数据库管理与数据库.ppt

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第2章数据管理与数据库第第22章章数据管理与数据库数据管理与数据库2.1数据库的常用术语2.2计算机数据管理技术的产生和发展2.3数据模型2.4数据库系统的模式结构2.5DBMS的功能2.6数据库系统的组成2.12.1数据库的常用术语数据库的常用术语2.1.1数据与信息2.1.2数据独立性2.1.3数据库系统返回2.1.12.1.1数据与信息数据与信息

（1）

（1）数据数据（Data）：

描述客观事物特征或性质的某种符号。

描述事物的符号可以是数值，也可以是文字、图形、图像、声音、语言等多种形式，它们都可以经过数字化处理后存入计算机。

数据项数据项（ItemofData）：

数据的基本单元，即最小单位，它是某类客观事物的某个特征或性质的数据抽象。

每个数据项都有一个名字（数据项名）和若干可能的取值（数据项值）。

l例如，描述一类学生的“姓名”、“性别”、“籍贯”都是数据项名，而“李明”、“男”、“江苏”则分别是以上数据项的一个取值。

2.1.12.1.1数据与信息数据与信息

（2）

（2）记录型记录型（RecordType）：

描述一类事物的若干特征或性质的数据项名的集合，即数据结构。

l例如，描述某校所有学生的记录型为：

l学生（姓名、性别、出生日期、籍贯、所在系别、入学日期）数据记录数据记录（Record）：

按照记录型的规定描述一个事物的若干特征或性质的数据项值的集合。

l例如，描述一个学生李明的记录为：

l（李明，男，21，1972/08/21，江苏，计算机系，1990/09/01）2.1.12.1.1数据与信息数据与信息（3）（3）数据处理数据处理（DataProcessing）：

对数据进行收集、存储、检索、分类、加工和传输等一系列活动过程的总和。

返回2.1.12.1.1信息与信息信息与信息（4）（4）信息信息（Information）（Information）：

客观事物之间相互联：

客观事物之间相互联系、相互作用的运动状态和特征的抽象描系、相互作用的运动状态和特征的抽象描述，是数据处理的结果，且仍以数据的形述，是数据处理的结果，且仍以数据的形式表示出来。

式表示出来。

数据与信息的关系：

信息是数据处理的结数据与信息的关系：

信息是数据处理的结果，信息也以数据作为其表现形式。

果，信息也以数据作为其表现形式。

返回2.1.22.1.2数据独立性数据独立性数据独立性数据独立性（DataIndependency）是指数据与是指数据与用户的应用程序之间的依赖关系是独立的，它用户的应用程序之间的依赖关系是独立的，它包括：

包括：

11、数据的物理独立性：

指用户的应用程序与存、数据的物理独立性：

指用户的应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的。

即储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的。

即当数据的物理存储位置改变时，用户的应用程当数据的物理存储位置改变时，用户的应用程序不用改变。

序不用改变。

22、数据的逻辑独立性：

指用户的应用程序与数、数据的逻辑独立性：

指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。

即当数据的逻据库的逻辑结构是相互独立的。

即当数据的逻辑结构改变时，用户的应用程序不用改变。

辑结构改变时，用户的应用程序不用改变。

返回2.1.32.1.3数据库系统数据库系统数据库系统与数据库、数据库管理系统是三个既有联系又有区别的重要基本概念。

数据库数据库（DataBase，简称DB）：

长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。

其特点是：

数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有最小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享等，它是数据库系统的组成部分。

数据库管理系统数据库管理系统其英文为DataBaseManagementSystem，简称DBMS，是位于用户与操作系统（OS）之间的，使人们能对数据库中的数据进行科学地组织、高效地存取和维护管理的一种数据管理软件。

它为用户提供数据定义、数据操纵、数据库控制、数据库的建立和维护等功能。

数据库系统数据库系统其英文为DataBaseSystem，简称DBS，是计算机系统、DB、DBMS、应用软件、数据库管理员（DataBaseAdministrator，简称DBA）和用户的总和。

所以，DBS一般由硬件、软件（包括开发工具）、数据库、数据库管理员和用户构成。

在许多不会引起混淆的情况下，人们又常常把数据库系统简称为数据库。

2.22.2计算机数据管理技术的计算机数据管理技术的产生和发展产生和发展2.2.1人工管理阶段1.2.2文件系统阶段2.2.3数据库系统阶段2.2.4数据库技术的发展2.2.5数据库技术的主要研究领域返回2.2.12.2.1人工管理阶段人工管理阶段计算机数据管理是指利用计算机对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护的一系列操作，它是数据处理的前提和中心问题。

人工管理阶段人工管理阶段（20世纪50年代中期以前）是计算机数据管理技术经历的第一个阶段。

其特点是：

数据不保存，程序员（人工）管理数据，数据不共享，数据和程序不具有独立性。

返回2.2.22.2.2文件系统阶段文件系统阶段文件系统阶段文件系统阶段（从20世纪50年代后期到20世纪60年代中期）是计算机数据管理技术经历的第二个阶段。

其特点是：

数据可以长期保存，文件多样化和结构化，文件系统管理数据。

文件系统比人工管理阶段有了很大的改进，但仍存数据冗余度大，数据独立性较差和数据联系弱等缺点。

返回2.2.32.2.3数据库系统阶段数据库系统阶段数据库系统阶段数据库系统阶段（从20世纪60年代后期至今）是计算机数据管理技术经历的第三个阶段。

其特点是：

整体数据的结构化（数据模型），数据独立性较高，数据的共享性好，冗余度低，易扩充，并提供了数据的安全性（Security）保护、数据的完整性（Integrity）、并发控制（ConcurrentControl）和数据库恢复（Recovery）等完整的控制功能。

返回2.2.42.2.4数据库技术的发展数据库技术的发展第一代数据库技术第一代数据库技术，即层次数据库和网状数据库技术；第二代数据库技术第二代数据库技术，即关系数据库技术；第三代数据库技术第三代数据库技术，即新一代数据库技术，以面向对象模型为主要特征的数据库技术。

第一代数据库技术第一代数据库技术即层次数据库和网状数据库技术。

这一代的数据库管理系统主要支持层次和网状数据模型，其主要特点是:

支持三级模式结构；用存取路径（指针）来表示数据之间的联系；数据定义语言（DataDefinitionLanguage，简称DDL）和数据操纵语言（DataManipulationLanguage，简称DML）相对独立；数据库语言采用过程性（导航式）语言。

第二代数据库技术第二代数据库技术即关系数据库技术。

这一代的数据库管理系统主要支持关系数据模型，这种模型有严格的数学理论基础，概念简单、清晰，易于用户理解和使用。

其主要特点是：

概念单一化，数据及其数据间的联系都用关系来表示；以关系代数为理论基础，数据独立性强；数据库语言采用说明性语言，大大简化了用户的编程难度。

第三代数据库技术第三代数据库技术即新一代数据库技术，它是以面向对象模型为主要特征的数据库技术。

这一代的数据库管理系统是基于扩展的关系数据模型或面向对象数据模型的，是尚未完全成熟的一代数据库技术，其主要特点是：

支持包括数据、对象和知识的管理；在保持和继承第二代数据库技术基础上引入新技术，如面向对象技术等，对其它系统开放，有良好的可移植性、可扩充性和可互操作性。

2.2.52.2.5数据库技术的数据库技术的主要研究领域主要研究领域数据库技术大致有三个主要研究领域：

数据库管理系统软件的研究。

数据库应用系统设计与开发。

数据库理论的研究。

返回2.32.3数据模型数据模型2.3.1数据模型的构成2.3.2数据模型的分类2.3.3实体-联系（E-R）模型2.3.4常用的结构数据模型返回2.3.12.3.1数据模型的构成数据模型的构成数据模型数据模型（DataModel）：

客观事物某些特征的数据抽象和模拟，是一组严格定义的概念集合，它是数据库系统的核心。

数据模型的三要素是：

数据结构集合、数据操作集合数据结构集合、数据操作集合和完整性约束集合完整性约束集合数据结构集合：

数据结构集合：

对计算机数据组织方式和数据之间联系进行框架描述的集合，是对数据库静态特性的描述。

数据操作集合数据操作集合：

对数据库中各种对象类的实例（或取值）所允许执行的操作的集合，包括操作方法及有关的操作规则等，是对数据库动态特性的描述。

完整性约束集合：

关于完整性约束集合：

关于数据状态和状态变化的一组完整性约束条件（规则）的集合。

它保证数据的正确性、有效性和相容性。

返回2.3.22.3.2数据模型的分类数据模型的分类一个数据模型除了应具备前面的三个要素以外，还应满足以下三方面的性能要求：

能比较真实地模拟或抽象表示现实世界；容易为人所理解；便于在计算机上实现。

但目前还没有找到这样的数据模型。

因此，人们常常采取多步抽象的方法，针对不同的抽象层次采用不同的数据模型。

三类数据模型三类数据模型概念数据模型概念数据模型（ConceptualDataModel）：

结构数据模型结构数据模型（StructuralDataModel），又称逻辑数据模型逻辑数据模型（LogicalDataModel）：

物理数据模型物理数据模型（PhysicalDataModel）概念数据模型概念数据模型用户容易理解的、对现实世界特征的数据抽象，它与具体的DBMS无关，是数据库设计员与用户之间进行交流的语言。

常用的概念数据模型是实体联系（E-R）模型，简称E-R模型。

结构数据模型结构数据模型又称逻辑数据模型逻辑数据模型（LogicalDataModel）：

是用户从数据库中所看到的数据模型，是具体的DBMS所支持的数据模型，如网状数据模型、层次数据模型、关系数据模型和面向对象数据模型等。

物理数据模型物理数据模型描述数据在存储介质上组织结构的数据模型，它不但与具体的DBMS有关，而且还与操作系统和硬件有关，是物理层次的数据模型。

现实世界概念数据模型结构数据模型物理数据模型数据库三类数据模型在数据库设计过程中地位和关系返回2.3.32.3.3实体实体-联系联系（E-R）模型模型实体-联系方法（Entity-RelationshipApproach），简称E-R方法或E-R模型，是一种概念数据模型。

本节介绍：

E-R模型中的基本概念E-R图要点E-R模型中的基本概念模型中的基本概念

（1）实体实体（Entity）：

客观存在并可相互区别的事物都称为实体，如，王涛，计算机系等。

属性属性（Attribute）：

实体具有若干特征，每个特征称为实体的一个属性。

例如，每个学生实体都具有学号、姓名、年龄、性别、系别、年级等属性。

实体型实体型（EntityType）：

对具有相同属性的一类实体的特征和性质的结构描述。

例如，学生（学号，姓名，性别，年龄，系，入学时间）就是一个实体型。

E-R模型中的基本概念模型中的基本概念

（2）实体集实体集（EntitySet）：

若干同型实体的集合称为实体集。

例如，信息学院的学生就是一个实体集。

关键字关键字（Key）：

能唯一地标识实体集中每个实体的属性集合称为关键字（码）。

例如，学号可以作为一个学校的学生实体集的关键字；一个实体集可以有若干个关键字，通常选择一个作为主关键字（PrimaryKey）。

域域（Domain）：

属性的取值范围称作域。

例如，性别的域为集合男，女。

联系联系（Relationship）：

E-R模型中实体之间的联系，它是客观事物之间联系的抽象表示。

E-R模型中的基本概念模型中的基本概念（3）两个实体集之间的联系可以分为三类：

一对一联系一对一联系（1:

1）：

如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个（也可以没有）实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联