數(shù)據(jù)庫技術基礎1數(shù)據(jù)管理的概述2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)課件

第1章數(shù)據(jù)庫技術基礎

1.1數(shù)據(jù)管理的概述1.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)1.3數(shù)據(jù)模型1.4數(shù)據(jù)庫設計SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著第1章數(shù)據(jù)庫技術基礎1.1數(shù)據(jù)管理的概述SQLSer11.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理1.1.2數(shù)據(jù)管理的發(fā)展1.1.3數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.1數(shù)據(jù)管理的概述SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理1.1數(shù)據(jù)管理的概述S21.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)處理信息是維持生產活動、經(jīng)濟活動和社會活動必不可少的資源；數(shù)據(jù)是將現(xiàn)實世界中的各種信息記錄下來、可識別的符號，它用類型和值來表示。數(shù)據(jù)的形式本身并不能完全表達其內容，它需要經(jīng)過語義解釋。數(shù)據(jù)與其語義是不可分的；并不是所有的數(shù)據(jù)都是信息，信息是一種已經(jīng)被加工為特定形式的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)形式對接收者來說是有意義的。即只有有價值的數(shù)據(jù)才是信息。SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)處理信息是維持生產活動、經(jīng)濟活31.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理是用計算機對數(shù)據(jù)進行處理的系統(tǒng)應用。它是一個由人、計算機等組成的能進行信息的收集、傳遞、存儲、加工、維護、分析、計劃、控制、決策和使用的系統(tǒng)，這些基本操作環(huán)節(jié)稱為數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)管理技術是解決上述基本環(huán)節(jié)的，而其它環(huán)節(jié)(加工/計算、輸出等操作)是由應用程序實現(xiàn)的，所以數(shù)據(jù)庫是信息系統(tǒng)的核心。SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理是用計算機對數(shù)據(jù)41.1.2數(shù)據(jù)管理的發(fā)展

人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.1.2數(shù)據(jù)管理的發(fā)展人工管理階段SQLServer5應用程序1數(shù)據(jù)集1應用程序2數(shù)據(jù)集2數(shù)據(jù)集3應用程序3人工管理階段

SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著應用程序1數(shù)據(jù)集1應用程序2數(shù)據(jù)集2數(shù)據(jù)集3應用程序3人工管6文件系統(tǒng)階段

文件n應用程序1應用程序2應用程序n文件1文件2文件系統(tǒng)……SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著文件系統(tǒng)階段文件n應用程序1應用程序2應用程序n文件1文件7數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段

應用程序1應用程序2應用程序n數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應用程序1應用程序2應用程序n數(shù)數(shù)據(jù)庫S81.1.3數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)(Data)是描述事物的符號記錄。除了常用的數(shù)字數(shù)據(jù)外，文字(如名稱)、圖形、圖象、聲音等信息，也都是數(shù)據(jù)。日常生活中，人們?yōu)榱私涣?，會直接用自然語言(如漢語)去描述事物。在計算機中，為了存儲和處理這些事物，就要抽出對這些事物感興趣的特征組成一個記錄來描述。數(shù)據(jù)庫(Database，簡稱DB)中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存，具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并可為各種用戶共享。SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.1.3數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)(Data9

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DatabaseManagementSystem簡稱DBMS)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)管理軟件。數(shù)據(jù)庫在建立、運用和維護時由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制。它使用戶方便地定義數(shù)據(jù)和操縱數(shù)據(jù)，并能夠保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、以及多用戶對數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的數(shù)據(jù)庫恢復。1.1.3數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DatabaseManagementS10

1.1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成用戶用戶用戶應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理員……應用開發(fā)工具SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成用戶用戶用戶應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管111.2.1DBMS的功能1.2.2DBMS的組成1.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.2.1DBMS的功能1.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)121.2.1DBMS的功能1.數(shù)據(jù)定義2.數(shù)據(jù)操縱3.數(shù)據(jù)庫運行管理4.數(shù)據(jù)組織、存儲和管理5.數(shù)據(jù)庫的建立和維護6.數(shù)據(jù)通信接口SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.2.1DBMS的功能1.數(shù)據(jù)定義SQLServer131.2.2DBMS的組成1.數(shù)據(jù)定義語言及其翻譯處理程序2.數(shù)據(jù)操縱語言及其翻譯解釋程序3.數(shù)據(jù)運行控制程序4.實用程序SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.2.2DBMS的組成1.數(shù)據(jù)定義語言及其翻譯處理程141.3.1數(shù)據(jù)模型的三要素1.3.2概念模型1.3.3數(shù)據(jù)模型的分類1.3數(shù)據(jù)模型SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.3.1數(shù)據(jù)模型的三要素1.3數(shù)據(jù)模型SQLSer15

1.3.1數(shù)據(jù)模型的三要素1.數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)結構用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性。2.數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作用于描述系統(tǒng)的動態(tài)特性。3.數(shù)據(jù)的約束條件一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和儲存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效和兼容。SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.3.1數(shù)據(jù)模型的三要素1.數(shù)據(jù)結構SQLServ16

1.3.2概念模型實體(Entity)：客觀存在并可以相互區(qū)分的事物。屬性(Attribute)：實體所具有的某一特征，一個實體可以由若干個屬性來刻畫。碼(Key)：唯一標識實體的屬性或屬性組合。域(Domain)：屬性的取值范圍，例如，性別的域為(男，女)。SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.3.2概念模型實體(Entity)：客觀存在并可以171.3.2概念模型實體型(EntityType)：具有相同屬性的實體具有共同的特征和性質，用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體，稱為實體型。實體集(EntitySet)：同型實體的集合稱為實體集。聯(lián)系(Relationship)：實體內部的聯(lián)系通常是指組成實體的各屬性之間的聯(lián)系。兩個實體型之間的聯(lián)系可以分為三類：一對一聯(lián)系(1:1)、一對多聯(lián)系(1:n)、多對多聯(lián)系(m:n)。SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.3.2概念模型實體型(EntityType18

1.3.2概念模型概念模型的表示方法最常用的是實體-聯(lián)系方法(Entity-RelationshipApproach)，是P.P.S.Chen于1976年提出的，該方法是用E-R圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型。 SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.3.2概念模型概念模型的表示方法最常用的是實體-聯(lián)191.3.2概念模型E-R方法采用如下方法來表示實體-聯(lián)系：⑴使用長方形來表示實體型，框內寫上實體名。⑵橢圓型表示實體的屬性，并用無向邊把實體和屬性連起來。⑶用菱形表示實體間的聯(lián)系，菱形框內寫上聯(lián)系名，用無向邊把菱形分別與有關實體相連接，在無向邊旁標上聯(lián)系的類型(1:1，1:n或m:n)，若實體之間聯(lián)系也具有屬性，則把屬性和菱形也用無向邊連接上。需要注意的是，聯(lián)系本身也是一種實體型，也可以有屬性。如果一個聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無向邊與該聯(lián)系連接起來。SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.3.2概念模型E-R方法采用如下方法來表示實體-聯(lián)系201.3.3數(shù)據(jù)模型的分類數(shù)據(jù)模型有層次模型；網(wǎng)狀模型；關系模型三種。1.層次模型用樹形結構來表示各類實體以及實體間的聯(lián)系。每個結點表示一個記錄類型，結點之間的連線表示記錄類型間的聯(lián)系，這種聯(lián)系只能是父子聯(lián)系。SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.3.3數(shù)據(jù)模型的分類數(shù)據(jù)模型有層次模型；網(wǎng)狀模型；關系211.3.3數(shù)據(jù)模型的分類2.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型是一種比層次模型更具普遍性的結構，它去掉了層次模型的兩個限制，允許多個結點沒有雙親結點，允許結點有多個雙親結點，此外它還允許兩個結點之間有多種聯(lián)系(稱之為復合聯(lián)系)。3.在用戶看來，一個關系模型的邏輯結構是一張二維表，它由行和列組成。在關系模型中，實體以及實體間的聯(lián)系都是用關系來表示。關系模型要求關系必須是規(guī)范化的，最基本的條件就是，關系的每一個分量必須是一個不可分的數(shù)據(jù)項，即不允許表中還有表。SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.3.3數(shù)據(jù)模型的分類2.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型是一種比層次模221.4.1需求分析階段1.4.2概念結構設計1.4.3邏輯結構設計1.4.4數(shù)據(jù)庫物理設計1.4.5數(shù)據(jù)庫實施1.4.6數(shù)據(jù)庫運行與維護1.4數(shù)據(jù)庫設計SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.4.1需求分析階段1.4數(shù)據(jù)庫設計SQLServ231.4.1需求分析階段需求收集和分析，得到的結果是數(shù)據(jù)字典描述的數(shù)據(jù)需求和數(shù)據(jù)流圖描述的處理需求。1.需求分析的任務2.需求分析的方法3.數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲、處理過程SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.4.1需求分析階段需求收集和分析，得到的結果是數(shù)據(jù)字典24

1.4.2概念結構設計通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體DBMS的概念模型，可以用E-R圖表示。1.概念結構設計的方法2.數(shù)據(jù)抽象與局部E-R設計3.局部E-R圖的優(yōu)化SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.4.2概念結構設計通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽25

1.4.3邏輯結構設計

將概念結構轉換為某個DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型(例如關系模型)，并對其進行優(yōu)化。1.E-R圖向關系模型的轉換2.數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化3.設計用戶子模式SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.4.3邏輯結構設計將概念結構轉換為某個DBMS所支26

1.4.4數(shù)據(jù)庫物理設計為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應用環(huán)境的物理結構(包括存儲結構和存取方法)。1.確定數(shù)據(jù)的存儲結構2.設計數(shù)據(jù)的存取路徑3.確定數(shù)據(jù)的存放位置4.確定系統(tǒng)配置5.評價物理結構，評價的重點是時間和空間效率SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.4.4數(shù)據(jù)庫物理設計為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應27

1.4.5數(shù)據(jù)庫實施運用DBMS提供的數(shù)據(jù)語言(例如SQL)及其程序設計語言(例如C)，根據(jù)邏輯設計和物理設計的結果建立數(shù)據(jù)庫，編制與調試應用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進行試運行。數(shù)據(jù)庫實施主要包括以下工作：1.用DDL定義數(shù)據(jù)庫結構2.組織數(shù)據(jù)入庫3.編制與調試應用程序4.數(shù)據(jù)庫試運行SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.4.5數(shù)據(jù)庫實施運用DBMS提供的數(shù)據(jù)語言(例如S28

1.4.6數(shù)據(jù)庫運行與維護數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)經(jīng)過試運行后即可投入正式運行。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行過程中必須不斷地對其進行評價、調整與修改。1.數(shù)據(jù)庫的轉儲和恢復2.數(shù)據(jù)庫的安全性、完整性控制3.數(shù)據(jù)庫性能的監(jiān)督、分析和改進4.數(shù)據(jù)庫的重組織和重構造SQLServer數(shù)據(jù)庫應用技術張蒲生何升編著1.4.6數(shù)據(jù)庫運行與維護數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)經(jīng)過試運行后即可29⑴試述數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個概念的含義及聯(lián)系。⑵解釋層次模型、網(wǎng)狀模型和關系模型的含義。⑶簡述E-R圖的構成三要素。⑷簡述關系的性質。⑸實體之間的聯(lián)系有哪幾種，并簡述之。⑹什么是DB