第1章数据库概论.pptx

《第1章数据库概论.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章数据库概论.pptx（35页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、课程主讲人：第1章数据库概论第第1章章 数据库概论数据库概论第第1章章 数据库概论数据库概论 本章是以数据库技术的基础为主要内容，它本章是以数据库技术的基础为主要内容，它介绍了数据库系统的组成、数据模型、数据库模介绍了数据库系统的组成、数据模型、数据库模式结构、数据库技术的产生与发展及数据库的体式结构、数据库技术的产生与发展及数据库的体系结构以及几个方面的知识。通过学习本章的知系结构以及几个方面的知识。通过学习本章的知识，可以对数据库技术基础知识有一个基本的了识，可以对数据库技术基础知识有一个基本的了解，认识解数据库的结构及组成等相关部分，为解，认识解数据库的结构及组成等相关部分，为进一步学习

2、后边的相关知识打下基础。进一步学习后边的相关知识打下基础。 本章内容本章内容: 1.1 数据库系数据库系统统 1.2 数据数据库库管理管理系统系统 1.3 数据模型数据模型 1.4 数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构 1.5 数据库技术的产生与发展数据库技术的产生与发展 1.6 数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构第第1章章 数据库概论数据库概论第第1章章 数据库概论数据库概论 11 数据库系统数据库系统 1.1.1 数据库系统组成数据库系统组成 1.数据库数据库(DataBase，简称为，简称为DB)物理数据库，数据库的主体物理数据库，数据库的主体 描述数据库，数据字典系统管理描述

3、数据库，数据字典系统管理 2.硬件环境硬件环境 3.软件环境软件环境 4.数据库管理员数据库管理员(Database Administrator,简记为简记为DBA) 系统分析员系统分析员、数据库管理员数据库管理员、应用程序员应用程序员、用户用户 DBA主要职责主要职责第第1章章 数据库概论数据库概论 1.1 数据库系统数据库系统1.1.2 数据库系统的效益数据库系统的效益 (1) 简易性。简易性。 (2) 灵活性。灵活性。 (3) 集中性。集中性。 (4) 高效性。高效性。 (5) 实用性。实用性。 (6)标准化。标准化。第第1章章 数据库概论数据库概论 1.2 数据库管理系统数据库管理系统

4、 1.2.1 DBMS的主要功能的主要功能 1数据库的定义功能数据库的定义功能 2.数据库操纵功能数据库操纵功能 4种基本操作：增删改查种基本操作：增删改查 3.数据库运行控制功能数据库运行控制功能 4大基本功能：大基本功能：安全性、完整性、并发安全性、完整性、并发、恢复恢复 4.数据库的维护功能数据库的维护功能 5.数据字典数据字典数据库的数据库数据库的数据库 1.2.2 DBMS的组成的组成1.数据描述语言数据描述语言(DDL)(1) 外模式外模式DDL(2) 模式模式DDL(3) 内模式内模式DDL2.数据操纵语言数据操纵语言(DML)(1) 存储语句存储语句(2) 控制语句控制语句(3

5、) 检索语句检索语句(4) 更新语句更新语句3.数据库管理的例行程序数据库管理的例行程序(1) 语言翻译处理程序。语言翻译处理程序。(2) 公用程序。公用程序。(3) 系统运行控制程序。系统运行控制程序。第第1章章 数据库概论数据库概论 1.2.3 DBMS的工作过程的工作过程第第1章章 数据库概论数据库概论 13 数据模型数据模型 1.3.1 信息和数据信息和数据 信息是对现实世界各种事物的存在特征、运信息是对现实世界各种事物的存在特征、运动形态以及不同事物间的相互联系等在人脑动形态以及不同事物间的相互联系等在人脑中的抽象反映，进而形成概念。数据是对信中的抽象反映，进而形成概念。数据是对信息

6、的符号化表示，即用一定的符号表示信息。息的符号化表示，即用一定的符号表示信息。数据是信息的载体，而信息是数据的内涵。数据是信息的载体，而信息是数据的内涵。第第1章章 数据库概论数据库概论 1.3.2 数据模型的三个层次数据模型的三个层次 (1) 概念数据模型又称概念模型，是现概念数据模型又称概念模型，是现实世界到概念世界的抽象。实世界到概念世界的抽象。实体联系模实体联系模型型(Entity-Relationship Model,简称简称E-R模模型型)。 (2) 逻辑数据模型又称数据模型，是概逻辑数据模型又称数据模型，是概念世界的抽象描述到信息世界的转换。念世界的抽象描述到信息世界的转换。层次

7、模型、网状模型、关系模型。层次模型、网状模型、关系模型。3个要素：个要素： 数据结构数据结构 数据操作数据操作 数据数据完整性约束完整性约束 (3) 物理数据模型又称物理模型物理数据模型又称物理模型,是信息世是信息世界模型在机器世界的实现。界模型在机器世界的实现。第第1章章 数据库概论数据库概论 1.3.3 信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念 1.实体实体(entity) 客观存在并可互相区别的事物称为实客观存在并可互相区别的事物称为实体。体。 2.属性属性(attribute) 实体所具有的某一特性称为属性。实体所具有的某一特性称为属性。 3.码码(key) 唯一标识实体的属性或属性集

8、称为码。唯一标识实体的属性或属性集称为码。 4.域域(domain) 属性的取值范围称为该属性的域。属性的取值范围称为该属性的域。 5.实体型实体型(entity type) 具有相同属性的实体必然具具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。有共同的特征和性质。 6.实体集实体集(entity set) 同型实体的集合称为实体集。同型实体的集合称为实体集。 7.联系联系(relationship) 在现实世界中事物间的关联称为在现实世界中事物间的关联称为联系联系。1:1 1:n m:n第第1章章 数据库概论数据库概论 1.3.4 概念模型的概念模型的E-R模型表示方法模型表示方法 E-R图提

9、供了表示实体型、属性和联系的方法。图提供了表示实体型、属性和联系的方法。 (1) 实体型实体型(集集)：用矩形表示，矩形框内写明实体集：用矩形表示，矩形框内写明实体集名。名。 (2) 属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体集连接起来。实体集连接起来。 (3) 联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，并且在无向边旁无向边分别与有关实体连接起来，并且在无向边旁标上联系的类型标上联系的类型(1：1、1：N或或M：N)。第第1章章 数据库概论数据库概论 【例【例1.1】为某仓库的

10、管理设计一个】为某仓库的管理设计一个E-R模型。模型。仓库主要管理零件的采购和供应等事项。仓仓库主要管理零件的采购和供应等事项。仓库根据需要向外面供应商订购零件，而许多库根据需要向外面供应商订购零件，而许多工程项目需要仓库提供零件。工程项目需要仓库提供零件。E-R图的建立图的建立过程如下：过程如下： (1) 首先确定实体型。首先确定实体型。 (2) 确定实体集联系。确定实体集联系。 (3) 把实体型和联系组合成把实体型和联系组合成E-R图。图。 (4) 确定实体型和联系的属性。确定实体型和联系的属性。 (5) 确定实体型的码。确定实体型的码。第第1章章 数据库概论数据库概论第第1章章 数据库概

11、论数据库概论 【例【例1.1】为某仓库的管理设计一个】为某仓库的管理设计一个E-R模型。模型。仓库主要管理零件的采购和供应等事项。仓仓库主要管理零件的采购和供应等事项。仓库根据需要向外面供应商订购零件，而许多库根据需要向外面供应商订购零件，而许多工程项目需要仓库提供零件。工程项目需要仓库提供零件。 三元联系三元联系 ：例如上例中，如果规定某个工程项目指定例如上例中，如果规定某个工程项目指定需要某个供应商的零件需要某个供应商的零件 一元联系：一元联系：例如零件之间有组合关系，一种零件可以例如零件之间有组合关系，一种零件可以是其他部件的子零件，也可以由其他零件组合而成。是其他部件的子零件，也可以由

12、其他零件组合而成。第第1章章 数据库概论数据库概论 将实体及其属性与实体及其联系分别用两张将实体及其属性与实体及其联系分别用两张E-R图表示图表示第第1章章 数据库概论数据库概论 合并合并E-R图图表示表示第第1章章 数据库概论数据库概论 1.3.5 数据库层次的数据模型数据库层次的数据模型 数据库是根据数据模型划分的，任何一个数据库是根据数据模型划分的，任何一个DBMS都是针对不都是针对不同的数据模型设计出来的。同的数据模型设计出来的。 1.层次数据模型层次数据模型 层次数据模型是数据库系统中最早出现的数据模型。它是用层次数据模型是数据库系统中最早出现的数据模型。它是用树型树型(层次层次)结

13、构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为层次数据模型。层次数据模型。 定义：定义： (1) 只有一个结点没有双亲结点，称之为根结点；只有一个结点没有双亲结点，称之为根结点； (2) 根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。 层次模型的特点是记录联系层次分明，最适合表现客观世界层次模型的特点是记录联系层次分明，最适合表现客观世界中有严格层次关系的事物；缺点是不能直接表示事物间多对中有严格层次关系的事物；缺点是不能直接表示事物间多对多联系。多联系。第第1章章 数据库概论数据库概论 1.3.5 数据库层次的数据模型数据库层

14、次的数据模型 2.网状数据模型网状数据模型用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为网状模用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为网状模型。型。网状数据模型的基本结构是以记录为结点的网络结构网状数据模型的基本结构是以记录为结点的网络结构。定义：定义：(1) 有一个以上的结点没有双亲结点；有一个以上的结点没有双亲结点；(2) 至少有一个结点有多于一个的双亲结点。至少有一个结点有多于一个的双亲结点。网状数据模型数据库系统的操纵主要包括查询、插入、删除和更网状数据模型数据库系统的操纵主要包括查询、插入、删除和更新数据，无论是数据表示还是数据操纵方面已明显优于层次模型。新数据，无论是

15、数据表示还是数据操纵方面已明显优于层次模型。20世纪世纪70年代，网状模型有许多成功的年代，网状模型有许多成功的DBMS产品，例如产品，例如Honeywell公司的公司的IDS/II，HP公司的公司的IMAGE/3000，Burroughs公公司的司的DMSII，Univac公司的公司的DMS1100，Cullinet公司的公司的IDMS，CINCOM公司的公司的TOTAL等。等。第第1章章 数据库概论数据库概论 1.3.5 数据库层次的数据模型数据库层次的数据模型 3.关系数据模型关系数据模型关系模型是目前最重要的一种模型。在用户看来，一个关系模型关系模型是目前最重要的一种模型。在用户看来，

16、一个关系模型的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。 表表1.1第第1章章 数据库概论数据库概论学号姓名性别学院年龄籍贯20190111 王强男计信学院23北京市20190112 李明男软件学院22上海市20190123 张芳女理学院24天津市 1.3.5 数据库层次的数据模型数据库层次的数据模型 3.关系数据模型关系数据模型 相关概念相关概念 (1) 关系：对应通常说的表关系：对应通常说的表 (2) 元组：表中的一行即为一个元组元组：表中的一行即为一个元组 (3) 属性：表中的一例即为一个属性属性：表中的一例即为一个属性 (4) 主键主键(Key)：表

17、中的某个属性组，它可以唯一确定一个元：表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组，组， (5) 域域(Domain)：属性的取值范围：属性的取值范围 (6) 分量：元组中的一个属性值；分量：元组中的一个属性值； (7) 关系模式：对关系的描述，一般表示为：关系名关系模式：对关系的描述，一般表示为：关系名(属性属性1，属性属性2，属性，属性n)第第1章章 数据库概论数据库概论 1.3.5 数据库层次的数据模型数据库层次的数据模型 3.关系数据模型关系数据模型 表表1.2 非二维表非二维表第第1章章 数据库概论数据库概论 学号姓名成绩英语数学数据库180001李明696886190007张三7880

18、73190008王五856370 1.3.5 数据库层次的数据模型数据库层次的数据模型 4.面向对象的数据模型面向对象的数据模型 面向对象数据库是面向对象的概念与数据库技术结合的产物。面向对象数据库是面向对象的概念与数据库技术结合的产物。第第1章章 数据库概论数据库概论 1.3.6 物理模型物理模型机器世界是计算机硬件和操作系统的总称。信息世界表达的数据机器世界是计算机硬件和操作系统的总称。信息世界表达的数据模型及其上的数据操纵最终要用计算机世界提供的手段和方法实模型及其上的数据操纵最终要用计算机世界提供的手段和方法实现，计算机世界对应的是物理模型表示。现，计算机世界对应的是物理模型表示。存储

19、数据时数据描述术语：存储数据时数据描述术语： (1) 位位(bit)：一个二进制数。：一个二进制数。(2) 字节字节(B ,byte)：8bit为一个字节，可以存放一个为一个字节，可以存放一个ASCII字符。字符。(3) 字字(word)：若干字节组成一个字。：若干字节组成一个字。(4) 块块(block)：是内外存交换数据的基本单位，：是内外存交换数据的基本单位，(5) 桶桶(bucket)：外存的逻辑单位，一个桶可以包含一个物理块或：外存的逻辑单位，一个桶可以包含一个物理块或多个在空间上不一定连续的物理块。多个在空间上不一定连续的物理块。(6) 卷卷(volume)：一台输入输出设备所能装

20、载的全部有用的信息，：一台输入输出设备所能装载的全部有用的信息，称为称为“卷卷”。第第1章章 数据库概论数据库概论 14 数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构 1.4.1 数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构 模式模式 内模式内模式 外模式外模式第第1章章 数据库概论数据库概论 1.4.2 数据库的二级映象功能与数据独立性数据库的二级映象功能与数据独立性 数据库系统在这三级模式之间提供了两层映数据库系统在这三级模式之间提供了两层映象：外模式象：外模式/模式映象和模式模式映象和模式/内模式映象。正内模式映象。正是这两层映象保证了数据库系统中的数据能是这两层映象保证了数据库系统中的

21、数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。第第1章章 数据库概论数据库概论 1.5 数据库技术的产生与发展数据库技术的产生与发展 1.5.1 人工管理阶段人工管理阶段(20世纪世纪50年代中期以前年代中期以前) (1) 数据不保存。数据不保存。 (2) 数据的独立性差。数据的独立性差。 (3) 只有程序只有程序(Program) 的概念、没有文件的概念、没有文件(File) 的概念。的概念。 (4) 数据面向应用。数据面向应用。第第1章章 数据库概论数据库概论第第1章章 数据库概论数据库概论 1.5 数据库技术的产生与发展数据库技术的产生与发展 1.5.2

22、文件系统管理阶段文件系统管理阶段(20世纪世纪50年代后期年代后期-60年年代中后期代中后期) (1) 可长期保存可长期保存 (2) 功能较简单。功能较简单。 (3) 文件的形式多样化文件的形式多样化 (4) 数据独立于程序。数据独立于程序。 (5) 对数据的存取以对数据的存取以 记录为单位。记录为单位。 1.5 数据库技术的产生与发展数据库技术的产生与发展 1.5.3 数据库管理阶段数据库管理阶段(20世纪世纪60年代年代今今)(1) 数据的结构化数据的结构化(2) 数据共享数据共享(3) 减少了数据的减少了数据的冗余和不一致性冗余和不一致性(4) 有较高的有较高的数据独立性数据独立性 (5

23、) 方便的用户接口方便的用户接口(6) 数据控制功能数据控制功能第第1章章 数据库概论数据库概论 16 数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构 1.6.1 单用户数据库系统单用户数据库系统 早期的最简单的数据库系统。在单用户系统中，整个数早期的最简单的数据库系统。在单用户系统中，整个数据库系统，包括应用程序、据库系统，包括应用程序、DBMS、数据，都装在一台、数据，都装在一台计算机上，由一个用户独占，不同机器之间不能共享数计算机上，由一个用户独占，不同机器之间不能共享数据。据。第第1章章 数据库概论数据库概论 16 数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构 1.6.2 主从式结构的数据库系统

24、主从式结构的数据库系统 主从式结构是指一个主机带多个终端的多主从式结构是指一个主机带多个终端的多用户结构。在这种结构中，数据库系统，用户结构。在这种结构中，数据库系统，包括应用程序、包括应用程序、DBMS、数据，都集中存、数据，都集中存放在主机上，所有处理任务都由主机来完放在主机上，所有处理任务都由主机来完成，各个用户通过主机的终端并发地存储成，各个用户通过主机的终端并发地存储数据库，共享数据资源。数据库，共享数据资源。第第1章章 数据库概论数据库概论 16 数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构 1.6.3 分布式结构的数据库系统分布式结构的数据库系统 分布式结构的数据库系统是指数据库中的

25、数据在逻辑上分布式结构的数据库系统是指数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但物理地分布在计算机网络的不同结点上。是一个整体，但物理地分布在计算机网络的不同结点上。 16 数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构 1.6.4 客户客户/服务器结构的数据库系统服务器结构的数据库系统 把把DBMS功能和应用分开，网络中某个结点上的计算机专门功能和应用分开，网络中某个结点上的计算机专门用于执行用于执行DBMS功能，称为数据库服务器，简称服务器，其功能，称为数据库服务器，简称服务器，其他结点上的计算机安装他结点上的计算机安装DBMS的外围应用开发工具，支持用的外围应用开发工具，支持用户的应用，称为客户机，

26、这就是客户户的应用，称为客户机，这就是客户/服务器机构的数据库系服务器机构的数据库系统。统。第第1章章 数据库概论数据库概论 本章小结本章小结 本章从数据库的产生与发展出发，介绍了数据库本章从数据库的产生与发展出发，介绍了数据库发展经历的三个过程，然后详细分析了数据库、发展经历的三个过程，然后详细分析了数据库、数据库管理系统、数据库系统的构成及相互关系，数据库管理系统、数据库系统的构成及相互关系，概括数据模型的分类以及特点，并从市场主流数概括数据模型的分类以及特点，并从市场主流数据库应用的角度上归纳了目前数据库的几种体系据库应用的角度上归纳了目前数据库的几种体系结构。结构。 本章重点：数据模型，特别是本章重点：数据模型，特别是ER模型的设计，模型的设计，这是数据库设计的基础，是联系数据库设计人员这是数据库设计的基础，是联系数据库设计人员与用户的纽带，弄清与用户的纽带，弄清ER模型的对应关系即一对模型的对应关系即一对一、一对多、多对多三种对应关系，这是一、一对多、多对多三种对应关系，这是ER模模型的关键。型的关键。第第1章章 数据库概论数据库概论