数据库基础与应用课件-

数据库基础与应用数据库基础与应用学校：株洲电视大学教学资源主教材《数据库基础与应用》刘世峰主编中央广播电视大学出版社出版实验教材《ACCEESS上机操作指导》解季萍等编中央广播电视大学出版社出版《SQLServer上机操作指导》刘世峰等编中央广播电视大学出版社出版录象教材16讲刘世峰主讲中央广播电视大学音像出版社出版直播课堂2讲刘世峰主讲中央广播电视大学音像出版社出版复习资料《数据库基础与应用期末复习指导》中央电大教育杂志社出版发行作业练习《数据库基础与应用形成性考核作业册》中央电大教育杂志社出版发行网上辅导在电大在线计算机应用《数据库基础与应用》课程网页上发表考核要求考核学生掌握和运用数据库基本概念和知识建立和使用数据库的能力。具体考核要求分为以下3个层次：了解：理解数据库系统中的一些基本概念。掌握：掌握数据库系统中的一些基本知识、ACCESS以及SQLServer数据库管理系统的常用操作、SQLServer系统中使用的常用数据类型的含义和语句的格式与作用等。熟练掌握：能够根据所给定的知识点分析问题和解决问题。命题原则出题比例数据库基本知识（一至五章）50%ACCESS使用与操作（六、七章）15%SQLServer操作与应用（八、九章）30%其他数据库系统及相关知识（第十章）5%重点内容主教材第四和第九章为什么要学习本课程？数据库的应用领域非常广泛，不管是家庭、公司或大型企业，还是政府部门，都需要使用数据库来存储数据信息。传统数据库中的很大一部分用于商务领域，如证券行业、银行、销售部门、医院、公司或企业单位，以及国家政府部门、国防军工领域、科技发展领域等。进入信息时代，随着Internet的发展，网络数据库一般用于因特网及远距离计算机网络系统中。特别是随着电子商务的发展，这类数据库发展更加迅猛。许多网络用户（如个人、公司或企业等）在自己的计算机中存储信息，同时希望通过网络使用发送电子邮件、文件传输、远程登录方式和别人共享这些信息。分布式信息检索满足了这一要求。第一章数据库系统概论P1数据处理技术发展经历概念数据模型逻辑数据模型数据库系统简介学习目标了解数据处理技术的各个阶段的不同特点；了解和掌握实体、联系、属性、码等概念的含义，以及ER图的应用；了解数据库设计中的各种逻辑结构模型的特点，特别是关系数据模型的优点；了解数据库系统的构成，数据库用户的分类，数据库体系结构，存取数据库中数据的大致过程等内容。1.1数据处理技术发展经历基本概念1.数据（Data）定义：描述事物的符号记录称为数据。表现：数字，文字，图形，图像，声音，语言等。2.数据处理定义：对数据进行加工的过程。如：查找、统计、分类、修改等等。数据库四个发展阶段宽P2人工管理阶段时间：20世纪50年代中期前，科学计算上。特点数据不保存应用程序管理数据数据不共享数据不具有独立性程序数据关系如右图应用程序1应用程序2应用程序n数据集n数据集2数据集1······文件系统阶段时间：50后期~60中期，有了操作系统。特点数据可以长期保存文件系统管理数据数据共享差，冗余大数据独立性差程序数据关系如右图应用程序1应用程序2应用程序n数据集n数据集2数据集1······存取方法P4数据库系统阶段时间：60年代后期以后。出现数据库管理系统，专门管理数据。特点：数据结构化数据的共享性高，冗余度低，易扩充数据独立性高数据粒度小独立的数据操作界面数据由DBMS统一管理和控制安全性控制一致性控制并发性控制数据库恢复数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，简称DBMS）定义：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。主要功能：1、数据定义：（DataDefinitionLanguage）2、数据组织、存储和管理；3、数据操纵；（DataManipulationLanguage）4、数据库事务管理和运行管理；5、数据库的建立和维护功能。（初始数据，数据库转储、恢复，数据库重组织、性能监视、分析等）6、其他功能（网络通讯，异构互操作等）应用程序1应用程序2应用程序n数据库DBMS···程序数据关系示意P6分布式数据库管理阶段时间：80年代特点：系统的可靠性高地域范围广数据量大客户数多1.2概念数据模型数据模型的抽象过程数据模型组成要素数据结构；数据操作；数据的完整性。现实世界认识抽象信息世界，概念模型机器世界，基本数据模型1.2.1ER模型的有关概念P7实体(Entity)客观存在并可以相互区别的事物。如人、事物、订货。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。如学生（学号，姓名，性别，出生年月，系，入学时间）实体集（EntitySet）同型实体的集合。联系(Relationship)实体(型)内部和实体(型)之间的关系。分类：一对一（1：1）；一对多（1：n）；多对多（m：n）属性(Attribute)实体具有的某一特性。如学生的学号、姓名、性别。码(Key)唯一标识实体的属性集。如学生的学号。域(Domain)属性的取值范围。如性别的域为（男、女）示例：老师给学生讲课实体：老师、学生关系：讲课联系：1对多用E-R图表示为讲课老师学生1n两个实体型间联系厂长工厂任职11(a)公司职员就职1n(b)读者图书借阅mn(c)图1-6实体间的联系两个以上实体型间的联系课程教员授课1m参考书n供应商项目供应pm零件n职工领导1n1.2.2E-RD概念模型的表示方法E-R模型概念模型是对信息世界建模，概念模型的表示方法很多，最常用的是实体—联系法(Entity-RelationshipApproach)，用E-R图描述，因此也称E-R模型。E-R图构件：矩形：表示实体集椭圆：表示属性菱形：表示联系集线段：实体集间或实体集与联系集间的连接。ER图模型示例mn借阅姓名借书证号职称出版社书号定价书名作者借书日期读者图书所在学院图1-7图书借阅系统中的E-R模型实体联系模型之例例：为某百货公司数据库系统设计一个E-R模型。百货公司管辖若干连锁商店，每家商店经营若干商品，每家商店有若干职工，但每个职工只能服务于一家商店。商店的属性有：店号、店名、店址、店经理。商品的属性有：商品号、品名、单价、产地。职工的属性有：工号、姓名、性别、工资。在联系中应反映出职工参加某商店工作的开始时间，商店销售商品的月销售量。E-R模型设计的一般步骤：确定实体集确定实体集之间的联系和联系的类型确定属性（实体属性、联系属性）实体联系模型之例职工商品商店店号店址店名产地单价品名工资性别姓名工号店经理商品号开始时间月销售量经营隶属1nmm百货公司的E-R图1.3常用数据模型P17最常用的逻辑数据模型层次模型(HierarchicalModel)代表系统：IBM1968IMS，阿波罗登月。网状模型(NetWorkModel)代表系统：GE的IDS，后DBTG数据库标准。关系模型(RelationalModel)代表系统：Oracle，Sybase,DB2…面向对象模型(ObjectOrientedModel)如：ONTOS，ORION等。树枝根通过树形结构表示实体及联系。如描述学校管理机构。每个结点表示一个实体（型），箭头表示实体（型）间的联系（由父到子）。（1）层次数据模型非根根层次数据模型主要特点：有且仅有一个根结点；每个非根结点有且仅有一个父(直接上层)结点。它最适合表示实体的一对多联系。根多个父结点通过网状结构表示实体及联系。“网”中每个结点表示一个实体(型)，结点之间箭头表示实体(型)间的联系。网状数据模型主要特点：网状数据模型可能有多个根结点，某些非根结点可能有多个父结点，适合表示实体的多对多联系。（2）网状数据模型（3）关系数据模型P20关系模型关系模型是目前最重要的一种数据模型，它建立在严格的数学概念的基础之上，数学基础是关系代数。其中数据的逻辑结构是一张二维表，由行列组成。学生成绩登记表示例学号姓名年龄性别系别年级200001王小明19女社会学2000200081黄大鹏20男计算机2000200030张文斌18男法律系2000··················关系模型概念属性元组学号姓名年龄关系元组属性元数（度、目）关系模式：关系结构的描述。R(A1，A2，A3，….，An)表结构关系名属性名例：学生(学号，姓名，年龄)9801黄林199802李红209803张英21…………….9830王刚20关系模型(2)操纵与完整性约束数据操纵：查、插、删、改结点值需满足关系的完整性约束条件使用非过程化语言(3)存储结构以文件形式存储课程号课程名学分课程学号姓名性别年龄籍贯教师号教师名职称学生教师学号课程号成绩选课课程号教师名任课表结构关系模型关系模型的特点优点有严格的数学基础。概念单一。实体、联系、检索结果都用关系表示。存取路径对用户透明，因而具有更高的数据独立性、更好的安全保密性，简化了数据库的建立开发工作。缺点查询效率往往不如非关系数据模型。（4）对象数据模型对象：它不仅包括实体的属性，还包含所描述事务的行为特征。对象具有封装性、继承性和多态性。面向对象数据模型主要适用于一些特殊应用的领域，这些领域不仅要处理数值和文字数据，而且要处理图形、图像、和声音等多媒体数据信息。1.4数据库系统简介P26组成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。硬件平台足够大的内存。存放操作系统、DBMS核心模块、数据缓冲区和应用程序。足够大的磁盘等直接存取设备，足够的备份能力。较高的通道能力，提高数据传送率。用户用户用户应用系统应用开发工具数据库管理系统操作系统数据库数据库管理员数据库系统在计算机系统中的地位应用系统应用开发工具DBMS操作系统硬件编译系统1.4数据库系统的组成软件操作系统、DBMS、高级语言及其编译系统、以DBMS为核心的应用开发工具、数据库应用系统人员DBA：负责全面管理和控制数据库系统。决定数据库中的信息内容和结构决定数据库的存储结构和存取策略定义数据的安全性要求和完整性约束条件监控数据库的使用和运行数据库的改进和重组重构1.4数据库系统的组成系统分析员和数据库设计人员系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明，要和用户及DBA相结合，确定系统的硬件软件配置，参与数据库系统的概要设计。数据库设计人员负责数据库中数据的确定、数据库各级模式设计，必须参加用户需求调查和系统分析，然后进行数据库设计。应用程序员负责设计和编写应用系统的程序模块，进行调试和安装。用户：通过应用系统的用户接口使用数据库偶然用户、简单用户、复杂用户1.4.3数据库系统结构数据库系统模式的概念数据库系统的三级模式结构数据库的二级映象功能与数据独立性1.3.1模式的概念数据库系统的结构从DBMS角度看，三级模式结构。（内部系统结构）从最终用户角度看，分集中式、分布式、客户/服务器和并行结构。（外部体系结构）模式（Schema）的概念定义：数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。（仅仅涉及‘型’的描述，不涉及‘值’）实例（Instance）：模式的一个具体值。数据库系统三级模式结构：外模式、模式、内模式。应用A应用B应用C应用D应用E外模式1外模式2外模式3模式内模式数据库内模式/模式映象外模式/模式映象数据库系统的三级模式结构1.3.2三级模式结构模式模式也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。模式与具体的物理存储细节和硬件环境无关，与具体的应用程序无关，与应用程序的开发工具和高级语言无关。DBMS提供模式描述语言（模式DDL）来严格定义模式。定义模式不仅要定义数据的逻辑