計算機科學(xué)導(dǎo)論第7章信息系統(tǒng)課件

第7章信息系統(tǒng)本章要點：◆信息系統(tǒng)概念◆數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念◆關(guān)系數(shù)據(jù)庫概念◆數(shù)據(jù)庫查詢語言◆關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計◆數(shù)據(jù)庫管理◆常用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)◆數(shù)據(jù)庫新發(fā)展

7.1信息系統(tǒng)概述

1.信息

信息的概念：信息通常指經(jīng)過加工了的、有一定意義和價值、且具有特定形式的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能夠反映出客觀世界事物的內(nèi)在聯(lián)系及本質(zhì)，從而影響信息獲取者的行為或決策。

信息的特點：時間性、真實性、易于理解、多樣性、傳播性、不確定性。7.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

1.基本概念

數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)(data)描述事物的符號記錄稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象。數(shù)據(jù)的種類很多，可以包括文字、數(shù)字、聲音、圖形、圖象等。數(shù)據(jù)庫：以一定的組織方式存儲的相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合，就是數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)能夠長期存儲、統(tǒng)一管理和控制，且能夠被不同用戶所共享，具有數(shù)據(jù)獨立性及最小冗余度。

7.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：是對數(shù)據(jù)庫進行管理的軟件系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心。它位于計算機系統(tǒng)中操作系統(tǒng)與用戶或應(yīng)用程序之間，主要功能包括：數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)組織、存儲和管理、數(shù)據(jù)庫的建立和維護、數(shù)據(jù)通信接口。數(shù)據(jù)庫管理員：專門對數(shù)據(jù)庫進行規(guī)劃、設(shè)計、管理、協(xié)調(diào)和維護的工作人員。

7.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DataBaseSystem：DBS)是DB、DBMS、DBA、用戶和計算機系統(tǒng)CS(ComputerSystem)的總和。

7.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

3.數(shù)據(jù)模型

概念模型

：也稱信息模型，是按照用戶的觀點對數(shù)據(jù)和信息建模，與計算機系統(tǒng)無關(guān)，是概念級的模型，通常用于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，它是數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員和用戶之間進行交互的一種形式化描述。

(1)基本概念①實體現(xiàn)實世界客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體。實體可以是具體的人、事、物，也可以是抽象的概念或聯(lián)系。

7.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

②屬性實體所具有的某一特性稱為屬性。一個實體通常由若干個屬性描述。③碼惟一標識一個實體的屬性或?qū)傩越M稱為碼。④域?qū)傩缘娜≈捣秶Q為域。⑤實體型對具有相同屬性的若干實體，用實體名及其屬性名的集合來抽象和描述同類實體，稱為實體型。⑥實體集同型實體的集合稱為實體集。

7.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

⑦聯(lián)系

不同實體集之間的聯(lián)系，實體間聯(lián)系通常有一對一、一對多、多對多三種。

一對一聯(lián)系：記為“1：1”。一對多聯(lián)系：記為“1：M”。多對多聯(lián)系：記為“M：N”。

7.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

數(shù)據(jù)模型

：也稱信息模型，是按照用戶的觀點對數(shù)據(jù)和信息建模，與計算機系統(tǒng)無關(guān)，是概念級的模型，通常用于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，它是數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員和用戶之間進行交互的一種形式化描述。

(1)層次模型

有且只有一個節(jié)點沒有雙親，該節(jié)點為根節(jié)點；根以外的其他節(jié)點有且只有一個雙親節(jié)點。(2)網(wǎng)狀模型

在層次模型的基礎(chǔ)上，允許節(jié)點無父節(jié)點，或者有多個父節(jié)點。(3)關(guān)系模型以關(guān)系代數(shù)為基礎(chǔ)，實體間通過公共屬性實現(xiàn)聯(lián)系，與數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)無關(guān)。

7.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

數(shù)據(jù)模型的三要素

(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指所研究的數(shù)據(jù)庫組成成分的類型的集合。用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特征。(2)數(shù)據(jù)操作指對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)允許執(zhí)行的操作的集合，用于描述系統(tǒng)的動態(tài)特征。數(shù)據(jù)模型中必須定義操作(如檢索、更新)的確切含義、操作符號、操作規(guī)則以及實現(xiàn)操作的規(guī)則。(3)數(shù)據(jù)的約束條件是數(shù)據(jù)完整性規(guī)則的集合，指對給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則。7.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

(1)模式模式也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是面向全體用戶的基本數(shù)據(jù)視圖。

(2)外模式外模式也稱子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶可見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖。(3)內(nèi)模式內(nèi)模式是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示。7.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

數(shù)據(jù)獨立性

(1)外模式/模式映像

當模式被改變時，可以由DBA改變各個外模式/模式映像，以保證外模式不發(fā)生變化，從而使根據(jù)外模式編寫的應(yīng)用程序也無需變化，這樣就保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性。

(2)模式/內(nèi)模式映像

當數(shù)據(jù)的物理存儲即內(nèi)模式變化了，也可以由DBA來修改模式/內(nèi)模式的映像，使得模式能夠保持不變，外模式也不會變化，當然，應(yīng)用程序也無需變動，從而保證了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性。7.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.基本概念

關(guān)系

：可以看作是一個行與列交叉的二維表，每一個交叉點都必須是單值的，每一列的所有數(shù)據(jù)都是同一類型的，每一列都有惟一的列名，行和列在表中的順序都無關(guān)緊要；表中任意兩行不能相同。屬性：關(guān)系中的每一列稱為屬性。

元組：關(guān)系中的行稱為元組。候選碼：關(guān)系中能夠惟一地標識一個元組的某個屬性或?qū)傩越M

。主碼：一個關(guān)系中選定的一個候選碼作為關(guān)系的主碼。主屬性：主碼的各個屬性稱為主屬性。

外碼：在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，為了實現(xiàn)表與表之間的聯(lián)系，將一個表的主碼作為公共屬性放到另一個關(guān)系中，在另一個關(guān)系中起連接作用的屬性稱為外碼。

7.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫2.關(guān)系模型與關(guān)系模式

關(guān)系模型

(1)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

關(guān)系模型中，關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是表。

(2)關(guān)系操作

選擇、投影、連接、除、并、交、差、查詢、插入、刪除、修改等。(3)關(guān)系的數(shù)據(jù)約束

三種完整性約束條件：實體完整性、參照完整性、用戶自定義的完整性。

7.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫

(2)專門的關(guān)系運算①選擇運算

從給出的關(guān)系中選出滿足給定條件的那些元組，是對關(guān)系的行進行的運算。

②投影運算

從給出的關(guān)系中選出關(guān)系的一個或多個屬性列，是對關(guān)系的列進行的運算。③連接運算

將兩個關(guān)系模式通過共有的屬性名拼接成一個更多屬性列的關(guān)系。7.4數(shù)據(jù)庫查詢語言SQL

1.SQL的特點

功能統(tǒng)一非過程性語言

面向集合的操作方式靈活的使用方式SQL簡單、易學(xué)

2.SQL的功能

數(shù)據(jù)定義數(shù)據(jù)操縱數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)控制7.4數(shù)據(jù)庫查詢語言SQL

3.SQL基本概念

基本表：獨立存在的表，一個關(guān)系即對應(yīng)一個基本表。

視圖：視圖是由一個或幾個基本表導(dǎo)出的表。

存儲過程：存儲過程是用SQL語言編寫成的SQL語句序列，它存儲于SQL服務(wù)器上供用戶調(diào)用執(zhí)行。

觸發(fā)器：觸發(fā)器是一種特殊的存儲過程，用來維護不同表中的相關(guān)數(shù)據(jù)的一致性。通過事件觸發(fā)。7.6數(shù)據(jù)庫管理

DBA的職責與管理工具

職責：向終端用戶提供數(shù)據(jù)和信息；制定數(shù)據(jù)庫管理的政策、標準和規(guī)程；確保數(shù)據(jù)庫的安全性；對數(shù)據(jù)庫進行備份和恢復(fù)；培訓(xùn)終端用戶。

管理工具

：DBA進行數(shù)據(jù)庫管理的重要工具是數(shù)據(jù)字典。數(shù)據(jù)字典通常是DBMS的一部分，它用來存儲數(shù)據(jù)的特性和關(guān)系的定義。7.6數(shù)據(jù)庫管理

3.事務(wù)處理技術(shù)

事務(wù)的概念：事務(wù)是用戶定義的一個數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么