西南交通大学《计算机基础》课件-第5章 数据库.ppt

1第第5 5章章 数据库基础数据库基础5.1 5.1 数据库系统概述数据库系统概述5.25.2 数据模型数据模型5.3 5.3 关系模型关系模型5.4 5.4 关系数据库关系数据库5.55.5 常见关系数据库管理系统简介常见关系数据库管理系统简介西南交通大学计算机基础2 数据管理数据管理主要面向非数值数据的处理主要面向非数值数据的处理问题，这类数据的特点是数据量大，数据问题，这类数据的特点是数据量大，数据处理的内容主要是数据的分类、组织、编处理的内容主要是数据的分类、组织、编码、存储、检索和维护等码、存储、检索和维护等 随着计算机技术的不断发展，数据管随着计算机技术的不断发展，数据管理一共经历了下面三个阶段理一共经历了下面三个阶段5.1 5.1 数据库系统概述数据库系统概述一、数据管理技术的发展（了解）一、数据管理技术的发展（了解）31 1、人工管理阶段（、人工管理阶段（5050年代中期以前）年代中期以前）42 2、文件系统阶段、文件系统阶段 （5050年代中期至年代中期至6060年代中期）年代中期）53 3、数据库系统阶段（、数据库系统阶段（6060年代后期以来）年代后期以来）（1 1）数据结构化）数据结构化（2 2）数据的共享性高、冗余度低、易扩充）数据的共享性高、冗余度低、易扩充（3 3）数据独立性高）数据独立性高（4 4）数据由）数据由DBMSDBMS统一管理和控制统一管理和控制6二、数据库系统的组成二、数据库系统的组成( (重点重点) ) 组成组成：数据库、硬件支持系统、：数据库、硬件支持系统、软件支持系统、应用程序和有关人员。

软件支持系统、应用程序和有关人员1 1、数据库、数据库 数据库数据库是以一定的数据模型进行是以一定的数据模型进行组织，长期存放在外存储器（如硬盘）组织，长期存放在外存储器（如硬盘）上的一组可共享的相关数据集合上的一组可共享的相关数据集合7二、数据库系统的组成二、数据库系统的组成( (重点重点) )2 2、硬件支持系统、硬件支持系统 存储和运行存储和运行数据库所需的计算机数据库所需的计算机硬件设备硬件设备8二、数据库系统的组成二、数据库系统的组成( (重点重点) )3 3、软件支持系统、软件支持系统 软件支持系统主要包括数据库管理系统软件支持系统主要包括数据库管理系统DBMSDBMS（是数据库系统的是数据库系统的核心核心）、操作系统和应）、操作系统和应用开发工具等用开发工具等 不同的不同的DBMSDBMS其功能、规模、价格是不同的，其功能、规模、价格是不同的，但一般都具有下面三个功能：但一般都具有下面三个功能：数据定义功能，数据定义功能，数据操纵功能（查询、修改、插入、删除等）、数据操纵功能（查询、修改、插入、删除等）、数据库管理和控制功能数据库管理和控制功能94 4、应用系统、应用系统5 5、有关人员、有关人员 主要包括：主要包括：数据库管理员、系统分析数据库管理员、系统分析员、数据库设计人员、应用程序员和用户。

员、数据库设计人员、应用程序员和用户二、数据库系统的组成二、数据库系统的组成( (重点重点) )10 与与传传统统的的文文件件系系统统相相比比，数数据据库库系系统统具有以下具有以下特点：特点： 1. 1.数据结构化数据结构化 2. 2.数据共享性高，冗余度低数据共享性高，冗余度低 3. 3.程序和数据具有比较高的独立性程序和数据具有比较高的独立性 4. 4.为用户提供了良好的接口为用户提供了良好的接口 5. 5.统一和管理控制数据统一和管理控制数据 6. 6.系统灵活，易于扩充系统灵活，易于扩充三、数据库系统的特点（重点三、数据库系统的特点（重点）11 从从DBMSDBMS角角度度来来看看，数数据据库库通通常常采采用用三三级级模模式结构，这是数据库内部的系统结构式结构，这是数据库内部的系统结构 从从数数据据库库最最终终用用户户角角度度来来看看，数数据据库库结结构构可可分分为为单单机机结结构构、集集中中式式结结构构，C/SC/S结结构构，B/SB/S结结构构，分分布布式式结结构构，并并行行式式结结构构等等，这这是是数数据库外部的体系结构据库外部的体系结构 数数据据库库的的体体系系结结构构是是数数据据库库的的一一个个总总框框架架，它是一种它是一种三级模式三级模式和和二级映象二级映象结构。

结构四、数据库系统的体系结构（重点）四、数据库系统的体系结构（重点）12图图5-5 5-5 数据库的体系结构数据库的体系结构应用程序应用程序1 1应用程序应用程序2 2外模式外模式B B外模式外模式A A内模式内模式概念模式概念模式模式模式/ /内模式映象内模式映象数据库数据库数据库管数据库管理系统理系统OSOS应用程序应用程序3 3应用程序应用程序4 4应用程序应用程序5 5外模式外模式/ /模式映象模式映象A A外模式外模式/ /模式映象模式映象B B13（1 1）三级模式）三级模式1 1概念模式（概念模式（Conceptual SchemaConceptual Schema）2 2外部模式（外部模式（External SchemaExternal Schema）3 3内部模式（内部模式（Internal SchemaInternal Schema）14（1 1）三级模式）三级模式 概念模式概念模式：又称模式，是数据库设计者综合：又称模式，是数据库设计者综合所有用户数据，按照统一的观点构成的全局逻辑所有用户数据，按照统一的观点构成的全局逻辑结构 外部模式：外部模式：又称子模式或用户模式。

是用户又称子模式或用户模式是用户与数据库的接口，也是应用程序可见的数据描述与数据库的接口，也是应用程序可见的数据描述 内部模式：内部模式：又称物理模式或存储模式用来又称物理模式或存储模式用来记录数据库在存储介质上的安排与存储方式记录数据库在存储介质上的安排与存储方式15（2 2）二级映象）二级映象外模式外模式/ /模式映象：模式映象： 它表达了用户数据库和概念数据库之它表达了用户数据库和概念数据库之间的对应关系间的对应关系模式模式/ /内模式映象：内模式映象： 它表达了概念数据库和物理数据库之它表达了概念数据库和物理数据库之间的对应关系间的对应关系161.1.银行业务系统银行业务系统2.2.超市销售系统超市销售系统3.3.学校教学管理系统学校教学管理系统4.4.图书管理系统图书管理系统 六、数据库技术的发展（自学六、数据库技术的发展（自学）五、数据库系统的应用（了解）五、数据库系统的应用（了解）17模型模型：现实世界特征的模拟和抽象现实世界特征的模拟和抽象数据模型数据模型：现实世界数据特征的抽象现实世界数据特征的抽象作用：作用： 将现实世界中存在的事物以及事物之间的将现实世界中存在的事物以及事物之间的联系抽象出来，加以描述、处理，用以提供有联系抽象出来，加以描述、处理，用以提供有用信息。

用信息5.2 5.2 数据模型数据模型一、数据模型的概念（重点）一、数据模型的概念（重点）18现实世界数据抽象为数据模型的过程：现实世界数据抽象为数据模型的过程：现实世界现实世界概念模型概念模型数据模型数据模型客观事物及其客观事物及其客观事物及其客观事物及其联系联系联系联系抽象抽象信息世界信息世界计算机世界计算机世界19 概念模型概念模型是从现实世界到计算机世界是从现实世界到计算机世界的一个中间层次，是一种信息世界的模型的一个中间层次，是一种信息世界的模型 特点：特点：使用简单的概念，清晰的表达方式使用简单的概念，清晰的表达方式来直观表达应用对象及语义的关联，便于用户来直观表达应用对象及语义的关联，便于用户理解且使所描述的问题和具体的计算机无关且使所描述的问题和具体的计算机无关 概念模型的表示方法之一：概念模型的表示方法之一：E-RE-R数据模数据模型型，即实体即实体联系数据模型联系数据模型二、概念模型二、概念模型201.1.概念模型涉及的基本概念概念模型涉及的基本概念（1 1）实体实体：客观世界中存在的且可相互区：客观世界中存在的且可相互区分的事物分的事物2 2）属性属性：实体或联系所具有的性质。

实体或联系所具有的性质3 3）码码：唯一标识实体的属性集唯一标识实体的属性集4 4）域域：属性的取值范围属性的取值范围211.1.概念模型涉及的基本概念概念模型涉及的基本概念（5 5）实体型实体型：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特性用实体名和属性名有共同的特征和特性用实体名和属性名的集合来抽象刻画同类实体，成为实体型的集合来抽象刻画同类实体，成为实体型6 6）实体集实体集：同型实体的集合同型实体的集合7 7）联系联系：现实世界中事物之间的联系抽：现实世界中事物之间的联系抽象到信息世界反映为实体之间的各种联系象到信息世界反映为实体之间的各种联系22联系联系 1:1 1:1联系联系 （one-to-one )one-to-one ) 如果对于实体集如果对于实体集A A中的每一个中的每一个实体，实体，B B中至多有一个实体与之中至多有一个实体与之有联系，反之亦然，则称有联系，反之亦然，则称A A、B B有有1 1： 1 1联系如：如：班级与班长班级与班长 校长与学校校长与学校二元联系二元联系：只有两个实体集：只有两个实体集参与的联系参与的联系AB联系名1123 1 1:m :m 联系联系( (one-to-many)one-to-many) 设有两个实体集设有两个实体集A A、B B，若若A A中中每个实体与每个实体与B B中任意个实体（包中任意个实体（包括零个）相联系，而括零个）相联系，而B B中每个实中每个实体至多和体至多和A A中一个实体有联系，中一个实体有联系，则称则称A A和和B B是是1 1：m m联系。

联系如：如：班级与学生班级与学生 系部与教师系部与教师AB联系名1m24 m m: : : :n n 联系联系( (many-to-many)many-to-many) 若两个实体集若两个实体集A A、B B中的每中的每一个实体都和另一个实体集中一个实体都和另一个实体集中任意个实体（包括零个）有联任意个实体（包括零个）有联系，则称系，则称A A、B B是是m m：n n联系如：如：教师与学生教师与学生 学生与课程学生与课程AB联系名mn25实体：用矩形表示实体：用矩形表示属性：用椭圆形表示属性：用椭圆形表示联系：用菱形表示联系：用菱形表示 实体名实体名属性名属性名联系名联系名2.2.E-RE-R图图E-R 图表示方法图表示方法26学生学生课程课程学号学号姓名姓名出生年月出生年月系别系别性别性别成绩成绩选课选课nm课程号课程号课程名课程名学时学时开课时间开课时间学生选课系学生选课系统统E-RE-R图图27三、数据模型的分类（重点）三、数据模型的分类（重点） 数据模型数据模型是直接面向计算机系统中数是直接面向计算机系统中数据的逻辑结构根据实体集之间的不同结据的逻辑结构根据实体集之间的不同结构，常分为以下四种类型：构，常分为以下四种类型： （1 1）层次模型层次模型：用树型（层次）结构表示用树型（层次）结构表示 （2 2）网状模型网状模型：用网络结构表示用网络结构表示 （3 3）关系模型：关系模型：用二维表结构表示用二维表结构表示 （4 4）面向对象模型面向对象模型285.3 5.3 关系模型关系模型关系模型由三个部分组成：关系模型由三个部分组成： 关系模型的数据结构关系模型的数据结构 关系操作关系操作 关系完整性关系完整性29一、关系模型的数据结构（重点）一、关系模型的数据结构（重点）关系模型的数据结构包括：关系模型的数据结构包括： 关系模型的逻辑结构关系模型的逻辑结构 关系模型的存储结构关系模型的存储结构30 1 1、关系模型的逻辑结构、关系模型的逻辑结构 关系模型关系模型是用二维表结构表示实体是用二维表结构表示实体集。