第1章——数据库系统基础知识

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第一章 数据库系统基础知识

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教学目的与要求1. 1了解数据处理的步骤以及数据管理技术发展的几个阶段。 了解数据处理的步骤以及数据管理技术发展的几个阶段。 了解数据处理的步骤以及数据管理技术发展的几个阶段 1.2.掌握数据库的概念和数据库系统的组成。 掌握数据库的概念和数据库系统的组成。 掌握数据库的概念和数据库系统的组成 1.3 了解数据库系统的模式结构 1.4 了解常用的数据模型， 了解常用的数据模型， ★熟悉 熟悉E-R模型中的几个基本概念：实体、联系、属性 模型中的几个基本概念： 熟悉 模型中的几个基本概念 实体、联系、 ★重点掌握关系模型。 重点掌握关系模型。 重点掌握关系模型 ★掌握关系运算。 掌握关系运算。 掌握关系运算 1.5 了解关系数据库标准语言 了解关系数据库标准语言SQL 1.6 了解数据库的设计过程 1.7了解主流的 了解主流的DBMS产品。 产品。 了解主流的 产品The School of Information Science

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1.1 数据处理与数据管理技术一、信息、数据与数据处理 信息、数据：是信息的符号化表示，是信息的载体。 数据处理：是对各种类型的数据进行收集、存储、 分类、计算、加工、检索和传输的过程。 数据处理分五个基本环节：

原始数据的收集 数据的规范化及其编码 数据输入 数据处理 数据输出The School of Information Science

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二、数据管理的发展阶段(三个阶段) 数据管理的发展阶段(三个阶段)

◆人工管理阶段 ◆文件系统阶段 ◆数据库系统阶段

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人工管理阶段(20世纪50年代中期之前)——程序与数据“一体化” 程序与数据“一体化” 程序与数据 程序与数据在同一个程序文件中 数据的管理主要依靠应用程序，数据不能共享 应用程序依赖于数据，不具有数据独立性

程序

数据

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文件管理阶段(20世纪50年代中期到60年代中期) 数据文件之间相对独立、缺乏联系 数据冗余度大易产生数据不一致性 数据无集中管理、安全得不到保障 应用程序1 应用程序 应用程序2 应用程序 文件系统 …… 应用程序n 应用程序 …… 数据n 数据The School of Information Science

数据1 数据 数据2 数据

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数据库管理阶段(20世纪60年代后期以来) 数据结构化 统一和控制数据管理 数据共享性高、冗余度低用户 用户 用户 (学生处) 学生处) 应用程序2 应用程序 (教务处) 教务处) 应用程序1 应用程序

数据独立于程序

数据库 管理系统 (DBMS)

操作系统 (OS)

数据库 数据库 (DB)

……用户 用户

……(财务处) 财务处) 应用程序n 应用程序 The

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数据库系统的特点 ① 数据结构化。 ② 数据可共享 ③数据独立于程序 ④统一管理控制数据数据面向全局应用，用数据模型 描述数据和数据之间的联系。

从全局分析和描述数据，适应 多个用户、多种应用共享数据的 需求。可减少数据冗佘，节省存 储空间，保证数据的一致性.

逻辑独立性:应用程序与DB的逻辑 结构相互独立. 物理独立性:应用程序与DB的存储 结构相互独立.

DBMS管理控制数据功能: 安全性,完整性.并发控制,恢复.

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数据库系统(DBS) 1.2 数据库系统(DBS)的组成

各 种 应 用 程 序

DBMS

操 作 系 统DB

DBAThe School of Information Science

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数据库管理系统( 数据库管理系统(DBMS) )一、 DBMS是对数据库进行管理的系统软件， 是对数据库进行管理的系统软件，是用户与数据 库之间的接口。 库之间的接口。 DBMS 在计算机系统中的地位如下图： 在计算机系统中的地位如下图：操作系统

硬件

各种高级语言 DBMS是在操作系统支持下的系统软件，是与其他高级语言地位相同的。 DBMS是在操作系统支持下的系统软件，是与其他高级语言地位相同的。 是在操作系统支持下的系统软件The School of Information Science

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的主要功能： 二、DBMS的主要功能： 的主要功能 定义数据库 管理数据库 建立和维护数据库

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1.3 数据库系统的分级结构为了实现数据的独立和共享，便于数据库的设计和实现， 数据库系统的结构定义为三级模式结构 三级模式结构： 三级模式结构外部层(用户看到的 ) 外部层(用户看到的DB) 逻辑独立性 概念层( 看到的DB) 概念层(DBA看到的 ) 看到的 物理独立性 内部层(机器看到的 ) 内部层(机器看到的DB)

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DBS中人员 数据和数据结构 相关软件之间的关系 中人员/数据和数据结构 相关软件之间的关系: 中人员 数据和数据结构/相关软件之间的关系用户

终端

应用系统

用户视图数据库管理员 系统分析设计员 系统程序员

逻辑结构 存储结构

DBMS

DB数据和数据结构

操作系 统软件系统

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1.4 数据模型问题的提起: 问题的提起

DB数据是 DB数据是 应用单位所涉及数据的综合， 应用单位所涉及数据的综合， 反映数据本身的内容， ①反映数据本身的内容， ②反映数据之间的联系。 反映数据之间的联系。

?

问题: 问题 数据如何在DB中用特定结 构表示？ ① 数据如何在 中用特定结 构表示？ 数据以何种方式进行存储和处理的？ ② 数据以何种方式进行存储和处理的？The School of Information Science

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由于使用

数据库的信息系统是一种计算机软件 系统， 系统，而计算机是不可能直接处理现实世界中的事 物的。所以必须通过以下过程来处理数据: 物的。所以必须通过以下过程来处理数据

具体事物及其特征

概念化加工

计算机能够存储处理的数据

DB 计算机不可能直接处理 现实世界中的事物The School of Information Science

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进一步具体说明: 进一步具体说明

客观对象

①认识 对象 概念结构

②转 换

数据模式

DB

(E-R图) 图

(二维表) 二维表)The School of Information Science

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一、信息的三个领域在数据库系统中,一般用数据模型这个工具来 在数据库系统中 一般用数据模型这个工具来 抽象、表示和处理现实世界中的信息和数据。 抽象、表示和处理现实世界中的信息和数据。

现实世界 事物及联系 客观 事物概念抽象

信息世界 概念模型 实体数据表示

数据世界 数据模型 数据

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二、E-R模型 模型常用的概念模型——“实体-联系”模型，简称E-R模型。 E-R模型中三个基本概念：

实体 联系(1:1,1:m,m:n) 联系(1:1,1:m,m:n) 属性E-R图：E-R模型的图形表示法。 用矩形框 矩形框表示实体集，菱形框 菱形框表示联系，椭圆框 椭圆框表示属性。 矩形框 菱形框 椭圆框课程代号 课程名称

…… 选课

学号

课程代号

……

课程

成绩The School of Information Science

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三、数据模型数据库的核心是数据模型 数据库的核心是数据模型

层 次 模 型

网 络 模 型

关 系 模 型

面 向 对 象 模 型

目前流行的DBMS产品中，数据结构模型主要 产品中， 目前流行的 产品中 采用关系模型 面向对象的关系模型。 关系模型和 采用关系模型和面向对象的关系模型。The School of Information Science

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◆ 层次模型人才管理中心

北京市

黑龙江省

上海市

...

广东省

高等院校

科研机构

...

国有企业界

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◆ 网状模型

地区分布 人才编号

地区编号 地区名称

人才编号

专业编号 专业名称 专业分类

专门人才 人才编号 自然情况

姓名

年龄

职称

姓名

学历

专业名称

专门人才 专业特长

姓名

专业名称 特殊成就

成就

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