数据库系统导论PPT文档格式.ppt

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,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（InformationManagementSystem）。

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（E.F.Codd）首次描述了关系数据模型，后来他与戴特（C.J.Date）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（DatabaseSystemDBS）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（DatabaseManagementsystemDBMS）、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VisualBasic编写,1.5数据库系统组成,5人员,

（1）数据库管理员（DatabaseManagementAdministrator）,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,SQLServer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：

VisualBasic6.0+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，作业设计难度相应增加，每组实行组长负责制，组内成员分工明确，具体任务落实到人,分组实验考核方式,实验报告方式：

课程结束后以小组为单位进行现场演示，并公开提问讨论小组演示顺序按先做好先演示原则，每组演示前应自带笔记本，配置演示运行环境，做好演示用的PPT。

下次课把小组名单交给我，名单上应写上小组成员（名称+学号+班级），组长（联系方式）,不上课的几大理由,水平较高自学效率好拿一个自己做的系统，通过答辩看到代码会头昏眼花休息下再看,解决,水平较高，已开发过应用程序，完全胜任课程考核任务感觉自学效率比上课好，上课会影响学习进度和学习效率对计算机编程没有任何兴趣，看到代码会头昏眼花，甚至出现头晕、头疼、恶心等严重症状,作业,上网查阅数据库在自己所学专业