，程序運(yùn)行結(jié)束后就退出計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；一個(gè)程序中的數(shù)據(jù)無(wú)法被其他程序使用，因此程序與程序之間存在大量的重復(fù)數(shù)據(jù)，稱為數(shù)據(jù)冗余。8①人工管理階段數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序的關(guān)系：

程序1數(shù)據(jù)集1

程序2數(shù)據(jù)集2

程序N數(shù)據(jù)集N9

3、數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的5個(gè)階段②文件系統(tǒng)(50年代后期至60年代中期)：把數(shù)據(jù)組織成一個(gè)文件來(lái)管理。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)和程序分別存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)文件可以長(zhǎng)期保存在外存儲(chǔ)器上，可以被多次存取。數(shù)據(jù)文件是為特定需要而設(shè)計(jì)的，故數(shù)據(jù)不能共享，冗余度大。數(shù)據(jù)無(wú)集中管理，不能統(tǒng)一修改。

10②文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)模型文件1文件2文件3文件系統(tǒng)程序1程序2程序3113、數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的5個(gè)階段③數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(60年代后期開(kāi)始)：把數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成一個(gè)倉(cāng)庫(kù)來(lái)管理。特征：統(tǒng)一管理所有數(shù)據(jù)，形成一個(gè)數(shù)據(jù)中心，供不同的應(yīng)用程序共享。在數(shù)據(jù)文件之間建立關(guān)聯(lián)，減少數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)的一致性和完整性。123、數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的5個(gè)階段③數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(60年代后期開(kāi)始)：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序的關(guān)系：應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2……應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)DataBase133、數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的5個(gè)階段④分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(70年代后)：數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。⑤面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(80年代)：數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。144.2數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型(p5)1、什么是數(shù)據(jù)模型按照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn)。2、數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型分類（1）層次模型用樹(shù)狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式來(lái)表示事物及其之間的關(guān)系。主要特征：◆有且只有一個(gè)根節(jié)點(diǎn)(無(wú)父節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)).◆除根節(jié)點(diǎn)外，任何節(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)父節(jié)點(diǎn)，但允許有０個(gè)或多個(gè)子節(jié)點(diǎn).15層次模型示例

中國(guó)(面積，人口，總產(chǎn)值)河北省(面積，人口，總產(chǎn)值)河南省(面積，人口，總產(chǎn)值)湖北省(面積，人口，總產(chǎn)值)……信陽(yáng)市(面積，人口，總產(chǎn)值)鄭州市(面積，人口，總產(chǎn)值)新鄉(xiāng)市(面積，人口，總產(chǎn)值)……根節(jié)點(diǎn)16

（2）網(wǎng)狀模型

用有向圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式來(lái)表示事物及其之間的關(guān)系。

主要特征：◆可以有一個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)無(wú)父節(jié)點(diǎn)?！粢粋€(gè)節(jié)點(diǎn)可以有一個(gè)以上的父節(jié)點(diǎn)。系教研室教師宿舍學(xué)生17（3）關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，在數(shù)據(jù)庫(kù)中滿足下列條件的二維表稱為關(guān)系模型：每一列中的分量是類型相同的數(shù)據(jù)列的順序是任意的行的順序是任意的表中的分量是不可再分割的最小數(shù)據(jù)項(xiàng)表中的任意兩行不能完全相同18

關(guān)系模型示例

學(xué)生情況簡(jiǎn)表學(xué)號(hào)姓名性別出生年月黃麗萍女1978-01-04王百靈男1979-05-06王少頌?zāi)?977-06-08楊韻峰男1979-05-03康敏男1976-01-23字段記錄字段值194.3關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)(p7)1、基本概念關(guān)系：一個(gè)二維表就叫做一個(gè)關(guān)系屬性（字段）：表中的一列叫做一個(gè)屬性域：一個(gè)屬性的取值范圍叫做一個(gè)域元組：表中的一行叫做一個(gè)元組主關(guān)鍵字：關(guān)系中的某個(gè)屬性,可以唯一確定一個(gè)元組關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)：采用關(guān)系模式作為數(shù)據(jù)的組織方式的DB202、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)：1）關(guān)系中每個(gè)屬性不可再分。2）關(guān)系中每一列元素類型相同，取值范圍相同。3）同一關(guān)系中字段（屬性）不能相同，記錄也不能相同。4）關(guān)系的行、列（記錄、字段）的次序任意。213、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)三種專門的關(guān)系運(yùn)算(1)、選擇從一個(gè)關(guān)系(表)中按照一定的條件選出若干記錄(行)，生成一個(gè)新的關(guān)系(表)。例如：從成績(jī)表中選出成績(jī)?cè)?0分以上的學(xué)生的記錄，得到優(yōu)秀成績(jī)表。223、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)三種運(yùn)算關(guān)系(2)、投影從一個(gè)關(guān)系(表)中選出若干列（字段），生成一個(gè)新的關(guān)系(表).例如：從成績(jī)表(學(xué)號(hào)、姓名、數(shù)學(xué)、語(yǔ)文、物理、化學(xué))中抽出“學(xué)號(hào)”、“姓名”、“化學(xué)”三列（字段），得到化學(xué)成績(jī)表。23(3)、聯(lián)接將兩個(gè)同類關(guān)系(表)按照一定的條件進(jìn)行記錄重組生成一新關(guān)系(表)。

班級(jí)學(xué)生一班張三一班李四二班