
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數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)模型第一頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六課程目標(biāo)與考核系統(tǒng)地學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本原理、理論、方法及應(yīng)用,通過對當(dāng)前主流數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)——關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的重點(diǎn)學(xué)習(xí),掌握基本數(shù)據(jù)庫的設(shè)計思想,提高獨(dú)立開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的能力。主要包括:軟件開發(fā)方法、數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用開發(fā)、Web訪問及開發(fā)、系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)安全以及數(shù)據(jù)通信考勤與平時成績(作業(yè)、上機(jī)實(shí)習(xí))10%課程設(shè)計20%期末考試70%第二頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六教材及參考書AbrahamSilberschatz,HenryF.Korth,S.Sudarshan,DatabaseSystemConcepts,SixthEdition,McGraw-Hill,2009S.Sumathi,S.Esakkirajan,FundamentalsofRelationalDatabaseManagementSystems,2007RaghuRamakrishnan,JohannesGehrke,DATABASEMANAGEMENTSYSTEMS,THIRDEDITION,InternationalEdition2003丁寶康、董健全.數(shù)據(jù)庫實(shí)用教程(第3版).北京:清華大學(xué)出版社,2007年陳志泊,李冬梅等:數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用教程(第2版),人民郵電出版社,2005MITOpenCourseWare
,2002-2012第三頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六第四頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六教學(xué)內(nèi)容與進(jìn)度第一章:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論2學(xué)時OverviewofDatabaseManagementSystem第二章:關(guān)系數(shù)據(jù)庫4學(xué)時
RelationalDatabases第三章:結(jié)構(gòu)化查詢語言6學(xué)時StructuredQuiryLanguage(SQL)第四章:數(shù)據(jù)庫分析與設(shè)計4學(xué)時DatabasesAnalysisandDesign第五章:數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)4學(xué)時DatabasesApplicationDevelopment第六章:事務(wù)管理4學(xué)時TransactionManagement第七章:數(shù)據(jù)庫安全4學(xué)時DatabasesSecurity
第八章:數(shù)據(jù)庫新技術(shù)2學(xué)時RecentChallengesinDBMS第五頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六第一章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論OverviewofDatabaseManagementSystem第六頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六LearningObjectivesData,information,database,databasemanagementsystemNeedandevolutionofDBMSFilemanagementvs.databasemanagementsystemANSI/SPARKdatamodelDatabasearchitecture:two-,three-,andmulti-tierarchitecture第七頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六1.1引言1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第一章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論本章小結(jié)第八頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六
1.1引言一、基本概念數(shù)據(jù)管理是指對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護(hù)等操作。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是研究數(shù)據(jù)管理的技術(shù)。即如何妥善地保存和科學(xué)地管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理技術(shù)好壞評判的標(biāo)準(zhǔn):(1)數(shù)據(jù)冗余:指同一數(shù)據(jù)多次存放。問題有:①浪費(fèi)空間②修改麻煩③引起不一致(2)數(shù)據(jù)共享:體現(xiàn)在:
①多個應(yīng)用可使用同一數(shù)據(jù)(文件、記錄、數(shù)據(jù)項(xiàng))②多個用戶可同時存取同一數(shù)據(jù)。
③為開放資源。(3)數(shù)據(jù)獨(dú)立性:指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)之間相互獨(dú)立。
(4)數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管理。第九頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六1.1引言數(shù)據(jù)庫(DB):
數(shù)據(jù)庫是按一定結(jié)構(gòu)組織,并長期存儲在計算機(jī)內(nèi)、可共享的大量數(shù)據(jù)的有機(jī)集合。
說明:關(guān)系?DBDBMS主機(jī)外存OS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS):管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)軟件。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS):有管理數(shù)據(jù)庫功能的計算機(jī)系統(tǒng)SQLServerOracleDB2Sybase……第十頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序nDBMS
1.1引言二、數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)據(jù)管理的三個階段人工管理文件系統(tǒng)文件1應(yīng)用程序1文件2應(yīng)用程序2文件n應(yīng)用程序n文件管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第十一頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六1.2數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型:是表示數(shù)據(jù)及其聯(lián)系的模型。是對現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)關(guān)系、特征的抽象。分類:概念模型(信息模型):從用戶角度對數(shù)據(jù)建模,用于DB設(shè)計。數(shù)據(jù)模型(結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型):從計算機(jī)角度對數(shù)據(jù)建模,用于DBMS實(shí)現(xiàn)?,F(xiàn)實(shí)世界認(rèn)識、分析、抽象DBMS支持的數(shù)據(jù)模型機(jī)器世界概念模型信息世界一、信息的三個世界:描述規(guī)范轉(zhuǎn)換第十二頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六
一、信息的三個世界
現(xiàn)實(shí)信息機(jī)器世界世界世界
信息世界的基本概念:
實(shí)體:事物及聯(lián)系
屬性:實(shí)體的特征簡單屬性和復(fù)合屬性單值屬性和多值屬性存儲屬性和派生屬性分析抽象編碼規(guī)范↓↓↓
事物----信息----數(shù)據(jù)
屬性域:屬性取值范圍
碼:關(guān)鍵字/鍵
實(shí)體型:結(jié)構(gòu)
實(shí)體集:一組同類實(shí)體第十三頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六三個世界術(shù)語間關(guān)系:
學(xué)生
學(xué)
號
姓
名
年齡
性別
籍貫學(xué)生1
990927胡
偉22男
湖南學(xué)生2
990652張春24男
湖北學(xué)生3
991091程軍23男
山西學(xué)生4
990676王
翌22女
四川實(shí)體↓屬性↓
←
值1←
值2←
值3←
值4←記錄型記錄↓項(xiàng)↓機(jī)器世界信息世界↑事物
↑特征
現(xiàn)實(shí)世界用概念模型用數(shù)據(jù)模型
值1→
實(shí)體型→
值3→
值4→
值2→實(shí)體集第十四頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六
二、概念模型1.概念實(shí)體集間的聯(lián)系:1:11:mm:n例:系---系主任學(xué)生---座位班級---學(xué)生公司---職員學(xué)生---圖書運(yùn)動員---項(xiàng)目設(shè)實(shí)體集:
E1E2第十五頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六二、概念模型實(shí)體集間聯(lián)系的表示:兩實(shí)體集間多實(shí)體集間同一實(shí)體集內(nèi)部門D職工EE-D聯(lián)系名實(shí)體集A實(shí)體集B11nm1n供應(yīng)商供求項(xiàng)目零件pmn供應(yīng)商項(xiàng)目零件第十六頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六二、概念模型實(shí)體集間聯(lián)系的表示:兩實(shí)體集間多實(shí)體集間同一實(shí)體集內(nèi)相同實(shí)體集間的兩個聯(lián)系職工E領(lǐng)導(dǎo)1n職工E領(lǐng)導(dǎo)1n職工中的M醫(yī)生D病人P診病1n護(hù)理mn第十七頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六二、概念模型概念模型的表示方法:E-R圖:實(shí)體集、屬性、聯(lián)系職工Eeno部門...no學(xué)生s課程cS-Cagenamecnocnamesum?總分:sum?成績:scorescore例:第十八頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六1.數(shù)據(jù)模型的三要素(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性)①數(shù)據(jù)庫對象類型:與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對象;與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對象。②數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系:隱式和顯式。(2)數(shù)據(jù)操作(描述系統(tǒng)的動態(tài)特性)指對數(shù)據(jù)庫各種對象允許進(jìn)行操作的集合,包括操作語言及有關(guān)操作規(guī)則的定義。(3)數(shù)據(jù)的完整性約束是對數(shù)據(jù)及其關(guān)系的制約規(guī)則的集合。三、數(shù)據(jù)模型的組成及新特征
第十九頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六數(shù)據(jù)模型的新特征
(1)數(shù)據(jù)特征:數(shù)據(jù)可以是多維的、易變、多態(tài)的。(2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):數(shù)據(jù)類型更豐富;數(shù)據(jù)格式多樣化。(3)數(shù)據(jù)操作:包含特殊的操作、數(shù)據(jù)的互操作性及操作的主動性。主要數(shù)據(jù)模型:
(1)三種基本數(shù)據(jù)模型:層次、網(wǎng)狀、關(guān)系模型。(2)面向?qū)ο竽P停?)謂詞模型(4)XML模型(5)擴(kuò)充的數(shù)據(jù)模型三、數(shù)據(jù)模型的組成及新特征第二十頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六2.三種基本數(shù)據(jù)模型的概念層次模型網(wǎng)狀模型關(guān)系模型基本層次聯(lián)系兩個記錄集及其間的1:n聯(lián)系
學(xué)號姓名年齡RiRj雙親結(jié)點(diǎn)子女結(jié)點(diǎn)Lij1:n的聯(lián)系名三、數(shù)據(jù)模型的組成及新特征第二十一頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六四.層次模型(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):樹結(jié)構(gòu)記錄集(類型)1:n的聯(lián)系R1R3R2R4R5層次數(shù)據(jù)庫的型與值:層次模型的基本特點(diǎn):需按路徑查看給定記錄的值。
1.2數(shù)據(jù)模型第二十二頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六四.層次模型(2)數(shù)據(jù)操作與完整性約束基本數(shù)據(jù)操作:查、插、刪、改結(jié)點(diǎn)值使用過程化語言主要的完整性約束:插入:無雙親不能插子女;刪除:刪雙親則子女無;修改:保證一致性。(3)存儲結(jié)構(gòu)1)鄰接法:按樹前序序列依次存放記錄值2)鏈接法孩子-兄弟鏈接法
1.2數(shù)據(jù)模型第二十三頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六五.網(wǎng)狀模型(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫的型與值:網(wǎng)狀模型m:n聯(lián)系的表示L1L2RiRjRk系主成員
1.2數(shù)據(jù)模型例:訂貨人與貨物:?系:以記錄型為結(jié)點(diǎn)的二級樹。第二十四頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六(2)數(shù)據(jù)操作與完整性約束基本數(shù)據(jù)操作:對記錄的操作對系的操作使用過程化語言主要的完整性約束:①一個記錄型不能在同一個系型中既是主記錄型又是屬記錄型。②任何一個系值中至多只有一個主記錄。③插、刪一個記錄時,須遵守系籍約束。(3)存儲結(jié)構(gòu)S1…C1…S1c1AS1c2AS3c1AS2c1AS4c1A五.網(wǎng)狀模型
S8……C6……第二十五頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期六六.關(guān)系模型(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
屬性元組學(xué)號姓名年齡
關(guān)系元組屬性(值)主碼(主Key)域主碼關(guān)系名屬性名例:學(xué)生(學(xué)號,姓名,年齡)
關(guān)系模式:關(guān)系結(jié)構(gòu)的描述
R(A1,A
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