数据库系统概述.ppt

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数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第1页第第1章章数据库系统概述数据库系统概述SQLServer2005数据库应用与开发教程数据库应用与开发教程北京大学出版社北京大学出版社教学目标教学重点教学过程数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第2页教学目标教学目标l了解了解数据库系统应用实例数据库系统应用实例l了解了解数据库技术发展的三个阶段数据库技术发展的三个阶段l领会数据库的基本概念领会数据库的基本概念l掌握数据库系统的三级模式结构掌握数据库系统的三级模式结构l掌握数据模型的要素及其特点掌握数据模型的要素及其特点数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第3页教学重点及难点教学重点及难点重点：

重点：

l数据库的基本概念数据库的基本概念理解理解l掌握数据库系统的三级模式结构掌握数据库系统的三级模式结构l掌握数据模型的要素及其特点掌握数据模型的要素及其特点难点：

难点：

l数据库的相关概念理解数据库的相关概念理解l数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第4页教学过程教学过程l引例引例l1.1数据库系统应用实例数据库系统应用实例l1.2数据库系统的基本概念数据库系统的基本概念l1.3数据库管理技术及发展数据库管理技术及发展l1.4数据库系统结构数据库系统结构l1.5数据模型数据模型数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第5页引例引例科信公司是一家专业对外贸易的企业。

在科信公司是一家专业对外贸易的企业。

在8080年代创业初年代创业初期，公司使用期，公司使用CC语言编写了一个处理业务信息的销售管理系语言编写了一个处理业务信息的销售管理系统，该系统在当时还是热门技术。

统，该系统在当时还是热门技术。

2020年以后，他们已经用该年以后，他们已经用该系统处理了公司上万个销售的订单，同时还处理公司每年的系统处理了公司上万个销售的订单，同时还处理公司每年的大量业务报表。

大量业务报表。

20052005年，公司为了在订单上加上一项年，公司为了在订单上加上一项“地区地区业务编码业务编码”，需要用，需要用55个人一年去重新编制程序。

个人一年去重新编制程序。

于是公司决定启动了一个新的项目，他们把系统数据转于是公司决定启动了一个新的项目，他们把系统数据转换到换到SQLSQL关系数据库上，让数据库保存原有系统的数据。

通关系数据库上，让数据库保存原有系统的数据。

通过数据库管理系统，他们在新数据库上成功地加入过数据库管理系统，他们在新数据库上成功地加入“地区业地区业务编码务编码”这一数据属性。

这一数据属性。

什么是：

数据库?

系统数据库?

数据库管理系统?

数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第6页1.1数据库系统应用实例数据库系统应用实例l学生选课系统学生选课系统图1-1选修信息查询窗口数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第7页1.1数据库系统应用实例数据库系统应用实例应用程序：

应用程序：

处理数据的程序，它的数据信息是从某个数据源得到的。

数据库：

数据库：

应用程序的数据源；由若干个相互有联系的表组成；是一个数据的仓库，保存着数据库应用程序相关的一些基础数据。

数据库管理系统（数据库管理系统（DBMSDBMS）：

DBMS是一个商品化的软件，它管理着企业的数据库，使企业的数据以记录的形式保存在计算机中。

数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第8页1.1数据库系统应用实例数据库系统应用实例l数数据据库系系统：

包含用户、数据库应用、数据库管理系统和数据库。

l用户与数据库应用（即应用程序）交互，数据库应用与DBMS交互，DBMS访问数据库中的数据。

用户数据库应用DBMS数据库图1-3数据库系统的工作过程数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第9页学习数据库系统需要弄懂的主要问题：

学习数据库系统需要弄懂的主要问题：

（1）数据模型。

（2）如何设计数据库？

（3）设计数据库的基本步骤？

（4）如何通过DBMS操纵数据库（5）如何保证数据的安全性？

。

（6）如何开发应用程序?

数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第10页学生选课管理系统学生选课管理系统学生选课管理系统，主要实现对院校学生信息、课程信息、选修信息等方面进行综合管理。

学生选修成绩课程mn图1-4学生选课E-R图学生：

学生：

学号，姓名，性别，出生日期，所在系，籍贯等属性；课程：

程：

课程号，课程名，先修课，学分等属性；学生选修课程后应记录相应成绩。

数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第11页1.2数据库系统的基本概念数据库系统的基本概念1.信息（信息（Information）信息就是新的、有用的事实和知识。

信息具有实效性、有用性和知识性的特性，它是客观世界的反映。

信息具有如下四个特征：

（1）信息的内容是关于客观事物或思想方面的知识；

（2）信息是有用的，它是人们活动的必需知识；（3）信息能够在空间和时间上被传递，在空间上传递信息称为信息通信，在时间上传递信息称为信息存储；（4）信息需要一定的形式表示，信息与其表现符号不可分离。

数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第12页1.2数据库系统的基本概念数据库系统的基本概念信息的作用：

（1）它可以提高人们对事物的认识，减少人们活动的盲目性；

（2）信息是社会机体进行活动的纽带，社会的各个组织通过信息网相互了解并协同工作，使整个社会协调发展；（3）信息又是管理活动的核心。

2.数据（数据（Data）描述事物的符号记录称为数据。

描述事物的符号可以是数字，也可以是文字、图形、图像、声音、语言等，数据有多种表现形式，它们都可以经过数字化后存入计算机。

数据需要经过解释来表达其语义。

数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第13页1.2数据库系统的基本概念数据库系统的基本概念3.数据库（数据库（DB）是指长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。

数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

4.数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS）是位于用户与操作系统之间的数据管理软件。

它包括4个方面功能：

（1）数据定义功能

（2）数据操纵功能（3）数据库的运行管理（4）数据库的建立和维护功能数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第14页1.2数据库系统的基本概念数据库系统的基本概念5.数据库系统（数据库系统（DataBaseSystem，简称，简称DBS）数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统。

由计算机硬件、数据库、数据库管理系统（及开发工具）、应用系统和用户构成。

数据库应用系统应用开发工具软件DBMS、主语言编译系统操作系统计算机硬件图1-5数据库系统的硬件及软件结构数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第15页1.3数据库管理技术及发展数据库管理技术及发展1.手工管理阶段手工管理阶段手工处理数据有两个缺点：

（1）应用程序和数据之间的依赖性太强，不独立；

（2）数据和数据组之间可能有许多重复数据，造成数据冗余。

2.2.文件系统阶段文件系统阶段应用程序通过文件系统对文件中的数据进行存取和加工。

文件系统解决了应用程序和数据之间的一个公共接口问题，使得应用程序采用统一的存取方法来操作数据。

但是，不同的应用程序很难共享同一数据文件，也就是说数据独立性仍然较差，数据冗余性较大。

数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第16页1.3数据库管理技术及发展数据库管理技术及发展3.数据库系统阶段数据库系统阶段数据库系统阶段中，数据库对数据的存储是按照同一结构进行的，应用程序具有高度的独立性。

同时，数据库系统对数据的完整性、唯一性和安全性都提供了一套有效的管理手段。

数据库系统还提供管理和控制数据的各种简单操作命令，使用户编写程序时更容易掌握。

与文件系统相比，数据库系统具有以下主要特点：

与文件系统相比，数据库系统具有以下主要特点：

（1）数据库设计时面向数据模型对象数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第17页1.3数据库管理技术及发展数据库管理技术及发展

（2）数据库系统的数据冗余度小、数据共享度高数据共享度高具有以下优点：

系统现有用户或程序可以共同享用数据库中的数据。

当系统需要扩充时，新用户或新程序还可以共享原有的数据资源。

多用户或多程序可以在同一时刻共同使用同一数据。

（3）数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性数据的物理独立性（PhysicalDataIndependence）数据的逻辑独立性（LogicalDataIndependence）数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第18页1.3数据库管理技术及发展数据库管理技术及发展（4）数据库系统通过DBMS进行数据安全性、完整性、并发控制和数据恢复控制（5）数据库中数据的最小存取单位是数据项数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第19页1.4.1数据库体系结构数据库体系结构1.数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构图1-9数据库系统的三级模式结构应用2应用3应用4应用5外模式1外模式2外模式3模式内模式数据库应用1模式/内模式映象外模式/模式映象数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第20页数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构数据库的三级模式是指内模式、逻辑模式和外模式。

（1）逻辑模式逻辑模式简称模式，是对数据库的整体逻辑结构和特征的描述。

模式表示了概念级数据库，体现了对数据库的总体观。

（2）内模式内模式又称存储模式或物理模式，它是数据的内部表示或底层描述。

内模式表示了物理级数据库，体现了对数据库的存储观。

数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第21页数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构（3）外模式外模式通常是模式的一个子集，故又称外模式为子模式。

数据库的外模式面向具体的应用程序。

外模式用来表示用户级数据库，体现了对数据库的用户观。

模式是内模式的逻辑表示，内模式是模式的物理实现，外模式则是模式的部分抽取。

3个模式反映了对数据库的3种不同观点。

总体观和存储观只有一个，而用户观可能有多个，有一个应用，就有一个用户观。

数据库原理及应用案例教程数据库原理及应用案例教程北京大学出版社北京大学出版社2022年11月6日第22页三个模式之间的映象三个模式之间的映象2.三个模式之间的映象三个模式之间的映象

（1）外模式模式映象定义了外模式与模式之间的对应关系。

保证了数据与程序的逻辑独立性。

（2）模式内模式映象定义了数据库全局逻辑结构（逻辑模式）与存储结构（内模式）之间的对应关系。

保证了数据与程序的物理独立性。

数据