數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)：第1章 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述

1、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)主講教材： 李俊山等. 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用(SQL Server)（第二版）. 清華大學(xué)出版社，2012.8輔助教材： 李俊山，羅蓉，葉霞. 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用(SQL Server)教學(xué)指導(dǎo)與習(xí)題解答. 清華大學(xué)出版社，2009.11課 程 教 材學(xué)分：3學(xué)分，考試課成績(jī)比例：總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)10%+課程實(shí)踐30%+期末考試60%課 程 考核ExcelAccessFoxproSQL Sever 2005SQL Sever 2008SQL Sever 2012實(shí)踐環(huán)節(jié)（1）大家了解數(shù)據(jù)庫(kù)的工作原理嗎？（2）大家會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)嗎？第1章 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在國(guó)民

2、經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用，并已成為國(guó)家和軍隊(duì)信息基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)和關(guān)鍵支撐技術(shù)。 數(shù)據(jù)庫(kù)課程是信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的核心專(zhuān)業(yè)課程，學(xué)好數(shù)據(jù)庫(kù)課程，對(duì)于大家來(lái)說(shuō)是非常重要的。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念 1.1 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)管理1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成一、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理 1、信息 “信息”一詞源于拉丁文Information，是指一種陳述或一種解釋、理解等。 辭海中將信息定義為音信、消息。 現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典的解釋是：對(duì)信息接受者來(lái)說(shuō)事先不知道的報(bào)道。 ANSI（美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)）：人借助在數(shù)據(jù)的表示中所用的已知約定來(lái)賦予數(shù)據(jù)的含義 。一、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理 2、數(shù)據(jù) 是用符號(hào)表示的，用于反映客觀世界中客

3、體屬性的記錄。 數(shù)據(jù)本身是符號(hào)的集合 “符號(hào)”：包括數(shù)字、字母、文字和其它特殊字符；進(jìn)一步可組成圖形、圖象、聲音等多媒體數(shù)據(jù)； “記錄”：是指在紙、磁、光、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等介質(zhì)上，記載的一個(gè)獨(dú)立信息“單元”。 數(shù)據(jù)的內(nèi)容是事物特性的反映或描述 即數(shù)據(jù)的語(yǔ)義、數(shù)據(jù)的含義 *從數(shù)據(jù)庫(kù)（database，） 到大數(shù)據(jù)（bigdata，）大數(shù)據(jù)顛覆傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式在數(shù)據(jù)來(lái)源、數(shù)據(jù)處理方式和數(shù)據(jù)思維方面。）數(shù)據(jù)規(guī)模“池塘”和“大?！北容^大的“池塘”，譬如（），和“大?！保ǎ┫啾热耘f偏小“池塘”的處理對(duì)象通常以為基本單位，而“大?！眲t常常以，甚至是，為基本處理單位）數(shù)據(jù)類(lèi)型“池塘”中，數(shù)據(jù)種類(lèi)單一，以結(jié)構(gòu)

4、化數(shù)據(jù)為主“大海”中數(shù)據(jù)的種類(lèi)繁多，數(shù)以千計(jì)，包含著結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化以及非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù).）模式（）和數(shù)據(jù)的關(guān)系傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)先有模式后有數(shù)據(jù)這就好比是先選好合適的“池塘”，然后投放適合的“魚(yú)”大數(shù)據(jù)時(shí)代，模式只有在數(shù)據(jù)出現(xiàn)之后才能確定，模式隨著數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)處于不斷的演變之中）處理對(duì)象在“池塘”中捕魚(yú)，“魚(yú)”僅僅是其捕撈對(duì)象“大?！敝?，“魚(yú)”是捕撈對(duì)象，還通過(guò)某些“魚(yú)”的存在來(lái)判斷其他種類(lèi)“魚(yú)”是否存在數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)是處理對(duì)象大數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是一種資源，解決多領(lǐng)域問(wèn)題）處理工具捕撈“池塘”中的“魚(yú)”，一種漁網(wǎng)或少數(shù)幾種可以應(yīng)對(duì)，One size fits all.“大?！敝校豢赡艽嬖谝环N漁網(wǎng)能夠捕獲所有

5、的魚(yú)類(lèi)，也就是說(shuō)No size fits all.一、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理 3、信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系 數(shù)據(jù)是信息的符號(hào)表示； 信息是經(jīng)過(guò)加工之后并對(duì)客觀世界和生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生影響的數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是數(shù)據(jù)的語(yǔ)義解釋。 數(shù)據(jù)是符號(hào)化的信息，信息是語(yǔ)義化的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)和信息許多情況下可以混用，比如信息處理和數(shù)據(jù)處理有時(shí)并沒(méi)有嚴(yán)格的語(yǔ)義區(qū)別；但有時(shí)卻必須加以區(qū)分，比如數(shù)據(jù)文件不能說(shuō)成信息文件。 一、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理 4、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)管理 對(duì)數(shù)據(jù)的收集、整理、組織、存儲(chǔ)、維護(hù)、檢索、傳送等操作過(guò)程。 數(shù)據(jù)處理 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、加工和傳播的一系列活動(dòng)的總和。一、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理 4、數(shù)據(jù)管理

6、與數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理的目的： 從大量的、雜亂無(wú)章的、難以理解的數(shù)據(jù)中抽取并導(dǎo)出對(duì)于那些特定的應(yīng)用來(lái)說(shuō)是有價(jià)值的、有意義的數(shù)據(jù)，借以作為決策的依據(jù)。一、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理 4、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理的聯(lián)系： 數(shù)據(jù)管理是數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)中必不可少的共有部分； 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的優(yōu)劣直接影響數(shù)據(jù)處理的效率。二、數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)（ Data Base，簡(jiǎn)稱(chēng)DB）是在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備上按一定的組織方式存儲(chǔ)在一起的，相關(guān)的數(shù)據(jù)集合。 二、數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)概念的含義: （1）數(shù)據(jù)庫(kù)是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備上的: 數(shù)據(jù)庫(kù)是存在于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備上的一個(gè)或多個(gè)(數(shù)據(jù)庫(kù))文件組成的統(tǒng)一體，是可感知的數(shù)據(jù)庫(kù)形體。 （

7、2）數(shù)據(jù)庫(kù)是按一定的組織方式存儲(chǔ)在一起的：數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是以結(jié)構(gòu)化的形式存儲(chǔ)的，這種結(jié)構(gòu)化形式實(shí)質(zhì)上就是數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型，是不可感知的數(shù)據(jù)庫(kù)形體。二、數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)概念的含義: （3）數(shù)據(jù)庫(kù)是相關(guān)的數(shù)據(jù)集合：數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)既有某特定應(yīng)用領(lǐng)域涉及的各種基本數(shù)據(jù)，也有反映這些數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)，也是不可感知的數(shù)據(jù)庫(kù)形體之一。 三、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）是建立、管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件系統(tǒng)，是一種位于應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能的系統(tǒng)軟件。 DBMS的功能定義數(shù)據(jù)庫(kù)操縱數(shù)據(jù)庫(kù)控制數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)通信功能四、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)（DBAS，DBS）是以計(jì)算機(jī)為

8、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用平臺(tái)，以O(shè)S、DBMS、某種程序語(yǔ)言和實(shí)用程序等為軟件環(huán)境，以某一應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)管理需求為應(yīng)用背景，采用數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù)建立的一個(gè)可實(shí)際運(yùn)行的，按照數(shù)據(jù)庫(kù)方法存儲(chǔ)和維護(hù)數(shù)據(jù)的，并為用戶(hù)提供數(shù)據(jù)支持和管理功能的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。 四、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的三個(gè)基本要素： 1）數(shù)據(jù)：是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的操作對(duì)象，包括數(shù)據(jù)本身和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。也就是說(shuō)，反映數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的信息也是一種數(shù)據(jù) 2）物理存儲(chǔ)器：是保存數(shù)據(jù)的硬件介質(zhì)。這里實(shí)質(zhì)上是強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境的支持和存在 3）數(shù)據(jù)庫(kù)軟件：是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定義、描述、操作和維護(hù)的軟件系統(tǒng)，亦即DBMS軟件系統(tǒng)。 五、DBMS與應(yīng)用軟件及操作系統(tǒng)之間的

9、關(guān)系 1、計(jì)算機(jī)軟件的分類(lèi)與層次 1）系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)、DBMS、語(yǔ)言編譯系統(tǒng)等。其中，操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件的核心和基礎(chǔ)。 2）應(yīng)用軟件：各種文字處理軟件、各種工具軟件、用戶(hù)針對(duì)應(yīng)用需求設(shè)計(jì)的各種數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)處理軟件。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)是目前最具有代表性的應(yīng)用軟件之一。五、DBMS與應(yīng)用軟件及操作系統(tǒng)之間的關(guān)系 2、應(yīng)用程序、DBMS、OS和DB之間的關(guān)系應(yīng)用程序應(yīng)用軟件包(用戶(hù)接口)DBMS操作系統(tǒng)(OS)硬件(DB)存儲(chǔ)記錄接口六、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與文件系統(tǒng) 在計(jì)算機(jī)中，文件系統(tǒng)是通過(guò)把它所管理的程序和數(shù)據(jù)組織成一系列文件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)程序和數(shù)據(jù)的管理的。 學(xué)生信息成績(jī)信息課程信息學(xué)生信息查詢(xún)學(xué)生

10、成績(jī)查詢(xún)課程信息查詢(xún)報(bào)告報(bào)告報(bào)告文件應(yīng)用程序用戶(hù)文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的；文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是面向某一專(zhuān)門(mén)程序和個(gè)別應(yīng)用的，大多沒(méi)有提供多個(gè)用戶(hù)共享的機(jī)制；文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是分離的、獨(dú)立的、可重復(fù)的。學(xué)生信息成績(jī)信息課程信息學(xué)生信息查詢(xún)學(xué)生成績(jī)查詢(xún)課程信息查詢(xún)報(bào)告報(bào)告報(bào)告文件應(yīng)用程序用戶(hù)文件系統(tǒng)六、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與文件系統(tǒng) 在計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是借助數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件的支持，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和操縱的。 對(duì)初據(jù)庫(kù)的操縱包括：錄入數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)、刪除數(shù)據(jù)、查詢(xún)數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)學(xué)生信息查詢(xún)學(xué)生成績(jī)查詢(xún)課程信息查詢(xún)報(bào)告報(bào)告報(bào)告數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序用戶(hù)學(xué)生數(shù)據(jù)成績(jī)數(shù)據(jù)課程數(shù)據(jù)接

11、口六、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的； 數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是面向全組織和全系統(tǒng)的，因此可以被多個(gè)用戶(hù)和多個(gè)應(yīng)用共享；數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)具有非冗余性、一致性和相關(guān)性。 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)學(xué)生信息查詢(xún)學(xué)生成績(jī)查詢(xún)課程信息查詢(xún)報(bào)告報(bào)告報(bào)告數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序用戶(hù)學(xué)生數(shù)據(jù)成績(jī)數(shù)據(jù)課程數(shù)據(jù)接口六、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與文件系統(tǒng)1.3 數(shù)據(jù)描述與數(shù)據(jù)模型 第1章 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述現(xiàn)實(shí)世界信息一、現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)描述 現(xiàn)實(shí)世界是存在于人們頭腦之外的客觀世界。 現(xiàn)實(shí)世界既包括象宇宙、地球、山脈、河流等一切自然存在的實(shí)體和現(xiàn)象，也包括人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的演變過(guò)程和各種生產(chǎn)活動(dòng)。 所以可狹義地將現(xiàn)實(shí)世界看作為各個(gè)事物、各個(gè)現(xiàn)象、各

12、個(gè)單位的實(shí)際情況，例如一個(gè)大學(xué)、一個(gè)企業(yè)、一個(gè)工廠的倉(cāng)庫(kù)等。 計(jì)算機(jī)現(xiàn)實(shí)世界信息一、現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)描述對(duì)數(shù)據(jù)和信息的處理是在計(jì)算機(jī)世界數(shù)據(jù)世界完成的。 計(jì)算機(jī)現(xiàn)實(shí)世界信息？信息世界 信息世界是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映和解釋?zhuān)乾F(xiàn)實(shí)世界的概念化。一、現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)描述 計(jì)算機(jī)現(xiàn)實(shí)世界信息一、現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)描述信息世界概念模型概念化抽象 通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中人們關(guān)心的“事物”及其之間聯(lián)系的概念化抽象，形成了信息世界中的概念模型。 計(jì)算機(jī)現(xiàn)實(shí)世界信息一、現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)描述信息世界概念模型概念化抽象DBMS支持的數(shù)據(jù)模型形式化轉(zhuǎn)換一、現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)描述 計(jì)算機(jī)現(xiàn)實(shí)世界信息信息世界概念模型概念化抽象DBM

13、S支持的數(shù)據(jù)模型形式化轉(zhuǎn)換進(jìn)一步講，概念模型向DBMS支持的數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換，本質(zhì)上是對(duì)信息世界的進(jìn)一步抽象，是信息世界的形式化和數(shù)據(jù)化，反映了數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系和數(shù)據(jù)的共性特征，由此形成了由數(shù)據(jù)模型描述的數(shù)據(jù)世界，也即計(jì)算機(jī)世界。 二、數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界中的各種事物及各事物之間的聯(lián)系用數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)間的聯(lián)系來(lái)表示的一種方法。 一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型實(shí)際上給出了在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行描述和動(dòng)態(tài)模擬現(xiàn)實(shí)世界信息結(jié)構(gòu)及其變化的方法。二、數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型定義為一組面向計(jì)算機(jī)的概念集合，由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)約束三部分組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：包括應(yīng)用所涉及的對(duì)象、對(duì)象具有的特征和對(duì)象間的聯(lián)系。是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)靜態(tài)特

14、征的描述。數(shù)據(jù)操作：是一組對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的任何實(shí)例執(zhí)行的操作集合，如查詢(xún)、插入、刪除、修改，反映了數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)特性。數(shù)據(jù)約束：是對(duì)數(shù)據(jù)靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特性的限定，定義了相容的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)的集合及可允許的狀態(tài)變化，保證了數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的正確、有效和安全。 三、層次模型 層次模型由滿(mǎn)足如下條件的結(jié)點(diǎn)組成： （1）根結(jié)點(diǎn)：是唯一的一個(gè)無(wú)雙親結(jié)點(diǎn)。 （2）其它結(jié)點(diǎn)：有且僅有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。大學(xué)研究所學(xué)院研究室部、處科班級(jí)教研室系圖1.2 大學(xué)的行政管理機(jī)構(gòu)層次模型三、層次模型三、層次模型 特征： 是一種用樹(shù)型（層次）結(jié)構(gòu)來(lái)組織數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型。 樹(shù)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)代表一種記錄類(lèi)型。三、層次模型 系號(hào) 系名系主任名 編制人數(shù)專(zhuān)長(zhǎng)1職稱(chēng)出生年月性別教員姓名教員編號(hào)專(zhuān)長(zhǎng)2 教研室名教研室主任名 教研室號(hào) 編制人數(shù)圖1.3 圖1.2的層次模型中的部分記錄類(lèi)型示例三、層次模型 層次模型的優(yōu)點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)清晰，容易理解； （2）結(jié)點(diǎn)間聯(lián)系簡(jiǎn)單，記錄之間的聯(lián)系通過(guò)指針來(lái)實(shí)現(xiàn)，查詢(xún)效率較高。四、網(wǎng)狀模型 網(wǎng)狀模型由滿(mǎn)足如下條件的結(jié)點(diǎn)組成： （1）至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn)多于一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)； （2）至少