數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)專題課件

1、數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)關(guān)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(jié)構(gòu)概念模型與數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)庫和我們每個(gè)人息息相關(guān)，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(gè)因特網(wǎng)搜索站點(diǎn)上進(jìn)行搜索；登錄qq；在自動(dòng)取款機(jī)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(shí)，會(huì)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(jiǎn)歷等內(nèi)容。如果把每一個(gè)學(xué)生填寫的信息都錄入到一張表格內(nèi)，就形成了一個(gè)學(xué)生信息表；如果把每個(gè)學(xué)生的成績(jī)都錄入到一張表格內(nèi)，就形成了一個(gè)成績(jī)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(guān)的數(shù)據(jù)信息。 數(shù)據(jù)庫的社會(huì)意義： 數(shù)據(jù)庫技術(shù)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(fèi)模式可以分類及交叉列表，得到極具市場(chǎng)價(jià)值的顧客檔案，利用這個(gè)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(xùn)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(xué)的組織和存放？怎樣能高效的獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)？ 完成這

3、個(gè)任務(wù)的是一個(gè)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(hù)而配置的軟件系統(tǒng)，它建立在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)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(yīng)用程序的執(zhí)行，都要通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來實(shí)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(yùn)行管理功能以及數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)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(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)系提供數(shù)據(jù)庫語言，完成數(shù)據(jù)的定義和訪問高級(jí)語言中嵌入數(shù)據(jù)庫的操作數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫應(yīng)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(jì)、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(cái)務(wù)報(bào)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(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)集成有很多優(yōu)點(diǎn)，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(quán)

5、利看的人查看？ 例如：一個(gè)在公司搞業(yè)務(wù)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(gè)處理工資計(jì)算的員工不應(yīng)查閱公司的其它財(cái)務(wù)記錄。 為了讓用戶訪問同一個(gè)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(jié)構(gòu)上都具有三級(jí)模式的結(jié)構(gòu)特征。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)：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(jié)構(gòu)和特征的描述。 例如，每個(gè)學(xué)生基本情況表（學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡、電話等）；課程情況表（課程號(hào)、課程名、授課教師、學(xué)時(shí)等）；學(xué)生和課程的關(guān)系表（學(xué)號(hào)、課程號(hào)、成績(jī)等），這些表組織在一起構(gòu)

6、成數(shù)據(jù)庫的模式。 問題：假如學(xué)校的宿舍管理員要訪問數(shù)據(jù)庫，但管理員無權(quán)查看學(xué)生的成績(jī)，只能訪問學(xué)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(gè)外模式中只有學(xué)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(gè)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(gè)數(shù)據(jù)庫可以有多個(gè)外模式。 內(nèi)模式：內(nèi)模式：也稱存儲(chǔ)模式，是對(duì)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(jí)模式的結(jié)構(gòu)關(guān)系應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)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(gè)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(chǔ)視圖）物理層邏輯層視圖層簡(jiǎn)化的數(shù)據(jù)庫三層模式結(jié)構(gòu)：視圖層視圖層例：學(xué)生課程數(shù)據(jù)庫三級(jí)體系結(jié)構(gòu)：學(xué)生表學(xué)生表student (sno,sname,sage,ssex )課程表課程表course (cno,cname,teacher )學(xué)生課程關(guān)系學(xué)生課程關(guān)系sc (sno,cno,grade)內(nèi)模式內(nèi)模式模式模式成績(jī)子模式成績(jī)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(zhǎng)期儲(chǔ)

8、存在計(jì)算機(jī)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(qǐng)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(yīng)用開發(fā)工具應(yīng)用開發(fā)工具應(yīng)用系統(tǒng)：應(yīng)用系統(tǒng)： 用戶借助應(yīng)用程序、終端命令，通過dbms訪問db的應(yīng)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(yùn)行程序、應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫表等。大容量的存儲(chǔ)設(shè)備：大容量的存儲(chǔ)設(shè)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(guān)系硬件操作系統(tǒng)dbms，編譯系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具軟件應(yīng)用系統(tǒng)vb、vc、delphioracle、db2、sql server 在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)和管理的數(shù)握，都來自客觀事物，那么怎樣把現(xiàn)實(shí)世界中的客觀事物變?yōu)闉槟苡糜?jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理的數(shù)據(jù)呢? 通過對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行抽象實(shí)現(xiàn)模型。模型模型是現(xiàn)實(shí)世界的特征和抽象。例飛機(jī)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(shí)世界映射到計(jì)算機(jī)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(shí)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(shí)體（entity） 客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體。 一個(gè)實(shí)體是現(xiàn)實(shí)世界客觀存在的一個(gè)事物?？梢允且粋€(gè)具體的事物，如一個(gè)具體的事物，如一所房子、一個(gè)元件、一個(gè)人等；也可以是抽象的事物，如一個(gè)想法、一個(gè)計(jì)劃、或一個(gè)工程項(xiàng)目等等。概念模型概念模型 2、實(shí)體型（entity type） 用實(shí)體名及其屬性名集合刻畫的同類實(shí)體，稱為實(shí)體型。 例如，學(xué)生（學(xué)號(hào)，

11、姓名，性別，出生年份，系，入學(xué)時(shí)間）就是一個(gè)實(shí)體類型。 3、實(shí)體集（entity set） 同類型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。 例如，全體學(xué)生就是一個(gè)實(shí)體集。 4、屬性（attribute） 描述實(shí)體或聯(lián)系的特性。實(shí)體的每個(gè)特性稱為一個(gè)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(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來刻畫。 例如，學(xué)生實(shí)體可以由學(xué)號(hào)、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(biāo)識(shí)每個(gè)實(shí)體的屬性集稱為碼或鍵。例如，學(xué)號(hào)是學(xué)生實(shí)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?yàn)樽址?，年齡的域?yàn)樾?/p>

12、于35的整數(shù)，性別的域?yàn)椋校?、聯(lián)系（relationship） 現(xiàn)實(shí)世界中，事務(wù)之間是有聯(lián)系的，這些聯(lián)系在信息世界中反映為實(shí)體之間的聯(lián)系。例如，學(xué)生和課程間有一個(gè)聯(lián)系。用用e-r圖來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型圖來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型 實(shí)體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。 屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)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(guān)實(shí)體連接起來，同時(shí)在無向邊旁標(biāo)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(jié)構(gòu)不同，分為層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)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(yīng)用，而面向?qū)?/p>

13、象模型比較復(fù)雜，尚未達(dá)到關(guān)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(guān)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(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、約束條件三要素構(gòu)成。三要素精確的描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特征、動(dòng)態(tài)特征和完整性約束條件。學(xué)號(hào)姓名 性別年齡 2010001李萍 女192010002張強(qiáng) 男19例：學(xué)生實(shí)體-學(xué)生表：現(xiàn)實(shí)世界（事物、事物性質(zhì)）抽象化信息世界（實(shí)體、實(shí)體屬性）數(shù)據(jù)世界（記錄、數(shù)據(jù)庫項(xiàng)）數(shù)據(jù)化概念模型數(shù)據(jù)模型一個(gè)人學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡等）現(xiàn)實(shí)世界、信息世界、數(shù)據(jù)世界的關(guān)系二維表2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫 以數(shù)據(jù)的關(guān)系模型關(guān)系模型為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)稱為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱關(guān)系

14、關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫。 關(guān)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(gè)二維表稱為一個(gè)關(guān)系。 課程號(hào)課程名授課學(xué)時(shí)授課學(xué)期j001數(shù)據(jù)庫726j003c 程序設(shè)計(jì)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(gè)屬性四個(gè)屬性六個(gè)元組六個(gè)元組候選碼候選碼關(guān)鍵字關(guān)鍵字或一個(gè)關(guān)系的例子：課程表關(guān)系名關(guān)系名 下面是關(guān)系模型的常用術(shù)語： 關(guān)系：一個(gè)關(guān)系就是一個(gè)二維表，每個(gè)關(guān)系都有一個(gè)關(guān)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(gè)元組，對(duì)應(yīng)表中的一條記錄。 屬性：表中的列稱為屬性，每一列有一個(gè)屬性名，即字段名。 域：屬性的取值范圍。 關(guān)鍵字：表

15、中某個(gè)屬性組，它們的值惟一地標(biāo)志一個(gè)元組。 候選碼：如果某個(gè)屬性的值能惟一地標(biāo)志一個(gè)元組，這個(gè)值就被稱為候選碼。 一張二維表構(gòu)成的關(guān)系模型應(yīng)該滿足： 同一列中各數(shù)據(jù)具有相同的類型； 任意兩個(gè)記錄不能完全相同； 每一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)應(yīng)該是不可再分的最小數(shù)據(jù)項(xiàng)； 行與列的次序是任意的。學(xué)生表：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡）課程表：課程（課程編號(hào)，課程名，任課教師）選課表：選課（學(xué)號(hào)，課程編號(hào)，成績(jī)） “選課”表通過“學(xué)號(hào)”屬性和“課程編號(hào)”屬性，將“學(xué)生”和“課程”兩個(gè)表關(guān)聯(lián)起來了，表間的這種關(guān)聯(lián)關(guān)系稱聯(lián)系聯(lián)系。 一個(gè)數(shù)據(jù)庫中所有關(guān)系及其聯(lián)系的集合構(gòu)成了數(shù)據(jù)庫的模式模式。 實(shí)體聯(lián)系（e-r）模型能很好地描述數(shù)據(jù)間的邏輯關(guān)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(duì)象：的七種對(duì)象： 數(shù)據(jù)庫中最基本的對(duì)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(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、統(tǒng)計(jì)。4 4、報(bào)表、