大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（第6版）（微課版） 課件 第9章 數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)思維

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

第9章數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)思維大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程組2022年4月主要內(nèi)容數(shù)據(jù)管理的應(yīng)用1數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)2數(shù)據(jù)模型—關(guān)系模型3結(jié)構(gòu)化查詢語言—SQL4數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)526數(shù)據(jù)思維主要內(nèi)容數(shù)據(jù)管理的應(yīng)用1數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)2數(shù)據(jù)模型—關(guān)系模型3結(jié)構(gòu)化查詢語言—SQL4數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)536數(shù)據(jù)思維數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)管理的應(yīng)用2企業(yè)管理學(xué)校管理5交通運(yùn)輸管理稅務(wù)管理6銀行金融業(yè)主要內(nèi)容數(shù)據(jù)管理的應(yīng)用1數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)2數(shù)據(jù)模型—關(guān)系模型3結(jié)構(gòu)化查詢語言—SQL4數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)576數(shù)據(jù)思維數(shù)據(jù)庫的基本概念數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫的基本概念數(shù)據(jù)：存儲(chǔ)在某一種媒體上能夠被識(shí)別的物理符號(hào)，即描述事物的符號(hào)記錄。數(shù)據(jù)庫：DataBase，簡稱DB。是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備上，結(jié)構(gòu)化的相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：DataBaseManagementSystem，簡稱DBMS。是對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理的系統(tǒng)軟件，它的職能是有效地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、獲取和管理數(shù)據(jù)，接受和完成用戶提出的訪問數(shù)據(jù)的各種請求。89數(shù)據(jù)庫的基本概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：DataBaseSystem，簡稱DBS。是由數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（軟件）、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員（人員）、系統(tǒng)分析員和用戶幾個(gè)部分組成。用戶用戶用戶應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理員10數(shù)據(jù)庫的基本概念數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)：DataBaseApplicationSystem，簡稱DBAS。由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用程序系統(tǒng)、用戶組成的，具體包括:數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員、硬件平臺(tái)、軟件平臺(tái)、應(yīng)用軟件、應(yīng)用界面。數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)不保存沒有專門的數(shù)據(jù)管理軟件數(shù)據(jù)不具備獨(dú)立性數(shù)據(jù)不共享缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)的冗余和不一致；數(shù)據(jù)獨(dú)立性差優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)獨(dú)立保存；用專門的數(shù)據(jù)管理軟件來管理數(shù)據(jù)；文件類型多樣11數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充數(shù)據(jù)獨(dú)立性高數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制1213常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件OracleSybase14常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件MSSQLServerMicrosoftAccess15常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件大數(shù)據(jù)常用數(shù)據(jù)庫：SQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、NoSQL（NotOnlySQL）非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫主要內(nèi)容數(shù)據(jù)管理的應(yīng)用1數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)2數(shù)據(jù)模型—關(guān)系模型3結(jié)構(gòu)化查詢語言—SQL4數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)5166數(shù)據(jù)思維數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型關(guān)系代數(shù)關(guān)系完整性約束17數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象，是用于描述一組數(shù)據(jù)的概念和定義。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)。什么是數(shù)據(jù)模型主要用來描述世界的概念化結(jié)構(gòu)是具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)模型是描述數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的組織結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的分類概念模型邏輯模型物理模型18主要描述數(shù)據(jù)的類型、內(nèi)容、性質(zhì)以及數(shù)據(jù)間的聯(lián)系等主要描述在相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的操作類型和操作方式。數(shù)據(jù)操作包括數(shù)據(jù)的插入、修改、刪除和查詢等是一組完整性規(guī)則的集合數(shù)據(jù)模型的三要素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)約束19實(shí)體型之間的基本聯(lián)系和E-R圖對于兩個(gè)實(shí)體集A和B，若A中的每一個(gè)值在B中至多有一個(gè)實(shí)體值與之對應(yīng)，反之亦然，則稱實(shí)體集A和B具有一對一的聯(lián)系。多對多聯(lián)系(M：N)一對多聯(lián)系(1：N)一對一聯(lián)系(1：1)對于兩個(gè)實(shí)體集A和B，若A中的每一個(gè)值在B中有多個(gè)實(shí)體值與之對應(yīng)，反之B中每一個(gè)實(shí)體值在A中至多有一個(gè)實(shí)體值與之對應(yīng)，則稱實(shí)體集A和B具有一對多的聯(lián)系。對于兩個(gè)實(shí)體集A和B，若A中每一個(gè)實(shí)體值在B中有多個(gè)實(shí)體值與之對應(yīng)，反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有多對多聯(lián)系。20實(shí)體型之間的基本聯(lián)系可以分為三類:21E-R圖學(xué)生學(xué)號(hào)姓名性別年齡學(xué)號(hào)姓名性別學(xué)生選課成績課程課程號(hào)課程名學(xué)分mn2223關(guān)系模型基本概念表:就是二維表。關(guān)系模型是利用二維表來表示學(xué)號(hào)姓名年齡性別專業(yè)名稱20212002王明17男計(jì)算機(jī)科學(xué)20212010趙芳18女計(jì)算機(jī)科學(xué)20213864韓宇19男農(nóng)學(xué)20216657李梅梅19女農(nóng)學(xué)24屬性：二維表中的列稱為屬性（Attribute），也稱為字段值域：二維表中屬性的取值范圍作為值域（Domain）元組：二維表中的行稱為元組（Tuple），即記錄值關(guān)系模式：二維表的結(jié)構(gòu)稱為關(guān)系模式(RelationSchemA)，或者說，關(guān)系模式就是二維表的表框架或表頭結(jié)構(gòu)主鍵：當(dāng)一個(gè)關(guān)系中有多個(gè)候選碼時(shí)，可以從中選擇一個(gè)作為主碼（PrimaryKey），亦即主鍵。每個(gè)關(guān)系只能有一個(gè)主碼外鍵：如果表中的一個(gè)字段不是本表的鍵或候選鍵，而是另外一個(gè)表的鍵或候選鍵，則稱該字段為外鍵或外碼關(guān)系模型25關(guān)系模型關(guān)系模型的三要素是：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作和關(guān)系完整性。關(guān)系運(yùn)算分為關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算，亦即關(guān)系操作關(guān)系模型的完整性規(guī)則包括實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義完整性26關(guān)系代數(shù)

運(yùn)算符含義傳統(tǒng)的集合運(yùn)算∪并∩交－差×廣義笛卡兒積專門的關(guān)系運(yùn)算∏選擇投影連接÷除比較運(yùn)算符＞大于＜小于＝等于≠不等于≤小于等于≥大于等于邏輯運(yùn)算符非∧與∨或27關(guān)系代數(shù)中的操作分為兩類傳統(tǒng)的集合運(yùn)算，包括并、交、差、廣義笛卡爾積專門的關(guān)系運(yùn)算，包括選擇、投影、連接和除操作關(guān)系完整性約束用戶定義的完整性不同的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要一些特殊的約束條件，用戶定義的完整性就是對某些具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫的約束條件參照完整性規(guī)則定義建立關(guān)系之間聯(lián)系的主關(guān)鍵字與外部關(guān)鍵字引用的約束條件實(shí)體完整性規(guī)則關(guān)系中的主鍵是唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)元組的。如果主鍵為空或部分為空，則不能保證元組的唯一性，28主要內(nèi)容數(shù)據(jù)管理的應(yīng)用1數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)2數(shù)據(jù)模型—關(guān)系模型3結(jié)構(gòu)化查詢語言—SQL4數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)5296數(shù)據(jù)思維SQL語言簡介如何定義數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)如何改變數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容如何查詢數(shù)據(jù)庫30SQL語言簡介SQL（StructuredQueryLanguage）語言，即“結(jié)構(gòu)化查詢語言”。SQL功能命令動(dòng)詞數(shù)據(jù)定義Create、Drop、Alter數(shù)據(jù)查詢Select數(shù)據(jù)操縱Insert、Update、Delete數(shù)據(jù)控制Grant、Revoke31如何定義數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)1.CreateTable命令建立數(shù)據(jù)庫最核心的一步就是定義基本表，SQL語言使用CreateTable語句來實(shí)現(xiàn)。語句格式：CreateTable<表名>（<列名1><數(shù)據(jù)類型1>[<列級(jí)完整性約束1>][，……][，<表級(jí)完整性約束>]）；例9.4.1

CreateTableStudent(學(xué)號(hào)Char(8)PrimaryKey,姓名Char(4)NotNull,性別Char(1),出生日期Date,專業(yè)Char(10));32如何定義數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)2.AlterTable命令語句格式：AlterTable<表名>[Add<新列名><數(shù)據(jù)類型>[完整性約束]][Drop<完整性約束名>][Alter<列名><數(shù)據(jù)類型>]；例9.4.2AlterTableStudentAdd聯(lián)系電話char(11);3.DropTable命令語句格式：DropTable<表名>語句功能：刪除以<表名>為名的表。例9.4.3DropTableStudent;33如何改變數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容1.Insert命令I(lǐng)nsert語句用于數(shù)據(jù)插入，向表中插入一條記錄語法格式為：InsertInto表名[（字段1，…，字段n）]Values（值1，…，值n）例9.4.4向表Student中插入一條記錄。InsertIntoStudent(學(xué)號(hào),姓名,出生日期,性別,專業(yè))Values(“20211003”,”王宏偉”,#12/28/03#,”男”,”農(nóng)學(xué)”);34如何改變數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容2.Update命令Update語句用于數(shù)據(jù)修改，其語法格式為：Update<表名>Set<列名>=<表達(dá)式>[，……][Where<條件表達(dá)式>]例9.4.5將表Student中“王宏偉”的專業(yè)改為“園林設(shè)計(jì)”。UpdateStudentSet專業(yè)=”園林設(shè)計(jì)”Where姓名=””;35如何改變數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容3.Delete命令Delete語句用于數(shù)據(jù)刪除，語句格式：DeleteFrom<表名>[Where<條件表達(dá)式>]刪除指定表中滿足條件的記錄，Where子句如果缺省，則刪除表中所有的記錄，但表的結(jié)構(gòu)不受影響。例9.4.6刪除表Student中學(xué)號(hào)為20211003的記錄。DeleteFromStudentWhere學(xué)號(hào)=”20211003”;36如何查詢數(shù)據(jù)庫語句格式：Select[All|Distinct]<目標(biāo)列表達(dá)式>[，……]From<表名或視圖名>[，……][Where<條件表達(dá)式>][GroupBy<列名1>[Having<條件表達(dá)式>]][OrderBy<列名2>[Asc|Desc]]371.查詢?nèi)坑涗浝?.4.7查詢“計(jì)算機(jī)”專業(yè)全體學(xué)生的詳細(xì)記錄。Select學(xué)號(hào),姓名,出生日期,性別,專業(yè)FromStudentWhere專業(yè)=”計(jì)算機(jī)”;或Select*FromStudentWhere專業(yè)=”計(jì)算機(jī)”;如何查詢數(shù)據(jù)庫382.按照特定條件查詢相關(guān)記錄例9.4.8

查詢所有李姓學(xué)生的姓名、學(xué)號(hào)和性別。Select姓名,學(xué)號(hào),性別FromStudentWhere姓名Like”李*”;3.利用函數(shù)生成計(jì)算結(jié)果例9.4.9查詢所有學(xué)生的人數(shù)和平均年齡。SelectCount(*）As人數(shù),Avg(Year(Date())-Year(出生日期))As平均年齡FromStudent;如何查詢數(shù)據(jù)庫39如何查詢數(shù)據(jù)庫選擇查詢中涉及到的函數(shù)主要有5類：計(jì)數(shù)：Count(*)統(tǒng)計(jì)行數(shù)Count(<列名>)統(tǒng)計(jì)列中值的個(gè)數(shù)計(jì)算總和：Sum(<列名>)計(jì)算平均值：Avg(<列名>)計(jì)算最大值：Max(<列名>)計(jì)算最小值：Min(<列名>)4.分組查詢數(shù)據(jù)例9.4.10查詢各專業(yè)及相應(yīng)的專業(yè)人數(shù)。Select專業(yè),Count(學(xué)號(hào))AS人數(shù)FromStudentGroupby專業(yè)HavingCount(學(xué)號(hào))>2;主要內(nèi)容數(shù)據(jù)管理的應(yīng)用1數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)2數(shù)據(jù)模型—關(guān)系模型3結(jié)構(gòu)化查詢語言—SQL4數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)5406數(shù)據(jù)思維數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的概念數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的步驟41數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的概念數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)(DatabaseDesign)是指對于一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求（包括信息要求和處理要求）。在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域內(nèi)，常常把使用數(shù)據(jù)庫的各類系統(tǒng)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的方法有兩種：（1）面向數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)方法：以信息需求為主，兼顧處理需求；

（2）面向過程的設(shè)計(jì)方法：以處理需求為主，兼顧信息需求。42數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的步驟需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的實(shí)施數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù)主要內(nèi)容數(shù)據(jù)管理的應(yīng)用1數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)2數(shù)據(jù)模型—關(guān)系模型3結(jié)構(gòu)化查詢語言—SQL4數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)5436數(shù)據(jù)思維什么是數(shù)據(jù)思維數(shù)據(jù)思維的三個(gè)維度數(shù)據(jù)思維的應(yīng)用領(lǐng)域44數(shù)據(jù)思維1.什么是數(shù)據(jù)思維數(shù)據(jù)思維（ThingKinginData），簡單說就是大數(shù)據(jù)時(shí)代下的一種生產(chǎn)、收集、處理數(shù)據(jù)的價(jià)值，并從中發(fā)現(xiàn)問題、觀察問題、思考問題、解決問題的思維方式。2.數(shù)據(jù)思維的三個(gè)維度

大數(shù)據(jù)思維有三個(gè)緯度——定