路一意线害础说 1.1数据库技术概述 1.2数据模型 1.3数据库设计 1.4概念模型 2021/1/21
第一章 数据库技术基础知识 2021/1/21 1.1 数据库技术概述 1.2 数据模型 1.3 数据库设计 1.4 概念模型
路一意线害础说 1.1数据库技术概述 1.11数据库基本概念 今数据(Data) 数据是描述现实世界事物的符号记录,是用物理符号记录的 可以鉴别的信息 令数据库( DataBase,简记为DB) 数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集 合。这种集合具有如下特点: 最小的冗余度 应用程序对数据资源共享 数据独立性高 ■统一管理和控制 数据库管理系统① DataBase Management System,简记为DBMS) 2021/1/21
第一章 数据库技术基础知识 2021/1/21 1.1 数据库技术概述 1.1.1 数据库基本概念 ❖ 数据(Data) 数据是描述现实世界事物的符号记录，是用物理符号记录的 可以鉴别的信息。 ❖ 数据库(DataBase，简记为DB) 数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集 合。这种集合具有如下特点： ▪ 最小的冗余度 ▪ 应用程序对数据资源共享 ▪ 数据独立性高 ▪ 统一管理和控制 ❖ 数据库管理系统(DataBase Management System,简记为DBMS)
数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一个数据管理软件, 它的基本功能包括以下几个方面 数据定义功能 用户通过数据定义语言(DDL, Data Definition language) 它可以方便地对数据库中的数据对象进行定义 数据操纵功能 用户可以使用数据操纵语言(DM, Data Manipulation Language)操纵数据,实现对数据的基本操作。如査询、插入 删除和修改 ■数据库的运行管理功能 数据库在建立、运行和维护时由数据库管理系统统一管理和 控制,以保证数据的安全性、完整性,对并发操作的控制以及 发生故障后的系统恢复等。 数据库的建立和维护功能 它包括数据库初始数据的输入、转换功能,数据库的转储 恢复功能,数据库的重组织功能和性能监视、分析功能等。 2021/1/21
第一章 数据库技术基础知识 2021/1/21 数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一个数据管理软件， 它的基本功能包括以下几个方面： ▪ 数据定义功能 用户通过数据定义语言（DDL,Data Definition Language） 它可以方便地对数据库中的数据对象进行定义。 ▪ 数据操纵功能 用 户 可 以 使 用 数 据 操 纵 语 言 （ DML,Data Manipulation Language） 操纵数据，实现对数据的基本操作。如查询、插入、 删除和修改。 ▪ 数据库的运行管理功能 数据库在建立、运行和维护时由数据库管理系统统一管理和 控制，以保证数据的安全性、完整性，对并发操作的控制以及 发生故障后的系统恢复等。 ▪ 数据库的建立和维护功能 它包括数据库初始数据的输入、转换功能，数据库的转储、 恢复功能，数据库的重组织功能和性能监视、分析功能等
路一意线害础说 今数据库系统( DataBase System,简记为DBS) 数据库系统一般由数据库、操作系统、数据库管理系统(及 其开发工具)、应用系统、数据库管理员(DBA)和用户构成。 2021/1/21
第一章 数据库技术基础知识 2021/1/21 ❖ 数据库系统(DataBase System，简记为DBS) 数据库系统一般由数据库、操作系统、数据库管理系统（及 其开发工具）、应用系统、数据库管理员（DBA）和用户构成
路一意线害础说 1.12数据库技术的产生与发展 数据管理技术经历了如下三个阶段:人工管理阶段、文件系 统阶段和数据库系统阶段。 令人工管理阶段 这一阶段是指20世纪50年代中期以前,计算机主要用于科学 计算,当时的计算机硬件状况是:外存只有磁带、卡片、纸带, 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, 没有管理数据的软件,数据处理方式是批处理。 人工管理阶段的特点是:数据不保存、数据无专门软件进行 管理、数据不共享、数据不具有独立性、数据无结构。 令文件系统阶段 这一阶段从20世纪50年代后期到60年代中期,计算机硬件和 软件都有了一定的发展。计算机不仅用于科学计算,还大量用 管理。这时硬件方面已经有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备。 在软件方面,操作系统中已经有了数据管理软件,一般称为文件 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 2021/1/21
第一章 数据库技术基础知识 2021/1/21 1.1.2 数据库技术的产生与发展 数据管理技术经历了如下三个阶段：人工管理阶段、文件系 统阶段和数据库系统阶段。 ❖ 人工管理阶段 这一阶段是指20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学 计算，当时的计算机硬件状况是：外存只有磁带、卡片、纸带， 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， 没有管理数据的软件，数据处理方式是批处理。 人工管理阶段的特点是：数据不保存、数据无专门软件进行 管理、数据不共享、数据不具有独立性、数据无结构。 ❖ 文件系统阶段 这一阶段从20世纪50年代后期到60年代中期，计算机硬件和 软件都有了一定的发展。计算机不仅用于科学计算，还大量用于 管理。这时硬件方面已经有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备。 在软件方面，操作系统中已经有了数据管理软件，一般称为文件 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
文件阶段的数据管理特点是:数据可以长期保存、由文件系统 管理数据、程序与数据有一定的独立性、数据共享性差、数据独立 性差、记录内部有结构。 ◆数据库系统阶段 从20世纪60年代后期以来,计算机硬件和软件技术得到了飞速 发展,为了解决多用户、多应用共享数据,使数据为尽可能多的应 用服务,文件系统已不能满足应用需求,一种新的数据管理技术 数据库技术应运而生 数据库系统阶段具有以下的特点: ■数据结构化 在描述数据时不仅描述数据本身,还描述数据之间的联系。 数据共享性高、冗余度小、易扩充 数据可以被多个应用共享。这不仅大大减小了数据的冗余度 节约存储空间、减少存取时间,而且可以避免数据之间的不相 容性和不一致性。 2021/1/21
第一章 数据库技术基础知识 2021/1/21 文件阶段的数据管理特点是：数据可以长期保存、由文件系统 管理数据、程序与数据有一定的独立性、数据共享性差、数据独立 性差、记录内部有结构。 ❖ 数据库系统阶段 从20世纪60年代后期以来，计算机硬件和软件技术得到了飞速 发展，为了解决多用户、多应用共享数据，使数据为尽可能多的应 用服务，文件系统已不能满足应用需求，一种新的数据管理技术-- 数据库技术应运而生。 数据库系统阶段具有以下的特点： ▪ 数据结构化 在描述数据时不仅描述数据本身，还描述数据之间的联系。 ▪ 数据共享性高、冗余度小、易扩充 数据可以被多个应用共享。这不仅大大减小了数据的冗余度、 节约存储空间、减少存取时间，而且可以避免数据之间的不相 容性和不一致性
路一意线害础说 数据独立性高 数据独立性包括物理独立性和逻辑独立性。数据的物理独 立性是指当数据的物理存储改变时,应用程序不用改变。数 据的逻辑独立性是指当数据的逻辑结构改变时,用户应用程 序不用改变 ■统一的数据管理和控制 数据库对系统中的用户是共享资源。计算机的共享一般是 并发的,即多个用户可以同时存取数据库中的数据,甚至可 以同时存取数据库中同一个数据。因此,数据库管理系统必 须提供以下几个方面的数据控制保护功能 数据的安全性( security)保护 数据的完整性( integrity)控制 数据库恢复( recovery) 并发( concurrency)控制 2021/1/21
第一章 数据库技术基础知识 2021/1/21 ▪ 数据独立性高 数据独立性包括物理独立性和逻辑独立性。数据的物理独 立性是指当数据的物理存储改变时，应用程序不用改变。数 据的逻辑独立性是指当数据的逻辑结构改变时，用户应用程 序不用改变。 ▪ 统一的数据管理和控制 数据库对系统中的用户是共享资源。计算机的共享一般是 并发的，即多个用户可以同时存取数据库中的数据，甚至可 以同时存取数据库中同一个数据。因此，数据库管理系统必 须提供以下几个方面的数据控制保护功能。 • 数据的安全性(security)保护 • 数据的完整性(integrity)控制 • 数据库恢复(recovery) • 并发(concurrency)控制
路一意线害础说 1.13数据库系统的体系结构 ◆集中式系统 DBMS和应用程序以及与用户终端进行通信的软件等都运行在 台宿主计算机上,所有的数据处理都是在宿主计算机中进行。 宿主计算机一般是大型机、中型机或小型机。应用程序和DBMS之 间通过操作系统管理的共享内存或应用任务区来进行通信,DBMS 利用操作系统提供的服务来访问数据库。终端通常是非智能的, 本身没有处理能力 集中系统的主要优点是:具有集中的安全控制,以及处理大 量数据和支持大量并发用户的能力。集中系统的主要缺点是:购 买和维持这样的系统一次性投资太大,并且不适合分布处理 个人计算机系统 与大型系统不同,通常个人计算机(微机)上的DBMS功能和数 据库应用功能是结合在一个应用程序中的,这类DBMS(如 FoxPro、 Acssce)的功能灵活,系统结构简洁,运行速度快,但这类DBMS 的数据共享性、安全性、完整性等控制功能比较薄弱。 2021/1/21
第一章 数据库技术基础知识 2021/1/21 1.1.3 数据库系统的体系结构 ❖ 集中式系统 DBMS和应用程序以及与用户终端进行通信的软件等都运行在 一台宿主计算机上，所有的数据处理都是在宿主计算机中进行。 宿主计算机一般是大型机、中型机或小型机。应用程序和DBMS之 间通过操作系统管理的共享内存或应用任务区来进行通信，DBMS 利用操作系统提供的服务来访问数据库。终端通常是非智能的， 本身没有处理能力。 集中系统的主要优点是：具有集中的安全控制，以及处理大 量数据和支持大量并发用户的能力。集中系统的主要缺点是：购 买和维持这样的系统一次性投资太大,并且不适合分布处理。 ❖ 个人计算机系统 与大型系统不同，通常个人计算机（微机）上的DBMS功能和数 据库应用功能是结合在一个应用程序中的，这类DBMS（如FoxPro、 Acssce）的功能灵活，系统结构简洁，运行速度快，但这类DBMS 的数据共享性、安全性、完整性等控制功能比较薄弱
路一意线害础说 令客户/服务器系统 在客户/服务器( Client/ Server,简记为C/S)结构的数据库系 统中,数据处理任务被划分为两部分:一部分运行在客户端,另 部分运行在服务器端。客户端负责应用处理,数据库服务器完 成DBMS的核心功能。 这种模型中,客户机上都必须安装应用程序和工具,使客户端 过于庞大、负担太重,而且系统安装、维护、升级和发布困难, 从而影响效率 分布式系统 个分布式数据系统由一个逻辑数据库组成,整个逻辑数据库 的数据,存储在分布于网络中的多个结点上的物理数据库中。在 1今的客户/服务器结构的数据库系统中,服务器的数目可以是 或多个。当系统中存在多个数据库服务器时就形成了分布系统 ◆浏览器/服务器系统 随着 Internet的迅速普及,出现了三层客户机/服务器模型: 客户机→应用服务器→数据库服务器。这种系统称为浏览器/服务 器( Browser/ Server,简记为B/S)系统 2021/1/21
第一章 数据库技术基础知识 2021/1/21 ❖ 客户/服务器系统 在客户/服务器（Client/Server,简记为C/S）结构的数据库系 统中，数据处理任务被划分为两部分：一部分运行在客户端，另 一部分运行在服务器端。客户端负责应用处理，数据库服务器完 成DBMS的核心功能。 这种模型中，客户机上都必须安装应用程序和工具，使客户端 过于庞大、负担太重，而且系统安装、维护、升级和发布困难， 从而影响效率。 ❖ 分布式系统 一个分布式数据系统由一个逻辑数据库组成，整个逻辑数据库 的数据，存储在分布于网络中的多个结点上的物理数据库中。在 当今的客户/服务器结构的数据库系统中，服务器的数目可以是一 个或多个。当系统中存在多个数据库服务器时就形成了分布系统。 ❖ 浏览器/服务器系统 随着Internet的迅速普及，出现了三层客户机/服务器模型： 客户机→应用服务器→数据库服务器。这种系统称为浏览器/服务 器（Browser/Server，简记为B/S）系统
路一意线害础说 1.14数据库系统三级模式结构 从DBMS方面考虑,数据库系统通常采用三级模式结构,这是 DBMS内部的系统结构 模式( schema) 模式也称为逻辑模式,是数据中全体数据的逻辑结构和特征描 述,是所有用户的公共数据视图。 个数据库只有一个模式。DBNS提供描述语言(模式DL)来 严格定义模式。 令外模式( external schema) 外模式也称为子模式或用户模式,它是数据库用户能够看到和 使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,是数据库用户的数据 视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示。 外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。外 模式是保证数据库安全性的一个有力措施。每个用户只能看见和 访问所对应的外模式中的数据,数据库中其余数据是不可见的 DBMS提供子模式描述语言(子模式DL)来严格定义子模式 2021/1/21
第一章 数据库技术基础知识 2021/1/21 1.1.4 数据库系统三级模式结构 从DBMS方面考虑，数据库系统通常采用三级模式结构，这是 DBMS内部的系统结构。 ❖ 模式（schema） 模式也称为逻辑模式，是数据中全体数据的逻辑结构和特征描 述，是所有用户的公共数据视图。 一个数据库只有一个模式。DBMS提供描述语言（模式DDL）来 严格定义模式。 ❖ 外模式（external schema） 外模式也称为子模式或用户模式，它是数据库用户能够看到和 使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据 视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。 外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。外 模式是保证数据库安全性的一个有力措施。每个用户只能看见和 访问所对应的外模式中的数据，数据库中其余数据是不可见的。 DBMS提供子模式描述语言（子模式DDL）来严格定义子模式