《数据库》第一讲数据库基础知识.ppt课件.ppt

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1、第一讲 数据库基础知识1-2Monday, March 20, 2023教学内容教学内容l1.1 1.1 数据库基础数据库基础1.1.1 数据和信息数据和信息1.1.2 数据处理与数据管理数据处理与数据管理l1.2 1.2 数据库技术的发展数据库技术的发展1.2.1 人工管理阶段人工管理阶段1.2.2 文件系统阶段文件系统阶段1.2.3 数据库系统阶段数据库系统阶段l1.3 1.3 数据模型数据模型1.3.1 数据模型概念数据模型概念1.3.2 实体联系模型实体联系模型1.3.3 三种常见的数据模型三种常见的数据模型l1.4 1.4 数据库系统数据库系统l1.5 1.5 关系模型关系模型1.5

2、.1 关系模型术语关系模型术语1.5.2 关系运算关系运算1-3Monday, March 20, 2023目标与重点目标与重点l学习目标学习目标掌握数据库、数据库管理系统、数据库系统概念掌握数据库、数据库管理系统、数据库系统概念掌握理解关系模型相关概念掌握理解关系模型相关概念(关系、实体、属性、关系、实体、属性、主键、外键等主键、外键等)掌握掌握ER图的绘制方法图的绘制方法掌握关系运算掌握关系运算(并、交、差，选择、投影、联接并、交、差，选择、投影、联接)l重点与难点重点与难点关系模型相关概念的理解关系模型相关概念的理解关系运算关系运算E-R图的绘制图的绘制1-4Monday, March

3、20, 20231.1 1.1 数据库概述数据库概述l19631963年，美国年，美国HoneywellHoneywell公司的公司的IDSIDS（Integrated Data StoreIntegrated Data Store）系统投入运行，）系统投入运行，揭开了揭开了数据库技术的序幕数据库技术的序幕。 l2020世纪世纪7070年代是数据库蓬勃发展的年代，年代是数据库蓬勃发展的年代，网网状系统和层次系统状系统和层次系统占据了整个数据库商用市场，占据了整个数据库商用市场，而关系系统仅处于实验阶段。而关系系统仅处于实验阶段。 l2020世纪世纪8080年代，年代，关系系统关系系统由于使用简

4、便以及由于使用简便以及硬件性能的改善，逐步代替网状系统和层次系硬件性能的改善，逐步代替网状系统和层次系统统占领占领了了市场市场。 l2020世纪世纪9090年代，年代，关系数据库关系数据库已成为数据库技已成为数据库技术的术的主流主流。1-5Monday, March 20, 20231.1.1 1.1.1 数据和信息数据和信息l1 1信息信息信息（信息（Information）是人们头脑中对现实世界中客观事物以）是人们头脑中对现实世界中客观事物以及事物之间联系的抽象反映，它向我们提供了关于现实世界及事物之间联系的抽象反映，它向我们提供了关于现实世界实际存在的事物和联系的有用知识。实际存在的事物

5、和联系的有用知识。l2 2数据数据数据是人们用各种物理符号，把信息按一定格式记载下来的数据是人们用各种物理符号，把信息按一定格式记载下来的有意义符号组合。数据包括数据内容和数据形式有意义符号组合。数据包括数据内容和数据形式.l3 3数据与信息的关系数据与信息的关系数据是信息的具体的表示形式，信息是各种数据所包括的意数据是信息的具体的表示形式，信息是各种数据所包括的意义。义。信息可用不同的数据形式来表现，信息不随数据的表现形式信息可用不同的数据形式来表现，信息不随数据的表现形式而改变。如：而改变。如：1980年年10月月1日与日与1980-10-1信息和数据的关系是：数据是信息的载体，它是信息的

6、具体信息和数据的关系是：数据是信息的载体，它是信息的具体表现形式。表现形式。1-6Monday, March 20, 20231.1.2 1.1.2 数据处理与数据管理数据处理与数据管理l1 1数据处理数据处理信息处理（信息处理（Information Process）也称为数据处）也称为数据处理，它是利用计算机对各种类型的数据进行处理，理，它是利用计算机对各种类型的数据进行处理，从而得到有用信息的过程。信息是数据处理的结果。从而得到有用信息的过程。信息是数据处理的结果。数据的处理过程包括：数据收集、转换、组织，数数据的处理过程包括：数据收集、转换、组织，数据的输入、存储、合并、计算、更新，数

7、据的检索、据的输入、存储、合并、计算、更新，数据的检索、输出等一系列活动。输出等一系列活动。l2 2数据管理数据管理计算机数据管理是指计算机对数据的管理方法和手计算机数据管理是指计算机对数据的管理方法和手段。段。数据管理是指对数据的组织、分类、编码、存储、数据管理是指对数据的组织、分类、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题。检索和维护，是数据处理的中心问题。1-7Monday, March 20, 20231.2 1.2 数据库技术的发展数据库技术的发展l数据管理经历了四个阶段数据管理经历了四个阶段人工管理人工管理文件系统文件系统数据库系统数据库系统高级数据库系统高级数据库系统1-8M

8、onday, March 20, 20231.2.1 1.2.1 人工管理阶段人工管理阶段l在在2020世纪世纪5050年代中期以前年代中期以前计算机主要用于科学计算。计算机主要用于科学计算。硬件状况没有磁盘等直接存取的存储设备；硬件状况没有磁盘等直接存取的存储设备；软件状况是，没有操作系统，软件状况是，没有操作系统，没有管理数据的软件；数据处理方式是批处理。没有管理数据的软件；数据处理方式是批处理。l人工管理阶段的数据管理有下列特点：人工管理阶段的数据管理有下列特点：数据不保存在计算机内。数据不保存在计算机内。 没有专用的软件对数据进行管理。没有专用的软件对数据进行管理。 只有程序（只有程序

9、（program）的概念，没有文件（）的概念，没有文件（file）的概念。数据的组织方式必须由程序员自行设计与的概念。数据的组织方式必须由程序员自行设计与安排。安排。数据面向程序。即一组数据对应一个程序。数据面向程序。即一组数据对应一个程序。1-9Monday, March 20, 20231.2.2 1.2.2 文件系统阶段文件系统阶段l2020世纪世纪5050年代后期到年代后期到6060年代中期年代中期计算机不仅用于科学计算，而且还大量用于管理。计算机不仅用于科学计算，而且还大量用于管理。硬件上已有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备；硬件上已有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备；软件方面，操作

10、系统中已经有了专门的数据管理软件，一般软件方面，操作系统中已经有了专门的数据管理软件，一般称为文件系统；称为文件系统；处理方式上不仅有了文件批处理，而且能够联机实时处理。处理方式上不仅有了文件批处理，而且能够联机实时处理。l传统的文件管理阶段问题传统的文件管理阶段问题1.数据冗余性数据冗余性(Data redundancy)2.数据不一致性数据不一致性(Data inconsistency)3.数据联系弱数据联系弱(Data poor relationship)4.数据安全性差数据安全性差(Data poor security)5.缺乏灵活性缺乏灵活性(Lack of flexibility)

11、1-10Monday, March 20, 20231.2.3 1.2.3 数据库系统阶段数据库系统阶段l2020世纪世纪6060年代后期以来，计算机用于年代后期以来，计算机用于管理的规模更为庞大，以文件系统作为管理的规模更为庞大，以文件系统作为数据管理手段已经不能满足应用的需求数据管理手段已经不能满足应用的需求l为解决多用户、多应用共享数据的需求，为解决多用户、多应用共享数据的需求，使数据为尽可能多的应用服务，出现了使数据为尽可能多的应用服务，出现了数据库技术和统一管理数据的专门软件数据库技术和统一管理数据的专门软件系统系统数据库管理系统。数据库管理系统。1-11Monday, March

12、20, 2023（1 1）标志文件管理数据阶段向现代数据库管理系统阶）标志文件管理数据阶段向现代数据库管理系统阶段转变的三件大事段转变的三件大事l1.1.19681968年年,IBM,IBM（International Business International Business Machine,Machine,国际商用机器）公司推出了商品化的国际商用机器）公司推出了商品化的基于基于层次模型层次模型的的IMSIMS系统系统l2.2.19691969年年, ,美国美国CODASYL(Conference On CODASYL(Conference On Data System Language

13、,Data System Language,数据系统语言协商数据系统语言协商会会) )组织下属的组织下属的DBTG(DataBase Task DBTG(DataBase Task Group,Group,数据库任务组数据库任务组) )发布了一系列研究数据库发布了一系列研究数据库方法的方法的DBTGDBTG报告报告, ,奠定了奠定了网状数据模型网状数据模型基础基础l3.3.19701970年年,IBM,IBM公司研究人员公司研究人员E.F.CoddE.F.Codd提出了提出了关系模型关系模型，奠定了关系型数据库管理系统基础，奠定了关系型数据库管理系统基础1-12Monday, March 20

14、, 2023（2 2）现代的数据库管理系统阶段特点）现代的数据库管理系统阶段特点l1.1.使用复杂的数据模型表示结构使用复杂的数据模型表示结构l2.2.具有很高的数据独立性具有很高的数据独立性l3.3.为用户提供了方便的接口为用户提供了方便的接口(SQL)(SQL)l4.4.提供了完整的数据控制功能提供了完整的数据控制功能l5.5.提高了系统的灵活性提高了系统的灵活性1-13Monday, March 20, 20231.2.4 1.2.4 高级数据库技术阶段高级数据库技术阶段l(1) (1) 分布式数据库系统分布式数据库系统l(2) (2) 对象数据库系统对象数据库系统1-14Monday,

15、 March 20, 20231.3 1.3 数据模型（数据模型（Data ModelData Model）l1.3.1 1.3.1 数据模型概念数据模型概念l数据模型数据模型：能表示实体类型及实体间联系的模：能表示实体类型及实体间联系的模型称为型称为“数据模型数据模型”。用来表示信息世界中的。用来表示信息世界中的实体及其联系在数据世界中的抽象描述，它描实体及其联系在数据世界中的抽象描述，它描述的是数据的逻辑结构。述的是数据的逻辑结构。l逻辑数据模型逻辑数据模型包含三个部分：包含三个部分：数据结构数据结构是指对实体类型和实体间联系的表达和实是指对实体类型和实体间联系的表达和实现；现；数据操作数

16、据操作是指对数据库的检索和更新（包括插入、是指对数据库的检索和更新（包括插入、删除和修改）两类操作；删除和修改）两类操作；数据完整性约束数据完整性约束给出数据及其联系应具有的制约和给出数据及其联系应具有的制约和依赖规则。依赖规则。1-15Monday, March 20, 20231.3.2 1.3.2 实体联系模型（实体联系模型（ERER模型）模型）l1 1实体联系模型实体联系模型实体联系模型为数据库建模提供了实体联系模型为数据库建模提供了3个基个基本的语义概念：实体（本的语义概念：实体（Entity）、联系）、联系（Relationship）、属性（）、属性（Attributes）。）。l2 2实体实体：具有相同属性或特征的客观：具有相同属性或特征的客观现实和抽象事物的集合。该集合中的一现实和抽象事物的集合。该集合中的一个元组就是该实体的一个实例个元组就是该实体的一个实例(instance)(instance)l3 3属性属性：表示一类客观现实或抽象事：表示一类客观现实或抽象事物的一种特征或性质。物的一种特征或性质。 1-16Monday, March 20, 2023E E- -