数据库系统导论课件.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Visual Basic+SQL Server,第1章 绪论,主讲：刘辉,Password huiliu,本章主要内容,数据管理技术的发展,数据处理及数据管理的概念,数据模型,数据库系统组成,数据库系统体系结构,1.1,数据处理概念,数据与信息,1,数据,从本质上说，数据是指描述事物的符号，可以有多种形式数字、文字、图形、图像、动画、声音、影像等都是数据2,信息,信息是现实世界中的各种事物、事物的特征及其联系等在人脑中的反映，是经过处理、加工提炼而用于决策制定或其他应用活动的数据信息是经过处理的数据3,数据管理,数据管理是指数据的收集、整理、组织、存储、传送、查询等各种操作，是数据处理的基本环节，是任何数据处理任务的共性部分数据库技术就是一门数据管理技术。

1.,人工管理阶段,2.,文件系统阶段,3.,数据库系统阶段,1.2,数据管理技术的发展,1.2,数据管理技术的发展,1.2.1,人工管理阶段,1,时间,20,世纪,50,年代中期以前计算机提供给人们的只有简单的硬件系统，外存也只有纸带、磁带和卡片，软件上还没有出现操作系统2,硬软件,1.2,数据管理技术的发展,1.2.1,人工管理阶段,缺点：,人工管理方式是面向某一具体应用的，程序和数据组基本上是绑在一起的，因此数据的独立性差，无法实现数据共享，数据冗余度（同样的数据出现多次称为冗余）大1.2,数据管理技术的发展,1.2.2,文件系统阶段,1,时间,20,世纪,60-70,年代，计算机大量用于管理领域在硬件方面出现了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备，在软件方面出现了简单的数据文件管理系统（文件系统）文件系统专门管理文件，用户对数据文件的存取都通过文件系统来进行的2,硬软件,程序员在编程时不必考虑数据的存放形式，用户存取数据只需通过应用程序与文件管理系统之间的接口来进行1.2,数据管理技术的发展,1.2.2,文件系统阶段,数据冗余无法避免,面向应用，文件结构难以扩展,1.2,数据管理技术的发展,1.2.2,文件系统阶段,2,优点,实现了数据的文件级共享 。

程序和数据文件相互依存数据冗余大、数据的不一致性3,缺点,不能反映企业间的业务联系4,改进,为了更方便地实现各用户对数据的共享，实现数据和程序的独立性，就进入了数据处理的第三阶段,数据库系统阶段1.2,数据管理技术的发展,1.2.3,数据库系统阶段,1,数据库技术的目标,一是克服程序和文件的相互依存二是重在表现数据之间的联系三是尽量克服数据冗余，解决数据的安全性和完整性保护问题2,与文件系统的根本区别,数据库系统是面向整个系统的，而文件系统是面向具体应用的即数据库把一个机构中公用的数据综合在一起，放在一个公用的数据库中，并将各项的数据按照一定的逻辑结构构造在一起，使数据不仅存在于数据库中，而且还能反映出各类数据之间的复杂关系说明：由于各部门公用的数据存放在一个公共的数据库中，数据一般只有一个版本，从而尽可能地消除了数据冗余但实际上数据冗余是不可能完全消除了，有时为了应用上的方便，还必须人为是增加数据冗余1.2,数据管理技术的发展,1.2.3,数据库系统阶段,3,数据库系统阶段的主要特点,（,1,）数据的结构化,数据库系统中的数据面向整个机构的全局应用，并采用一定的数据模型来进行描述和定义，数据具有整体结构化的特征。

在描述数据结构的同时，不但要描述数据的本身，同时还要描述数据之间的联系由于是从全局分析和描述数据，从而可以使数据可以被机构内的多个用户、多个应用所共享由此可以显著地减少数据冗余，节省存储空间由于数据没有其它副本，故不会出现数据的不一致性2,）数据共享性,除了共享的数据外，各部门还可以有自己的私有数据，这些数据也可以存放在数据库中，但它只是私有于某个部门，为了防止其它部门对它进行访问，可加上各种保密限制，禁止非法获得这些数据1.2,数据管理技术的发展,1.2.3,数据库系统阶段,3,数据库系统阶段的主要特点,（,3,）数据与程序具有独立性,所谓数据独立性是指数据发生变化而应用程序可以不变1.2,数据管理技术的发展,1.2.3,数据库系统阶段,（,4,）便于对数据实现集中统一的管理与控制,安全性控制,完整性控制,并发控制,故障恢复,3,数据库系统阶段的主要特点,1.2,数据管理技术的发展,1.2.3,数据库系统阶段,（,4,）便于对数据实现集中统一的管理与控制,安全性控制：数据的安全性是指保护数据以防止不合法的使用所造成的数据泄密或破坏系统一般用检查口令或其它手段来验证用户身份，只有合法用户才能进入数据库系统；可以通过定义保密级别和数据存取权限来控制进入系统的用户只能使用允许他使用的数据。

3,数据库系统阶段的主要特点,1.2,数据管理技术的发展,1.2.3,数据库系统阶段,（,4,）便于对数据实现集中统一的管理与控制,完整性控制：数据的完整性是指数据的正确性、有效性数据库中的数据是对客观世界中事物性质的反映，必须要符合一定的语义数据库系统应提供必要的功能，保证数据库中的数据在输入、修改过程中始终符合原来的含义或规定3,数据库系统阶段的主要特点,1.2,数据管理技术的发展,1.2.3,数据库系统阶段,（,4,）便于对数据实现集中统一的管理与控制,并发控制：当多个用户的应用程序同时存取、修改数据库时，可能会发生相互干扰而得到错误的结果，并使数据库的完整性受到破坏，因此必须对多用户的并发存取操作加以控制和协调3,数据库系统阶段的主要特点,1.2,数据管理技术的发展,1.2.3,数据库系统阶段,（,4,）便于对数据实现集中统一的管理与控制,故障恢复：虽然我们希望数据库中的数据总是正确的、可靠的，但计算机系统故障却是无法保证不出现的故障出现时，可能会影响到数据库中数据的正确性与有效性，甚至会破坏整个数据库，使数据库中的数据部分或全部丢失当发生这种情况时，系统应该能够根据故障类型把数据库恢复到正确状态。

3,数据库系统阶段的主要特点,1.3,数据模型,把信息世界中的实体及其联系转化为数据库中的数据，需要借助于实施数据模型（一般简称数据模型）这个工具数据模型是数据库中用于提供信息表示和操作手段的形式框架，是将信息世界转化为数据世界的桥梁目前常用的数据模型有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象数据模型四大类层次数据模型是三大经典数据模型中出现最早的一个，它用树型结构来表示实体集与实体集间的联系树中的节点，表示实体集，树中的连线用来表示实体集间的联系，这种联系只能是,1:1,或,1:n,的联系1,层次,模型,层次模型是指满足下列条件的基本层次联系的集合：,（,1,）有且仅有一个节点无父结点，此结点称为根结点；,（,2,）根结点以外的其它结点有且仅有一个父结点层次模型的优点是层次分明，结构清晰，适用于描述客观存在的事物中有主细目之分的,层次结构,联系，比如部门的组织结构图典型的层次模型数据库管理系统是,IBM,公司在,1986,开发研制的,IMS,（,Information Management System,）1.3,数据模型,现实世界广泛存在着非层次联系，对于这类联系，用层次模型来描述往往很不直观，也难以理解。

因此人们又提出了另一种数据模型,网状模型2,网状模型,1.3,数据模型,2,网状模型,1.3,数据模型,关系数据模型是三大经典模型（层次、网状、关系）中最晚发展起来的一种，是相对建模能力最强的一种，也是目前使用得最多的一种模型它的产生是与科迪的努力分不开的1970,年，科迪（）首次描述了关系数据模型，后来他与戴特（）一起将关系数据模型建立在严格的数学基础（笛卡尔积与关系代数）上，为关系数据库的诞生奠定了理论基础3,关系模型,若干个名词：关系、关系数据库、属性、元组、关键字、值域,1.3,数据模型,（,1,）关系中元组的个数是有限的；,（,2,）关系中不允许有相同的元组；,（,3,）关系中不允许有相同的属性名；,（,4,）关系的每一属性的数据类型必须相同，且取自于同一个域；,（,5,）关系的行的顺序和列的顺序可以任意交换；,（,6,）关系的任何一个属性都必须是不可再分的元素；,（,7,）关系的结构相对固定，但元组的值与数目是随时间的推移而经常变化的3,关系模型,关系的性质,关系模型是以人们日常生活中司空见惯的二维表的形式表示实体集与实体集之间的联系，非常直观，同时又由于其理论严格、使用方便等特点，所以被广泛地接受和使用。

1.5,数据库系统组成,数据库系统（,Database SystemDBS,）是指实际可运行的、具有管理和控制数据库功能并向应用程序提供数据或信息支持的系统一个完整的数据库系统由计算机支持系统、数据库（,DatabaseDB,）、数据库管理系统（,Database Management systemDBMS,）、数据库应用程序以及相关人员组成1,计算机支持系统,(1),硬件支持系统,(2),软件支持系统,2,数据库（,DB,）,数据库一般是指按一定的数据模型组织的，长期存放在外存上的一组可共享的相关数据集合可以把它看成是数据的仓库，这个“仓库”中的数据彼此之间是有联系的、有规则的，不是独立的、杂乱无章的1.5,数据库系统组成,3,数据库管理系统（,DBMS,）,为了使用数据库中的数据，必须有一个对这些数据进行访问和控制的机构，这个机构就是数据库管理系统，它是基于某种数据模型对数据库进行管理的系统软件，是数据库系统的核心数据库系统的一切操作，包括按数据模式来创建数据库对象、用户或应用程序对数据对象的操作（如检索、插入、修改、删除等）以及数据管理和控制等，都是通过,DBMS,进行的4,数据库应用程序,数据库应用程序是为了完成特定的功能而由编程人员编写的，它与一般的计算机系统中的用户程序基本相同。

数据库应用程序可以由高级程序设计语句编写，如使用,Visual Basic,编写,1.5,数据库系统组成,5,人员,（,1,）数据库管理员（,Database Management Administrator,）,数据库管理员是指一组熟悉计算机数据处理业务、负责设计和维护数据库的技术人员这些专业人员在数据库的整个生命周期中处于十分重要的地位，也是数据库系统中不可缺少的一部分2,）系统分析设计和开发人员,系统分析设计和开发人员的主要任务是设计和开发数据库系统他们根据用户需求与,DBA,一起确定系统硬、软件配置，参与概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计，并在此基础上编写应用程序，进行调试和安装系统3,）用户,用户是指数据库系统的最终用户不同层次的用户按其业务工作的要求，通过应用程序的操作界面使用数据库，分别完成日常业务、管理和决策的工作如超市的收银员就是一种数据库系统的用户参考教材,萨师煊、王珊编著,数据库系统,(,第,五,版,),高,等教育出版社,周立柆等编著,SQL Server,数据库原理,设计与实现,清华大学出版,作业,考试以完成实验环节为必要条件,期末考试采用笔试,;,本课程总成绩为,100,分,其中成绩评定由三部分组成：,期末考试成绩,:60%,实验成绩,:25%,平时成绩,:15%,本课程分组实验,分组实验考查：以组为单位，每组设计一个系统，设计工具：,Visual Basic6.0+SqlServer2000,实验内容：自行设计一个简易管理系统，内容不限，要求能实现数据的增加、删除、修改、查询,每组成员：原则上不超过,5,人，人数越多，作。