北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院課件

電子商務技術概論－數(shù)據(jù)庫基礎2/6/20231了解數(shù)據(jù)庫發(fā)展的概況結合關系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)深入理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念，原理和方法。學會基本的SQL語言進行各種數(shù)據(jù)操作。了解E-R模型的概念和方法，關系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論基礎和基本設計方法，通過上機實習的訓練，初步具備進行數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)的能力。為學習動態(tài)網(wǎng)站開發(fā)和應用程序設計做準備。數(shù)據(jù)庫原理與應用－課程目標2/6/20232北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院參考書：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第三版），薩師煊，王珊著,高等教育出版社，2000數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎教程,UllmanJ.D.和WidomJ.,清華大學出版社，1998實驗環(huán)境：Access數(shù)據(jù)庫原理與應用－教材與參考書2/6/20233北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院數(shù)據(jù)庫在信息社會中的重要性新趨向應用由計算轉向信息數(shù)據(jù)倉庫技術和數(shù)據(jù)挖掘技術數(shù)據(jù)量激增，并呈多樣性。數(shù)字圖書館，交互視頻，人類基因組，電子商務，Web…...無所不在的數(shù)據(jù)管理：EverythingOverDB?2/6/20235北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院基本概念什么是數(shù)據(jù)？我們的生活中，充滿了數(shù)據(jù)、信息與知識有哪些？討論列舉表現(xiàn)形式？文字、圖片、聲音、動畫、……數(shù)據(jù)是干什么用的？承載信息有些信息是有用的，幫助決策信息啟動和刺激知識系統(tǒng)的運行，得出結論和決策數(shù)據(jù)處理的重要性2/6/20236北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院基本概念數(shù)據(jù)、信息與知識數(shù)據(jù)是信息的載體信息是數(shù)據(jù)要表達的內容。有用的信息和大量信息總結出來的規(guī)律就是知識。知識是信息中的精華部分。2/6/20237北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院基本概念數(shù)據(jù)庫是什么？（討論，總結）數(shù)據(jù)的倉庫有用的數(shù)據(jù)組織起來存儲到計算機中，供長期參考使用可以給多個用戶查看和使用便于管理和使用2/6/20239北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DataBaseManagementSystem(DBMS)是數(shù)據(jù)管理軟件用于建立、運行和維護數(shù)據(jù)庫位于用戶和操作系統(tǒng)之間相關概念2/6/202310北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能數(shù)據(jù)定義:DDL(DataDefinitionLanguage)能夠方便地定義數(shù)據(jù)庫中的對象數(shù)據(jù)操縱:DML(DataManipulationLanguage)能夠實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的基本操作(查詢，插入，刪除，修改)數(shù)據(jù)庫運行管理由DBMS對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一管理和控制，保證數(shù)據(jù)庫的安全性、完整性、并發(fā)性、故障恢復等數(shù)據(jù)庫建立與維護初始數(shù)據(jù)的輸入與轉換，數(shù)據(jù)的轉儲、恢復，重組、性能監(jiān)視與分析等相關概念2/6/202311北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生與發(fā)展

1.人工管理階段2.文件系統(tǒng)階段3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段4.數(shù)據(jù)庫發(fā)展中的三個標志性事件2/6/202313北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院1.人工管理階段背景：20世紀50年代中期以前，計算機主要用于科學計算。外存只有紙帶、卡片、磁帶等，沒有磁盤等直接存取的存取設備；軟件沒有操作系統(tǒng)，也沒有管理數(shù)據(jù)的軟件；數(shù)據(jù)處理方式是批處理。特點：數(shù)據(jù)不保存。數(shù)據(jù)需要由應用程序自己管理，編寫程序需要考慮數(shù)據(jù)結構。數(shù)據(jù)面向程序，不共享。數(shù)據(jù)不具有獨立性，隨其邏輯結構和物理結構而變化。程序1-------數(shù)據(jù)集1程序2-------數(shù)據(jù)集2…………程序n-------數(shù)據(jù)集n2/6/202314北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院2.文件系統(tǒng)階段背景：從科學計算擴大到管理。硬件出現(xiàn)了磁盤等直接存取的設備；操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了專門的數(shù)據(jù)管理軟件；數(shù)據(jù)處理方式除了批處理，還能夠聯(lián)機實時處理。特點：數(shù)據(jù)以文件的形式長期保存由文件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行管理形式多樣化：索引文件、鏈接文件、順序文件、倒排文件數(shù)據(jù)的物理結構與邏輯結構有了區(qū)別，但較簡單數(shù)據(jù)共享性差程序與數(shù)據(jù)之間有一定的獨立性程序1-------文件組1程序2-------文件組2…………程序n-------文件組n統(tǒng)一的存取方法2/6/202315北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院數(shù)據(jù)庫管理的特點數(shù)據(jù)結構化(1)將整個組織的數(shù)據(jù)結構化成一個數(shù)據(jù)整體(2)包含數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系(3)有利于實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享(4)數(shù)據(jù)不再面向應用（程序），而是面向系統(tǒng)→系統(tǒng)彈性大數(shù)據(jù)共享(1)數(shù)據(jù)共享是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)區(qū)別于文件系統(tǒng)的最大特點(2)共享是指多用戶、多種應用、多種語言互相覆蓋地共享數(shù)據(jù)集合(3)可實現(xiàn)文件級、記錄級、數(shù)據(jù)項級的數(shù)據(jù)共享2/6/202317北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院閑話數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（20世紀60年代以后）應用程序1應用程序2應用程序n數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2/6/202318北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院可控數(shù)據(jù)冗余度(1)數(shù)據(jù)共享＋結構化＋數(shù)據(jù)獨立性→冗余度為零→數(shù)據(jù)一致性好(2)提高檢索速度→可控冗余度→要求進行傳播更新數(shù)據(jù)獨立性高(1)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對外屏蔽數(shù)據(jù)的存儲結構(2)大大簡化應用程序的設計維護的工作量統(tǒng)一數(shù)據(jù)控制功能(1)數(shù)據(jù)安全性控制(2)數(shù)據(jù)完整性控制(3)并發(fā)控制(4)數(shù)據(jù)恢復數(shù)據(jù)庫管理的特點2/6/202319北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院1970年IBM公司SanJose研究實驗室的研究員E.F.Codd發(fā)表了題為“大型共享數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的關系模型”論文提出了數(shù)據(jù)庫的關系模型，開創(chuàng)了數(shù)據(jù)庫關系方法和關系理論的研究，為數(shù)據(jù)庫技術奠定了理論基礎由于E.F.Codd的杰出工作，他于1981年獲得了ACM圖靈獎。4.數(shù)據(jù)庫發(fā)展中的三個標志性事件2/6/202321北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院數(shù)據(jù)模型基本概念：對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象對客觀事物及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)描述建立數(shù)據(jù)庫的基礎，是定義數(shù)據(jù)庫的依據(jù)定義數(shù)據(jù)庫的框架，描述數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)組織形式2/6/202322北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院基本概念數(shù)據(jù)模型什么是數(shù)據(jù)模型？在設計一個數(shù)據(jù)庫時，我們最先想到的是什么比如，在設計網(wǎng)上書店數(shù)據(jù)庫時我們需要確定：需要哪些數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)有什么特點，這些數(shù)據(jù)都是什么類型的如何使用這些數(shù)據(jù)？如何更新？數(shù)據(jù)之間的關系是什么，有什么限制條件等等。數(shù)據(jù)模型的組成：數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)操作根據(jù)約束組織數(shù)據(jù)對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象對客觀事物及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)描述建立數(shù)據(jù)庫的基礎，定義數(shù)據(jù)庫的依據(jù)定義數(shù)據(jù)庫的框架，描述數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)組織形式2/6/202323北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的層次現(xiàn)實世界概念模型：(實體與聯(lián)系)邏輯模型物理模型現(xiàn)實世界認識、抽象存儲編碼、組織概念模型邏輯模型物理模型2/6/202325北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的層次概念模型ER模型現(xiàn)實世界認識、抽象概念模型2/6/202326北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院對象的抽象過程1)現(xiàn)實世界→信息世界→計算機世界2)客觀對象→概念模型→數(shù)據(jù)模型

第一級抽象：概念模型第二級抽象：數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型2/6/202329北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院第一級抽象：概念模型現(xiàn)實世界到機器世界的中間層次信息世界中的基本概念

實體（Entity）：客觀存在并相互區(qū)別的事物實體集(EntitySet)：性質相同的同類實體的集合屬性(Attribute)：實體所具有的某一特性（型和值）實體型(Entitytype)：若干個屬性所組成的集合，

用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體，例如：學生（學號、姓名、系別……）碼(Key)：唯一標識實體的屬性集。域(Domain)：屬性的取值范圍聯(lián)系(Relationship)：三類聯(lián)系概念模型的表示方法數(shù)據(jù)模型2/6/202330北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院第一級抽象：概念模型概念模型的表示方法實體-聯(lián)系方法（Entity-Relationship,E-R）由P.P.S.Chen于1976年提出的。在E-R圖中：1.實體型：矩形＋實體名2.屬性：橢圓形，用無向邊與實體連接3.實體間的聯(lián)系：菱形＋聯(lián)系名，無向邊與實體連接，邊上標注聯(lián)系類型數(shù)據(jù)模型2/6/202331北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院E-R圖的小實例兩個實體型之間的聯(lián)系實體型A實體型B聯(lián)系名實體型A實體型B聯(lián)系名實體型A實體型B聯(lián)系名11m1nn數(shù)據(jù)模型2/6/202332北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院E-R圖的小實例多個實體型之間的聯(lián)系課程教師聯(lián)系名參考書1mn數(shù)據(jù)模型2/6/202333北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院E-R圖的小實例一個實體型內部的聯(lián)系領導員工1n2/6/202334北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院E-R圖實例用E-R圖表示某個工廠的物資管理的概念模型，涉及到的實體有：倉庫：倉庫號，面積，電話號碼零件：零件號，名稱，規(guī)格，單價，描述供應商：供應商號，姓名，地址，電話，賬號項目：項目號，預算，開工日期職工：職工號，姓名，年齡，職稱2/6/202335北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院E-R圖實例供應商供應商號姓名地址電話號賬號倉庫倉庫號面積電話號職工職工號姓名年齡職稱項目項目號預算開工日期零件零件號名稱規(guī)格單價描述2/6/202336北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院E-R圖實例供應商供應pmn供應商號姓名地址電話號賬號倉庫倉庫號面積電話號職工職工號姓名年齡職稱項目項目號預算開工日期零件零件號名稱規(guī)格單價描述供應量庫存mn工作管理n1庫存量n12/6/202337北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院第二級抽象：數(shù)據(jù)模型三種主要的數(shù)據(jù)模型層次模型（HierarchicalModel）網(wǎng)狀模型（NetworkModel）關系模型（RelationalModel）層次和網(wǎng)狀模型又稱為非關系模型，流行于20世紀70年代與80年代之初。數(shù)據(jù)模型2/6/202338北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院層次數(shù)據(jù)模型

代表系統(tǒng)

IBM的IMS

數(shù)據(jù)結構

樹型結構（一對多關系） 1）只有一個根結點：無雙親

2）其他結點有且只有一個雙親 多對多聯(lián)系的表示

轉換成一對多關系非樹形結構的表示

先轉換成樹形結構2/6/202339北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院層次數(shù)據(jù)模型操縱與完整性約束操縱主要有查詢、插入、刪除和更新；約束主要有：不能插入無雙親的子結點子結點和雙親結點一起刪除更新操作要保證數(shù)據(jù)的一致性存儲結構

鄰接法（按某一遍歷順序） 按照前序穿越的順序把所有記錄值依次存放 鏈接法

用指引元來反映數(shù)據(jù)之間的層次聯(lián)系2/6/202340北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院層次數(shù)據(jù)模型優(yōu)點

數(shù)據(jù)模型簡單 若實體間的關系固定，性能優(yōu)于關系模型 良好的完整性支持缺點 描述現(xiàn)實世界的非層次性很笨拙 插入和刪除操作限制較多 必須通過雙親才能找到子結點 由于結構嚴密，層次命令趨于程序化

2/6/202341北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型

代表系統(tǒng)

CODASYL的DBTG數(shù)據(jù)結構：網(wǎng)狀結構

允許多個結點無雙親 允許結點有多個雙親 允許結點間有多個聯(lián)系（復合聯(lián)系）

2/6/202342北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型操縱與完整性約束操縱主要有查詢、插入、刪除和更新；約束主要有：(1)允許插入無雙親的子結點(2)允許只刪除雙親結點(3)更新操作較簡單存儲結構 鏈接法2/6/202343北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型優(yōu)點(1)能夠直接描述現(xiàn)實世界(2)存取效率較高缺點(1)數(shù)據(jù)描述語言及其復雜(2)數(shù)據(jù)獨立性差2/6/202344北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院關系數(shù)據(jù)模型代表系統(tǒng)(1)Oracle (2)Sybase(3)DBII (4)SQLServer(5)VFP (6)Access(7)FoxPro(8)MySQL……數(shù)據(jù)結構 關系模型（規(guī)范的二維表）

2/6/202345北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院概念

(1)關系：一個二維表(2)關系名：表格名稱(3)元組：行數(shù)據(jù)（記錄）(4)屬性：列數(shù)據(jù)（字段）(5)屬性名：列名稱（字段名）(6)主碼：唯一確定元組的屬性組（關鍵字）(7)域：屬性的取值范圍(8)分量：元組中的一個屬性值(9)關系模式：關系名（屬性……），如：學生（學號，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）關系數(shù)據(jù)模型2/6/202346北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院關系數(shù)據(jù)模型操縱與完整性約束操縱主要有查詢、插入、刪除和更新；約束主要有：實體完整性參照完整性用戶定義的完整性存儲結構以文件形式存儲表2/6/202347北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院關系數(shù)據(jù)模型優(yōu)點(1)有嚴格的數(shù)學概念作基礎(2)關系模型的概念單一(3)存取路徑對用戶透明

缺點查詢效率不高2/6/202348北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結構可以從多種不同的角度查看，從DBMS角度看，通常采用三級模式結構：外模式、模式和內模式。從最終用戶的角度看，通常分為單用戶結構主從式結構分布式結構客戶/服務器結構2/6/202349北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構圖數(shù)據(jù)庫內模式模式外模式1外模式2外模式3應用A應用B應用D應用E應用C模式/內模式映象外模式/模式映象2/6/202350北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院外模式

1.也稱用戶模式，子模式2.外部級、用戶級3.外層、用戶層4.外視圖、個別用戶視圖5.是數(shù)據(jù)庫用戶看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結構和特性的描述6.是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖7.描述數(shù)據(jù)的局部邏輯結構8.是模式的子集9.不同的用戶有不同的外模式10.用戶通過外模式訪問數(shù)據(jù)庫11.是保證數(shù)據(jù)庫安全的一個有力措施。2/6/202351北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院模式

1.邏輯模式2.是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特性的描述3.是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖4.概念層、用戶共同視圖、概念視圖5.所有個別用戶視圖綜合起來的用戶共同視圖6.描述數(shù)據(jù)的全局邏輯結構7.只有一個模式2/6/202352北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院內模式

1.也稱為存儲模式2.內層3.內視圖、存儲視圖4.與實際存儲數(shù)據(jù)方式有關的層5.數(shù)據(jù)的物理結構和存儲結構的描述6.數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內部的表示方式7.描述數(shù)據(jù)的物理存儲結構8.存儲方式、索引、壓縮加密9.只有一個內模式2/6/202353北京師范大學經(jīng)濟與工商管理學院數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性

外模式/模式的映象1.定義外模式與模式的對應關系2.模式改變→改變映象→外模式不變→應用程序不變3.保證數(shù)據(jù)的邏輯獨立性模式/內模式的映象1.定義數(shù)據(jù)的全局邏輯結構與存儲結構的對應關系2.存儲結構改變→映象改變→模