數(shù)據(jù)庫基礎專題課件

1、數(shù)據(jù)庫技術數(shù)據(jù)庫技術數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)關系數(shù)據(jù)庫accesss數(shù)據(jù)庫1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構概念模型與數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)庫和我們每個人息息相關，我們都和數(shù)據(jù)庫打過交道。 例如：從自己的電子郵件地址簿里查找名字；在某個因特網(wǎng)搜索站點上進行搜索；登錄qq；在自動取款機上使用atm卡等。 什么是數(shù)據(jù)庫什么是數(shù)據(jù)庫 我們?nèi)胄r，會填寫基本情況的表格，其中包括姓名、性別、出生日期、籍貫、家庭住址、照片、簡歷等內(nèi)容。如果把每一個學生填寫的信息都錄入到一張表格內(nèi)，就形成了一個學生信息表；如果把每個學生的成績都錄入到一張表格內(nèi)，就形成了一個成績表。還有一些其他類型的表，如課程表、

2、教師表、選課表和專業(yè)表等。把這些表，都放在一起，并統(tǒng)一組織和管理，這就形成了數(shù)據(jù)庫。 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫是信息的集合，也就是用于存放數(shù)據(jù)的庫。通過數(shù)據(jù)庫，可以快捷方便地管理和查詢數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)庫用來存放和管理數(shù)據(jù)表，而數(shù)據(jù)表中則用于存放相關的數(shù)據(jù)信息。 數(shù)據(jù)庫的社會意義： 數(shù)據(jù)庫技術使得數(shù)據(jù)能夠聯(lián)系起來，揭示出原本隱而不露的信息（數(shù)據(jù)挖掘）。 例如：信用卡持有者的消費模式可以分類及交叉列表，得到極具市場價值的顧客檔案，利用這個信息，健美雜志就可以向那些最近買過健身器材的人寄去訂閱單，訓狗雜志的訂閱單則瞄向不久前買過狗食的人群 問題： 大量的數(shù)據(jù)怎樣科學的組織和存放？怎樣能高效的獲取和維護數(shù)據(jù)？ 完成這

3、個任務的是一個系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(dbms)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(dbms)是為數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護而配置的軟件系統(tǒng)，它建立在操作系統(tǒng)的基礎上，對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一的管理和控制。 用戶使用數(shù)據(jù)庫的各種命令以及應用程序的執(zhí)行，都要通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來實現(xiàn)。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能主要包括：數(shù)據(jù)庫定義功能、數(shù)據(jù)操縱功能、數(shù)據(jù)庫運行管理功能以及數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能。確保數(shù)據(jù)庫的安全性、完整性、并發(fā)性等。如插入、刪除和查詢等。 用戶、數(shù)據(jù)庫應用程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫之間的關系提供數(shù)據(jù)庫語言，完成數(shù)據(jù)的定義和訪問高級語言中嵌入數(shù)據(jù)庫的操作數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫應用程

4、序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)用戶.用戶常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)l文件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (1)text文件 文件是記錄數(shù)據(jù)的最直接方式，但查詢、統(tǒng)計、匯總等操作比使用數(shù)據(jù)庫困難得多。 (2)excel文件 電子表格文件，適合日常工作中的表格管理、財務報表處理等。也可作為數(shù)據(jù)庫來看待。l桌面數(shù)據(jù)庫 (1)access (2)xbase 目前xbase中使用最廣泛的是微軟的visual foxpro。l大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫 microsoft sql server、oraclel開源數(shù)據(jù)庫 mysql數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構 數(shù)據(jù)集成有很多優(yōu)點，但問題是怎樣保證某些數(shù)據(jù)只能被某些人查看，不能給沒有權

5、利看的人查看？ 例如：一個在公司搞業(yè)務通訊的人需要查找員工的姓名、住址，但不能查閱工資數(shù)據(jù)；而一個處理工資計算的員工不應查閱公司的其它財務記錄。 為了讓用戶訪問同一個數(shù)據(jù)庫中的不同的信息，通常數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)依賴于模式和外模式模式和外模式。 絕大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在結構上都具有三級模式的結構特征。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構三級模式結構：模式、外模式和內(nèi)模式模式、外模式和內(nèi)模式。 模式：模式：是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述。 例如，每個學生基本情況表（學號、姓名、性別、年齡、電話等）；課程情況表（課程號、課程名、授課教師、學時等）；學生和課程的關系表（學號、課程號、成績等），這些表組織在一起構

6、成數(shù)據(jù)庫的模式。 問題：假如學校的宿舍管理員要訪問數(shù)據(jù)庫，但管理員無權查看學生的成績，只能訪問學生基本情況表，那怎么辦呢？ 那就必須限制管理員只能訪問數(shù)據(jù)庫的外模式。這個外模式中只有學生記錄。 外模式：外模式：也稱子模式或用戶模式子模式或用戶模式。是一個特定用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯和特征的描述。 外模式是數(shù)據(jù)庫用戶看到的數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)視圖，也是用戶與數(shù)據(jù)庫之間的接口。一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式。 內(nèi)模式：內(nèi)模式：也稱存儲模式，是對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)物理方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示形式。 三級模式的結構關系應用1應用2應用n子模式子模式1子模式子模式m子模式/模式映象模式模式 (sch

7、ema)模式/內(nèi)模式映象內(nèi)模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫外模式（個別用戶視圖）模式（存什么）（公共用戶視圖）內(nèi)模式（怎么存）（存儲視圖）物理層邏輯層視圖層簡化的數(shù)據(jù)庫三層模式結構：視圖層視圖層例：學生課程數(shù)據(jù)庫三級體系結構：學生表學生表student (sno,sname,sage,ssex )課程表課程表course (cno,cname,teacher )學生課程關系學生課程關系sc (sno,cno,grade)內(nèi)模式內(nèi)模式模式模式成績子模式成績子模式 g (sname,cname,grade)子模式子模式n子模式子模式1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成dbs數(shù)據(jù)庫人員軟件系統(tǒng)硬件系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫是長期儲

8、存在計算機內(nèi)、有組織的的、可共 享的大量數(shù)據(jù)集合。dbs數(shù)據(jù)庫人員軟件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件開發(fā)人員軟件開發(fā)人員軟件使用人員軟件使用人員 （最終用戶）（最終用戶）數(shù)據(jù)庫管理人員數(shù)據(jù)庫管理人員 （dbadba）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成dbs數(shù)據(jù)庫人員軟件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)dbmsdbms支持支持dbmsdbms的的osos： dbms向os申請所需的軟/硬件資源，并接受os的控制和調(diào)度，os是dbms與硬件之間的接口。應用開發(fā)工具應用開發(fā)工具應用系統(tǒng)：應用系統(tǒng)： 用戶借助應用程序、終端命令，通過dbms訪問db的應用軟件。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成dbs數(shù)據(jù)庫人

9、員軟件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)足夠大的內(nèi)存：足夠大的內(nèi)存： 以存放os、dbms運行程序、應用程序、數(shù)據(jù)庫表等。大容量的存儲設備：大容量的存儲設備： 供存放數(shù)據(jù)庫與備份。具有較高的通道能力：具有較高的通道能力：較高的通道能力，提高數(shù)據(jù)處理速度。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的軟硬件層次關系硬件操作系統(tǒng)dbms，編譯系統(tǒng)應用開發(fā)工具軟件應用系統(tǒng)vb、vc、delphioracle、db2、sql server 在數(shù)據(jù)庫中存儲和管理的數(shù)握，都來自客觀事物，那么怎樣把現(xiàn)實世界中的客觀事物變?yōu)闉槟苡糜嬎銠C存儲和處理的數(shù)據(jù)呢? 通過對現(xiàn)實世界進行抽象實現(xiàn)模型。模型模型是現(xiàn)實世界的特征和抽象。例飛機模型、汽車模型。概念模型與數(shù)據(jù)模型概念

10、模型與數(shù)據(jù)模型 直接將現(xiàn)實世界映射到計算機世界(數(shù)據(jù)世界)十分困難，因此引入信息世界作為橋梁。 數(shù)據(jù)世界是信息世界數(shù)據(jù)化的產(chǎn)物，用數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型來描述。 信息世界是現(xiàn)實世界在人腦中的反映，用概念模型概念模型描述。 信息世界涉及的概念： 1、實體（entity） 客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體。 一個實體是現(xiàn)實世界客觀存在的一個事物?？梢允且粋€具體的事物，如一個具體的事物，如一所房子、一個元件、一個人等；也可以是抽象的事物，如一個想法、一個計劃、或一個工程項目等等。概念模型概念模型 2、實體型（entity type） 用實體名及其屬性名集合刻畫的同類實體，稱為實體型。 例如，學生（學號，

11、姓名，性別，出生年份，系，入學時間）就是一個實體類型。 3、實體集（entity set） 同類型實體的集合稱為實體集。 例如，全體學生就是一個實體集。 4、屬性（attribute） 描述實體或聯(lián)系的特性。實體的每個特性稱為一個屬性。 屬性有屬性名、屬性類型、屬性定義域和屬性值之分。一個實體可以由若干個屬性來刻畫。 例如，學生實體可以由學號、姓名、性別、出生年份等屬性組成（94002268,張山，男，1976）。5、碼（key） 其值能唯一地標識每個實體的屬性集稱為碼或鍵。例如，學號是學生實體的碼。6、域（domain） 屬性的取值范圍稱為該屬性的域。 例如，姓名的域為字符集合，年齡的域為小

12、于35的整數(shù)，性別的域為（男，女）。7、聯(lián)系（relationship） 現(xiàn)實世界中，事務之間是有聯(lián)系的，這些聯(lián)系在信息世界中反映為實體之間的聯(lián)系。例如，學生和課程間有一個聯(lián)系。用用e-r圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型 實體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名。 屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應的實體連接起來。 聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關實體連接起來，同時在無向邊旁標上聯(lián)系的類型（1:1，1:n或m:n）。 數(shù)據(jù)模型根據(jù)其結構不同，分為層次模型、網(wǎng)狀模型、關系模型、面向?qū)ο竽Ｐ偷取?四種模型中，層次模型和網(wǎng)狀模型已經(jīng)很少應用，而面向?qū)?/p>

13、象模型比較復雜，尚未達到關系模型數(shù)據(jù)庫的普及程度。目前理論成熟、使用普及的模型就是關系模型。數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型由數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)操作、約束條件三要素構成。三要素精確的描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特征、動態(tài)特征和完整性約束條件。學號姓名 性別年齡 2010001李萍 女192010002張強 男19例：學生實體-學生表：現(xiàn)實世界（事物、事物性質(zhì)）抽象化信息世界（實體、實體屬性）數(shù)據(jù)世界（記錄、數(shù)據(jù)庫項）數(shù)據(jù)化概念模型數(shù)據(jù)模型一個人學生（學號、姓名、性別、年齡等）現(xiàn)實世界、信息世界、數(shù)據(jù)世界的關系二維表2 關系數(shù)據(jù)庫關系數(shù)據(jù)庫 以數(shù)據(jù)的關系模型關系模型為基礎設計的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)稱為關系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，簡稱關系

14、關系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫。 關系模型是把數(shù)據(jù)庫組織為滿足一定條件的二維表形式，每個二維表稱為一個關系。 課程號課程名授課學時授課學期j001數(shù)據(jù)庫726j003c 程序設計542z004操作系統(tǒng)725z006編譯原理726x001數(shù)值分析543x002面向?qū)ο?64四個屬性四個屬性六個元組六個元組候選碼候選碼關鍵字關鍵字或一個關系的例子：課程表關系名關系名 下面是關系模型的常用術語： 關系：一個關系就是一個二維表，每個關系都有一個關系名，即數(shù)據(jù)表名。 元組：表中的行稱為元組，一行就是一個元組，對應表中的一條記錄。 屬性：表中的列稱為屬性，每一列有一個屬性名，即字段名。 域：屬性的取值范圍。 關鍵字：表

15、中某個屬性組，它們的值惟一地標志一個元組。 候選碼：如果某個屬性的值能惟一地標志一個元組，這個值就被稱為候選碼。 一張二維表構成的關系模型應該滿足： 同一列中各數(shù)據(jù)具有相同的類型； 任意兩個記錄不能完全相同； 每一個數(shù)據(jù)項應該是不可再分的最小數(shù)據(jù)項； 行與列的次序是任意的。學生表：學生（學號，姓名，性別，年齡）課程表：課程（課程編號，課程名，任課教師）選課表：選課（學號，課程編號，成績） “選課”表通過“學號”屬性和“課程編號”屬性，將“學生”和“課程”兩個表關聯(lián)起來了，表間的這種關聯(lián)關系稱聯(lián)系聯(lián)系。 一個數(shù)據(jù)庫中所有關系及其聯(lián)系的集合構成了數(shù)據(jù)庫的模式模式。 實體聯(lián)系（e-r）模型能很好地描述數(shù)據(jù)間的邏輯關系。 典型的rdbms有：xbase、vfp、oracle、sybase、db/2、access、sql serve等。access數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫accessaccess的七種對象：的七種對象： 數(shù)據(jù)庫中最基本的對象。表由記錄組成，記錄由字段組成。1 1、表、表2 2、查詢、查詢對表中數(shù)據(jù)進行檢索、統(tǒng)計。4 4、報表、