数据库原理数据库概论(数据库技术与应用)第4讲.pptx

,数据库技术与应用,第 二 章,数据库原理,Part two,第4讲 数据库基础知识,4.1 数据库、数据库管理系统与数据库系统,什么是数据？数据在日常生活中表现为文字、符号、数字、图形、图像、声音等，这些都被我们称为信息。,第4讲 数据库基础知识,4.1 数据库、数据库管理系统与数据库系统,什么是数据库（Database，DB）1.存放数据的仓库 2.存在于计算机的存储设备上 3.数据是按照一定的数据模型组织的一组相关数据的集合4.数据可以被共享数据库是长期存储在计算机内，有组织的、大量的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为用户共享。,第4讲 数据库基础知识,4.1 数据库、数据库管理系统与数据库系统,什么是数据库管理系统（Database Management System，DBMS）问题1：数据存放在哪里？数据库问题2：如何把数据组织入库？问题3：如何从上万条数据中，筛选出符合条件的数据？我们的任务是科学的组织和存储数据，高效的获取和维护数据。数据库管理系统（DBMS）,第4讲 数据库基础知识,4.1 数据库、数据库管理系统与数据库系统,什么是数据库管理系统（Database Management System，DBMS）1.DBMS是指数据库系统中对数据进行管理的软件系统，它是数据库系统的核心组成部分，数据库系统的一切操作，包括查询、更新及各种控制，都是通过DBMS进行的。2.DBMS是基于数据模型的，根据所采用数据模型的不同，DBMS可以分成网状型、层次型、关系型、面向对象型等。3.DBMS的主要目标是使数据成为一种可管理的资源。,第4讲 数据库基础知识,4.1 数据库、数据库管理系统与数据库系统,什么是数据库系统（Database System，DBS）1.数据库2.硬件3.软件（数据库管理系统，操作系统，开发工具，应用系统）4.数据库管理员以及其他相关数据人员（系统分析员，数据库设计人员，应用程序员，用户）,软件系统,硬件,用户,编译系统,第4讲 数据库基础知识,4.1 数据库、数据库管理系统与数据库系统,数据库系统的结构 三级模式与两级映像概念模式（Conceptual Schema），也称模式对数据库中全局数据逻辑结构的描述，是全体用户公共的数据视图。这种描述是一种抽象描述，不涉及具体硬件环境与平台。外模式（External Schema），也称子模式或用户模式数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见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，是与某一应用相关的数据的逻辑表示。内模式（Internal Schema），也称存储模式数据物理结构和存储方式的描述，它定义所有的内部记录类型、索引和文件的组织形式，以及数据控制方面的细节，一个数据库只有一个内模式。,第4讲 数据库基础知识,4.1 数据库、数据库管理系统与数据库系统,数据库系统的结构 三级模式与两级映像 外模式/模式映像数据库的每一个外模式都有一个外模式/模式映像为了保证数据的逻辑独立性，应用程序一般是依据外模式编写的，因此应用程序也不必修改 模式/内模式映像模式/内模式映像是唯一的为了保证数据的物理独立性，当数据库的存储结构改变时，由数据库管理员对模式/内模式映像做相应改变，可以使模式保持不变，应用程序也不必改变。,20世纪50年代中期前,无专门的设备存取数据，无专用软件管理数据，数据不保存，不共享，无独立性,人工管理阶段,20世纪50年代后期至60年代中期,数据以文件形式长期保存，由文件系统管理数据，数据具有一定的共享性和独立性，但冗余度大。,文件系统阶段,20世纪60年代后期,数据结构化，共享性高、冗余度低，独立性高，有统一的数据管理和控制功能,数据库系统阶段,20世纪80年代后,分布式数据库，对象数据库，网络数据库,高级数据库阶段,第4讲 数据库基础知识,4.2 数据库技术的产生与发展,第4讲 数据库基础知识,4.3 数据模型,产生的原因：由于计算机无法直接处理现实世界中的具体事物，因此必须把这些具体事物转换成计算机能够处理的数据。概念本质：数据模型是数据库中用来对现实世界进行抽象的工具，是数据库中用于提供信息表示和操作手段的形式构架，是现实世界的一种抽象模型。本质：它是现实世界数据特征的抽象。,第二层抽象,第4讲 数据库基础知识,4.3 数据模型,数据处理经历了三重世界和两级抽象。,第二层抽象,第二层抽象,具体事物,概念模型,第一层抽象,数据库支持的数据模型,第4讲 数据库基础知识,4.3 数据模型,按照不同的应用层次，数据模型分为3种类型：概念数据模型（conceptual data model）一种面向客观世界、面向用户的模型，与计算机平台、数据库管理系统无关。仅仅是将现实世界中的事物抽象到信息世界。概念模型是从现实世界到机器世界的一个中间层次。逻辑数据模型（logic data model）一种面向数据库系统的模型，它是概念模型到计算机之间的中间层次。概念模型只有在转换成逻辑模型之后才能在数据库中得以表示。目前，逻辑模型的种类很多，其中比较成熟的有：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等。物理数据模型（physical data model）物理数据模型又称物理模型，它是一种面向计算机物理表示的模型，此模型是数据模型在计算机上的物理结构表示。,第4讲 数据库基础知识,4.3 数据模型,概念模型中最著名的是实体联系模型（Entity Relationship Model，ER模型）。实体联系模型是PPChen于1976年提出的。这个模型直接从现实世界中抽象出实体类型及实体间联系，然后用实体联系图（E-R图）表示数据模型。,实体,属性,实体型,实体集,码,联系,域,客观存在并且可以相互区别的事物，可以是具体的人、事、物，也可以是抽象的事件。,实体所具有的某一特性。有“型”和“值”之分，“型”为属性名，“值”为属性的内容。,若干个属性的型组成的集合，表示一个实体的类型。,同型实体的集合。,能唯一标识一个实体的属性或属性集。,属性值的取值范围。,组成实体的各属性之间的联系，或者不同实体集之间的联系。,第4讲 数据库基础知识,两个实体集之间的联系有如下3种类型：,4.3 数据模型,第4讲 数据库基础知识,教你如何画E-R图,E-R图的4个基本成分 矩形框，表示实体。菱形框，表示联系类型。椭圆形框，表示实体和联系类型的属性。名字写在图形中。对于实体的标识符属性，在属性名下面要画一条横线。直线，连接前三个对象，表示它们之间的联系，并在直线端部标注联系的种类（11、1n或mn）。,第4讲 数据库基础知识,一起来画一个E-R图,例题：请为图书管理设计一个E-R模型。包括如下过程：读者从图书馆借书，图书馆从出版社购书。画图步骤分析：确定实体。本例中涉及到的实体有：读者、书、出版社。确定联系类型。读者和书之间是mn联系，联系名为“借阅”，书和出版社之间是1n联系，联系名为“订购”。确定实体类型和联系类型的属性。实体类型读者的属性有：读者编号、读者姓名、读者年龄、性别、系别；实体类型书的属性有：书号、书名、作者、价格；实体类型出版社的属性有：出版社编号、出版社名、出版社地址。联系类型借阅的属性有借阅日期、归还日期。确定实体类型的键，在下画一条横线。组合成完整的E-R图。,第4讲 数据库基础知识,一起来画一个E-R图,画图步骤分析：确定实体。本例中涉及到的实体有：读者、书、出版社。确定联系类型。读者和书之间是mn联系，联系名为“借阅”，书和出版社之间是1n联系，联系名为“订购”。,借阅,读者,书,出版社,订购,m,n,n,1,第4讲 数据库基础知识,一起来画一个E-R图,画图步骤分析：确定实体类型和联系类型的属性。实体类型读者的属性有：读者编号、读者姓名、读者年龄、性别、系别；实体类型书的属性有：书号、书名、作者、价格；实体类型出版社的属性有：出版社编号、出版社名、出版社地址。联系类型借阅的属性有借阅日期、归还日期。确定实体类型的键，在下画一条横线。最后，组合成完整的E-R图。,