第4章数据库概述=创新教育基础与实践=大连理工大学

LOGO第4章数据库概述孙焘重点：数据库的相关概念1SQLServer数据库环境2基于SQLServer图形界面的数据操作34.1数据库的相关概念数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志4.1.1四个基本概念数据(Data)数据库(Database)数据库管理系统(DBMS)数据库系统(DBS)4.1.1.1数据数据(Data)是数据库中存储的基本对象数据的定义描述事物的符号记录数据的种类文字、图形、图象、声音数据的特点数据与其语义是不可分的4.1.1.1数据举例学生档案中的学生记录（李明，男，1972，江苏，计算机系，1990）数据的形式不能完全表达其内容数据的解释语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间解释：李明是个大学生，1972年出生，江苏人，1990年考入计算机系请给出另一个解释和语义4.1.1.2数据库人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后，应将其保存起来以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息数据库的定义数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合4.1.1.3数据库管理系统什么是DBMS数据库管理系统（DatabaseManagementSystem，简称DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。DBMS的用途科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据4.1.1.3DBMS的主要功能数据定义功能提供数据定义语言(DDL)定义数据库中的数据对象数据操纵功能:提供数据操纵语言(DML)操纵数据实现对数据库的基本操作(查询、插入、删除和修改)4.1.1.3DBMS的主要功能数据库的运行管理保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用发生故障后的系统恢复数据库的建立和维护功能(实用程序)数据库数据批量装载数据库转储介质故障恢复数据库的重组织性能监视等4.1.1.4数据库系统什么是数据库系统数据库系统（DatabaseSystem，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。数据库系统的构成由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员（和用户）构成。4.1.2数据管理技术的产生和发展什么是数据管理对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题数据管理技术的发展过程人工管理阶段(40年代中--50年代中)文件系统阶段(50年代末--60年代中)数据库系统阶段(60年代末--现在)4.1.2.1文件系统中数据的结构记录内有结构。数据的结构是靠程序定义和解释的。数据只能是定长的。可以间接实现数据变长要求，但访问相应数据的应用程序复杂了。文件间是独立的，因此数据整体无结构。可以间接实现数据整体的有结构，但必须在应用程序中对描述数据间的联系。数据的最小存取单位是记录。4.1.2.2数据库系统特点数据的管理者：DBMS数据面向的对象：现实世界数据的共享程度：共享性高数据的独立性：高度的物理独立性和一定的逻辑独立性数据的结构化：整体结构化数据控制能力：由DBMS统一管理和控制4.1.2.2应用程序与数据的对应关系(数据库系统)DBMS应用程序1应用程序2数据库…4.1.3数据模型在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟数据模型应满足三方面要求能比较真实地模拟现实世界容易为人所理解便于在计算机上实现4.1.3数据模型(续)数据模型分成两个不同的层次(1)概念模型也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。(2)数据模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。4.1.3数据模型的组成要素数据结构数据操作数据的约束条件4.1.3.1数据结构什么是数据结构对象类型的集合两类对象与数据类型、内容、性质有关的对象与数据之间联系有关的对象数据结构是对系统静态特性的描述4.1.3.2数据操作数据操作对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作及有关的操作规则数据操作的类型检索更新（包括插入、删除、修改）4.1.3.2数据操作(续)数据模型对操作的定义操作的确切含义操作符号操作规则（如优先级）实现操作的语言数据操作是对系统动态特性的描述。4.1.3.3数据的约束条件数据的约束条件一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。4.1.3.3数据的约束条件(续)数据模型对约束条件的定义反映和规定本数据模型必须遵守的基本的通用的完整性约束条件。例如在关系模型中，任何关系必须满足实体完整性和参照完整性两个条件。提供定义完整性约束条件的机制，以反映具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。4.1.4概念模型概念模型信息世界中的基本概念概念模型的表示方法4.1.4概念模型概念模型的用途概念模型用于信息世界的建模是现实世界到机器世界的一个中间层次是数据库设计的有力工具数据库设计人员和用户之间进行交流的语言对概念模型的基本要求较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识；简单、清晰、易于用户理解。4.1.4信息世界中的基本概念(1)实体（Entity）客观存在并可相互区别的事物称为实体。可以是具体的人、事、物或抽象的概念。(2)属性（Attribute）实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。(3)码（Key）唯一标识实体的属性集称为码。4.1.4信息世界中的基本概念(续)(4)域（Domain）属性的取值范围称为该属性的域。(5)实体型（EntityType）用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型(6)实体集（EntitySet）同型实体的集合称为实体集4.1.4信息世界中的基本概念(续)(7)联系（Relationship）现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系实体型间联系:两个实体型一对一联系（1:1）三个实体型一对多联系（1:n）一个实体型多对多联系（m:n）4.1.4两个实体型间的联系实体型1联系名实体型2111:1联系实体型1联系名实体型2mnm:n联系实体型1联系名实体型21n1:n联系4.1.4两个实体型间的联系一对一联系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具有一对一联系。记为1:1。实例。班级与班长之间的联系：一个班级只有一个正班长一个班长只在一个班中任职4.1.4两个实体型间的联系(续)一对多联系如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对多联系，记为1:n。实例。班级与学生之间的联系：一个班级中有若干名学生，每个学生只在一个班级中学习4.1.4两个实体型间的联系(续)多对多联系如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体（m≥0）与之联系，则称实体集A与实体B具有多对多联系。记为m:n。实例。课程与学生之间的联系：一门课程同时有若干个学生选修一个学生可以同时选修多门课程4.1.4概念模型的表示方法概念模型的表示方法很多实体－联系方法(E-R方法)用E-R图来描述现实世界的概念模型E-R方法也称为E-R模型SQLServer2000特点(1)支持多层客户机／服务器结构(2)有完善的分布式数据库和数据仓库功能(3)具有强大的数据库管理功能(4)具有强大的网络功能(5)支持ANSISQL（标准SQL），并将标准SQL扩展成为更加实用的Transact-SQL；4.2SQLServer介绍是微软公司推出的数据库管理系统使用SQLServer2000常用工具：企业管理器、服务管理器、查询分析器、联机丛书。企业管理器利用企业管理器能完成的工作有：管理SQLServer服务器；建立与管理数据库；建立与管理表、视图、存储过程、触发程序、角色、规则、默认值等数据库对象，以及用户定义的数据类型；备份数据库和事务日志、恢复数据库；复制数据库；设置任务调度；设置警报；提供跨服务器的拖放控制操作；管理用户帐户；建立Transact-SQL命令语句以及管理和控制SQLMail。服务管理器SQLServer服务管理器是在服务器端实际工作时最有用的实用程序。服务管理器用来启动、暂停、继续和停止数据库服务器的实时服务，其提供的服务包括：SQLServer、SQLServerAgent、MSDTC（MicrosoftDistributedTransactionCoordinator，微软分布式事务协调器）。查询分析器SQLServer2000新的图形化查询分析器用于输入和执行Transaction-SQL语句，并且迅速查看这些语句的结果，以分析和处理数据库中的数据。这是一个非常实用的工具，对掌握SQL语言，深入理解SQLServer的管理工作有很大帮助现在使用的数据库为关系型数据库数据库主要有数据表组成数据表为一个二维的表格表格形式如下：创建一个表主要包括：表名每列的列名数据类型长度是否为空常见数据类型：整型：bit，smallint，tinyint，int精确数值型：numeric，decimal货币型：money，smallmoney近似数值型：float，real日期时间型：datetime，Smalldatetime字符型：char，varchar，text统一编码字符型：nchar，nvarchar，ntext二进制数据类型：binary，varbinary，image例如：列名含义类型长度允许空键Sno学号char8NPSname姓名varchar10YSsex性别char1YSbirth出生日期datetime8YSdept院系代码char3YF4.3基于SQLServer图形界面的数据操作过程如下：启动企业管理器选择或创建数据库选择表，右键，新建表保存刚才设计表格student，右键点击表，选择打开表，选择返回所有行在这个表中即可插入数据了练习1在SQLServer上建立：“学生”表Student、“院系”表Department、“课程”表Course、“学生选课”表SC练习2(1)向Student表增加“入学时间”列Scome，其数据类型为日期型；(2)将姓名字段Sname长度改为20；(3)删除Sbirth列；(4)删除学生表；关于主键主键的存在就代表着表结构的完整性，表的记录必须得有唯一区分的字段，主键主要是用于其他表的外键关联，本记录的修改与删除定义主键规则主键必须唯一的识别每一记录一个记录的主键不能为空当生成记录时，主键的值必须存在主键必须保持稳定——你不能更改主键的域主键必须简洁，不要包含过分的属性主键的值不能改变关于视图视图（view）是在基本表之上建立的表，它的结构（即所定义的列）和内容（即所有数据行）都来自基本表，它依据基本表存在而存在。一个视图可以对应一个基本表，也可以对应多个基本表。视图是基本表的抽象和在逻辑意义上建立的新关系。基本表属于全局模式中的表，是实表；视图属于局部模式的表，是虚表。视图的建立和删除只影响视图本身，不影响对应的基本表，而对视图内容的更新直接影