SQLserver数据库概述.ppt
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1、第一章 绪论,一、数据管理技术的产生和发展二、数据库相关基本概念三、E-R模型和E-R图四、关系模型和关系代数,一、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),数据管理技术的发展动力应用需求的推动计算机硬件的发展计算机软件的发展,1、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,2、文件系统,时期50年代末-60年代中产生
2、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,3、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,分布处理,批处理,应用程序与数据的对应关系(数据库系统),数据库系统的特点数据的管理者:DBMS数据面向的对象:现实世界数据的结构化:整体结构化数据的独立性:高度的物理独立性和一定的逻辑独立性数据的共享程度:共享性高数据控制能力:由DBMS统一管理和控制,数据独立性,物理独立性逻辑独立性,指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。当数据的物理存储改变了,应用程序
3、不用改变。,指用户的应用程序与数据库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。,数据共享性,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,数据库系统的发展阶段1)第一代数据库系统 20世纪70年代,以层次型数据库和网状型数据库第一代数据库系统得到广泛应用。它们基本实现了数据管理中的“集中控制与数据共享”这一目标2)第二代数据库系统20世纪80年代出现了以关系型数据库为代表的第二代数据库系统。如Oracle、Sybase、Informix、Ingres等关系数据库系统已广泛用于大型信息管理系统。3)第三代数据库系统20世纪80年代末,90年代初,新一代
4、数据库技术的研究和开发已成为数据库领域学术界和工业界的研究热点。如:多媒体数据库、时态数据库、空间数据库、面向对象数据库、分布式数据库、并行数据库系统、数据仓库、移动数据库、XML数据管理技术等。,二、数据库相关基本概念,数据(Data)数据库(Database)数据库管理系统(DBMS)数据库系统(DBS)数据模型(Data Model)数据库系统的三级模式数据库设计的一般步骤,1、数据,数据(Data)是数据库中存储的基本单位 数据的含义:是载荷信息的媒体对现实世界中客观事物的符号表示可以是数值数据,也可以是非数值数据,如声音、图像等计算机中数据能输入计算机,并能为其处理的符号序列 数据与
5、信息的区别与联系 信息与数据之间存在着固有的联系:数据是信息的符号表示或称为载体;信息则是数据的内涵,是对数据语义的解释。,2、数据库,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数据库的特征数据按一定的数据模型组织、描述和储存;可为各种用户共享;冗余度较小;数据独立性较高;易扩展。,3、数据库管理系统,什么是DBMS数据库管理系统(Database Management System,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
6、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)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维护功能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,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)检查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。,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结果。
7、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。,4、数据库系统,什么是数据库系统 数据库系统(Database System,简称DBS)是采用数据库技术的计算机系统。DBS是实现有组织地、动态地存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机硬件、软件和数据资源组成的系统。数据库系统的构成 由数据库(数据)、数据库管理系统(软件)、数据库管理员(人员)、硬件平台(硬件)、软件平台(软件)这五个部分构成的运行实体。,数据库系统结构,5、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
8、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,数据模型的组成要素,(1)数据结构 是指对实体类型和实体间联系的表达实现,规定了数据模型的静态特性。(2)数据操作是指对数据库进行的检索和更新两类操作。(3)数据的约束条件是指给定数据模型中数据及其联系应具有的制约和依赖规则。,把现实世界中的客观对象抽象为概念模型-概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次,它是按用户的观点来对数据和信息建模。把概念模型转换为某一DBMS支持的逻辑数据模型-逻辑数据模型是按计算机系统的观点对数据建模,是数据库的基础和核心。,数据模型分成两个不同的层次-两步抽象,6、数据库系统的三级模式结构,数据库系统的
9、三级模式(1)概念模式:数据库系统中全局数据逻辑结构的描述,全体用户公共数据视图;(2)外模式:也称子模式与用户模式。是用户的数据视图,也就是用户所见到的数据模式;(3)内模式:又称物理模式,它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法。数据库系统的两级映射二级映射在DBMS内部实现三级模式的联系和转换:(1)外模式到概念模式的映射-数据的逻辑独立性;(2)概念模式到内模式的映射-数据的物理独立性。,数据库系统的三级模式结构,数据库系统的生命周期:需求分析阶段、概念设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、编码阶段、测试阶段、运行阶段、维护阶段。需求分析常用结构化分析方法和面向对象的方法。结构化分析(
10、简称SA)方法用自顶向下、逐层分解的方式分析系统。用数据流图表达数据和处理过程的关系。对数据库设计来讲,数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果。数据库概念设计利用数据模型进行概念数据库的模式设计。它不依赖任何DBMS(数据库管理系统)常用的数据模型为E-R模型(实体联系模型)。,7、数据库设计一般步骤,数据库逻辑设计:把概念设计得到的概念数据库模式变为逻辑数据模式,它依赖于DBMS。用到的术语有:函数依赖、范式、关系分解。数据库的物理设计:设计数据库的物理结构,就是根据数据库的逻辑结构,结合选定的DBMS,设计数据库的存储结构、存取方式等。一般RDBMS中留给用户参与物理设计的
11、内容大致有索引设计、集成簇设计和分区设计。,三、ER模型和E-R图,(1)ER数据模型(Entity-Relationship data model,即实体联系数据模型)是P.P.Chen于1976年提出的一种概念数据模型。E-R数据模型不是面向实现,而是面向现实世界。(2)一些基本概念,(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。,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。,(2)属性(Attribute),(3)码(Key),唯一标识实体的属性集称为码。,属性的取值范围称为该属性的域。,用实体名及其属性名集合来抽象
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