数据库系统概论.ppt

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1、2019/10/27,1,数据库系统概论 An Introduction to Database System,2019年10月,2019/10/27,2,数据库技术应用十分广泛,教学管理系统 图书馆管理系统 工厂、商场、酒店、医院、社区管理系统 各类网站、Web应用等等。,2019/10/27,3,第一讲 绪论,1.1 数据库系统概述 1.2 数据模型 1.3 数据库系统结构 1.4 数据库系统的组成 1.5 小结,2019/10/27,4,1.1 数据库系统概述,1.1.1 基本概念 1.1.2 数据管理技术的产生与发展,2019/10/27,5,1.1.1 基本概念,数据(Data) 数

2、据库(Database) 数据库管理系统(DBMS) 数据库系统(DBS),2019/10/27,6,一、数据,数据的定义 描述事物的符号 数据的形式 数字、文字、图形、图象、声音等 数据的特点 数据与其语义是不可分的，语义是数据的含义。 数据的数字化 数字化是指把数据转化为0和1表示的二进制码。 数据是数据库中存储的基本对象,2019/10/27,7,二、数据库,数据库(Database,简称DB)是存放数据的仓库，该仓库位于计算机存储设备上，数据按一定结构存放。,2019/10/27,8,三、数据库管理系统,数据库管理系统 （Database Management System，简称DBM

3、S）是数据库的管理软件。,2019/10/27,9,DBMS的主要功能,数据定义功能 定义数据库、数据库中的数据对象 数据操纵功能 操纵数据实现对数据库的基本操作 数据库的运行管理 保证数据库的安全性、完整性、并发控制、故障恢复,2019/10/27,10,四、数据库系统,什么是数据库系统 数据库系统（Database System，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。 数据库系统的构成 由数据库、数据库管理系统、应用开发工具、应用系统、数据库管理员和用户构成。,2019/10/27,11,应用系统,开发工具,数据库管理系统,操作系统,数据库,用户,用户,用户,数据库管理员,

4、2019/10/27,12,1.1 数据库系统概述,1.1.1 四个基本概念 1.1.2 数据管理技术的产生与发展,2019/10/27,13,1.1.2 数据管理技术的产生和发展,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) 数据库阶段(60年代末-现在),2019/10/27,14,一、人工管理,时期 40年代中-50年代中 产生的背景 应用需求 科学计算 硬件水平 无直接存取存储设备 软件水平 没有操作系统 处理方式 批处理,2019/10/27,15,人工管理(续),特点 数据不保存 数据不共享 数据不具有独立性,2019/10

5、/27,16,应用程序与数据的对应关系(人工管理),2019/10/27,17,二、文件系统,时期 50年代末-60年代中 产生的背景 应用需求 科学计算、管理 硬件水平 磁盘、磁鼓 软件水平 有文件系统 处理方式 联机实时处理、批处理,2019/10/27,18,文件系统(续),特点 数据可以长期保存 有文件系统管理数据 数据的共享性差 数据独立性差,2019/10/27,19,应用程序与数据的对应关系(文件系统),2019/10/27,20,三、数据库系统,时期 60年代末以来 产生的背景 应用背景 大规模管理 硬件背景 大容量磁盘 软件背景 有数据库管理系统 处理方式 联机实时处理,分布

6、处理,批处理,2019/10/27,21,应用程序与数据的对应关系(数据库系统),2019/10/27,22,数据库系统(续),特点 数据结构化 数据的共享性高 数据的独立性高 数据DBMS统一管理和控制,2019/10/27,23,数据结构化,整体数据的结构化是数据库的主要特征之一。 数据库中实现的是数据的真正结构化 数据的结构用数据模型描述，无需程序定义和解释。 数据可以变长。 数据的最小存取单位是数据项。,2019/10/27,24,数据的高共享性的好处,降低数据的冗余度，节省存储空间 避免数据间的不一致性 使系统易于扩充,2019/10/27,25,数据独立性,物理独立性 指应用程序与

7、数据存储方式是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。 逻辑独立性 指应用程序与数据的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。,2019/10/27,26,DBMS对数据的控制功能,数据的安全性（Security）保护 使每个用户只能按指定方式使用和处理指定数据，保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。 数据的完整性（Integrity）控制 将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系。,2019/10/27,27,DBMS对数据的控制功能,并发（Concurrency）控制 对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错误的

8、结果。 数据库恢复（Recovery） 将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。,2019/10/27,28,第一讲 绪论,1.1 数据库系统概述 1.2 数据模型 1.3 数据库系统结构 1.4 数据库系统的组成（不要求） 1.5 小结,2019/10/27,29,1.2 数据模型,1.2.1 概念模型 1.2.2 逻辑模型 1.2.3 物理模型,2019/10/27,30,现实世界,概念模型,DBMS支持的数据模型,认识抽象,信息世界,机器世界,2019/10/27,31,1.2.1 概念模型,1. 基本概念 2. 两个实体（集）之间的联系 3. 两个以上实体（集）之间的联系 4. 单

9、个实体（集）内的联系 5. 概念模型的一种表示方法：实体联系方法 6. 一个实例,2019/10/27,32,1. 概念模型的基本概念,(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。,2019/10/27,33,1. 概念模型的基本概念,(3) 码（key） 码也叫关键字，它能够唯一标识一个实体，码可以是单个属性也可以是属性组，如果是属性组不能含有多余的属性。 实体集中可以有多个码，但通常选定一个做主码。 码也叫候选码。,2019/10

10、/27,34,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) 实体集（Entity Set） 同型实体的集合称为实体集,2019/10/27,35,信息世界中的基本概念(续),(6) 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 实体集间联系 两个实体之间 一对一联系（1:1） 两个以上实体之间 一对多联系（1:n） 一个实体内部 多对多联系（m:n）,2019/10/27,36,2.两个实体间的联系,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

11、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。,2019/10/27,37,班级与班长之间的联系： 一个班级只有一个班长 一个班长只在一个班中任职 还有：班级与班主任之间的联系 系与系主任之间的联系等,实例,2019/10/27,38,2.两个实体间的联系 (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（n0）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,2019/10/27,39,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

12、 还有：班级与辅导员之间的联系 系与教师之间的联系 系与班级之间的联系 系与专业之间的联系等,2019/10/27,40,2.两个实体间的联系 (续),多对多联系（m:n） 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（n0）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（m0）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,2019/10/27,41,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 还有：课程与教师之间的联系 图书与学生之间的联系 宾馆客房与客人之间的联系等,2019/10/27,42,3.两个以

13、上实体间的联系,多个实体集间的一对多联系 若实体集E1，E2，.，En存在联系，对于实体集Ej（j=1，2，.，i-1，i+1，.，n）中的给定实体，最多只和Ei中的一个实体相联系，反之，对于实体集Ei中的每一个实体，实体集Ej中有m个实体（m0）与之联系，则我们说Ei与E1，E2，.，Ei-1，Ei+1，.，En之间的联系是一对多的。,2019/10/27,43,3.两个以上实体间的联系(续),实例 课程、教师与参考书三个实体 如果一门课程可以有若干个教师讲授，使用若干 本参考书，每一个教师只讲授一门课程，每一本 参考书只供一门课程使用 课程与教师、参考书之间的联系是一对多的 多个实体型间的

14、一对一联系 多个实体型间的多对多联系,2019/10/27,44,多个实体型间的多对多联系,供应商、项目、零件三个实体 如果一个供应商可以供应多个项目和多种零件， 每个项目、每种零件可以由多个供应商提供。 供应商、项目、零件之间的联系是多对多的,2019/10/27,45,4.同一实体集内实体间的联系,一对多联系 实例 职工实体集内部具有领导与被领导的联系 某一职工（干部）“领导”若干名职工 一个职工仅被另外一个职工直接领导 这是一对多的联系 一对一联系 多对多联系,2019/10/27,46,5.概念模型的一种表示方法：实体联系方法,概念模型的表示方法很多 实体联系方法(E-R方法) 用E-

15、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,2019/10/27,47,E-R图,实体集 用矩形表示，矩形框内写明实体名。,学生,教师,2019/10/27,48,E-R图(续),属性 用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来,2019/10/27,49,E-R图(续),联系 联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或m:n） 联系的属性：联系本身也是一种实体，也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来,2019/10/27,50,联系的表示方法,2019/10

16、/27,51,联系的表示方法(续),2019/10/27,52,联系的表示方法示例,2019/10/27,53,联系的表示方法示例(续),2019/10/27,54,联系属性的表示方法,2019/10/27,55,6.实例 E-R图,E-R图实例： P17-P19 某工厂物资管理E-R图,2019/10/27,56,某工厂物资管理的概念模型,设计的实体有： 仓库：属性有仓库号、面积、电话 零件：零件编号、名称、单价、描述 供应商：供应商号、名称、地址、电话、账号 项目：项目号、预算、开工日期 职工：职工号、姓名、年龄、职称,2019/10/27,57,实体集之间的联系,一个仓库可以存放多种零件

17、，一种零件可以存放多个仓库。用库存量表示某种零件在某个仓库的数量 一个仓库有多名职工，一个职工只能在一个仓库工作 职工之间有领导-被领导的关系 一个供应商供应多个项目多种零件，每个项目、每种零件可由多个供应商供应,2019/10/27,58,供应商,仓库,职工,零件,项目,供应,领导,存放,库存量,供应量,所属,1,1,N,N,P,M,N,M,某工厂物资管理的概念模型,N,2019/10/27,59,课堂练习,学校有若干个系，每个系有若干个班级和教研室，每个教研室有若干个老师，每个班级有若干个学生，每个学生选修若干课程，每门课程可由若干个学生选修，每门课程可由若干教师讲解，每个教师最多教一门课

18、。请用E-R图画出该学校的概念模型。,2019/10/27,60,系,班级,教研室,老师,学生,课程,所属,所属,所属,所属,选修,讲解,N,N,N,N,N,N,1,1,1,1,M,1,2019/10/27,61,课堂练习,某工厂生产若干个产品，每个产品由不同的零件组成，有的零件可用在不同的产品上，这些零件由不同的原材料组成，不同的零件所用的原材料可以相同。这些零件按所属的不同产品分别放在仓库中，原材料按类别放在若干个仓库中，产品也按类别放在若干个仓库。中请用E-R图画出该工厂产品、零件、原材料和仓库的概念模型。,2019/10/27,62,产品,零件,原材料,仓库,组成,制作,存放,存放,N,M,1,N,M,M,N,N,存放,N,1,2019/10/27,63,课后作业-概念模型设计,某企业产品生产情况的数据需求，其中： 描述车间的信息有：车间号、车间名、电话、生产产品及数量。 描述产品的信息有：产品号、产品名、规格、型号。 有关语义如下：同一种产品可以由不同的车间生产；每一车间可以生产多种产品。 根据上述语义画出ER图，要求在图中注明联系的类型,网站购物车E-R图,2019/10/27,64,商店销售统计E-R图,2019/10/27,65,日期,住院部E-R图,2019/10/27,66,病人,入住,？,？,