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数据库系统概论 一、基本概念 数据管理技术 什么是数据管理 对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题。 数据管理技术的发展过程 人工管理阶段(40年代中--50年代中) 文件系统阶段(50年代末--60年代中) 数据库系统阶段(60年代末--现在) 人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段 相关定义 数据库的定义 数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。 数据库管理系统的定义 数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。 数据库系统的定义 数据库系统（Database System，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。 由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。 数据库的基本特征 1）相互关联的数据的集合 2）用综合的方法组织数据，保证尽可能的提高访问效率； 3）具有较小的数据冗余，可以供多个用户共享； 4）具有较高的数据独立性； 5）具有安全控制机制，能保证数据的安全、可靠； 6）允许并发的使用，能有效的、及时地处理数据，并能保证数据的一致性和完整性。 数据模型 在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟。数据模型应满足三方面要求：能比较真实地模拟现实世界、容易为人所理解、便于在计算机上实现 数据模型的三要素 数据结构、数据操作、完整性规则 数据模型分成三个不同的层次 (1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，E-R图是其常见表现方法。 (2) 逻辑模型 主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。 (3)物理模型 数据具体存储方式。与数据库、操作系统、硬件有关 概念模型E-R(实体－联系) 图范例 逻辑模型 非关系模型 层次模型 网状模型 关系模型 数据结构：二维表 面向对象模型 数据结构：对象 关系数据模型的术语 关系的完整性 实体完整性 主码（唯一标识）不会取空值 参照完整性 外码有效（外码属性可为NULL） 用户定义的完整性 具体应用相关的，如性别只能为男或女 数据库系统的三级模式和二级映像 数据库系统的三级模式 模式（也称逻辑模式） 数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求，一个数据库只有一个模式 与数据的物理存储细节和硬件环境无关，与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关 外模式（也称子模式或用户模式） 数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述 内模式（也称存储模式） 是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式，一个数据库只有一个内模式 数据独立性 外模式/模式映像 当模式改变时，数据库管理员修改有关的外模式／模式映象，使外模式保持不变 应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。 模式/内模式映像 当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构），数据库管理员修改模式／内模式映象，使模式保持不变 应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。 二、数据库系统设计 数据库设计步骤 各阶段的典型成果 需求分析：得到数据流图，数据字典 概念结构设计（总体设计）：完成概念模型设计，得到E-R图。完成模块划分。 逻辑结构设计（详细设计）：得到规范化的数据库关系模型，得到软件功能模块说明； 数据库物理设计：得到针对具体数据库产品的建库语句。 数据流图 数据流图（Data Flow Diagram）：简称DFD，它从数据传递和加工角度，以图形方式来表达系统的逻辑功能、数据在系统内部的逻辑流向和逻辑变换过程，是结构化系统分析方法的主要表达工具及用于表示软件模型的一种图示方法。 结构化方法 结构化方法是一种传统的软件开发方法，它是由结构化分析、结构化设计和结构化程序设计三部分有机组合而成的。它的基本思想：把一个复杂问题的求解过程分阶段进行，而且这种分解是自顶向下，逐层分解，使得每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理的范围内。 结构化方法是软件开发方法的一种，其他还有面向对象方法、原型法等。 结构化分析方法 结构化分析方法是以自顶向下，逐步求精为基点，以一系列经过实践的考验被认为是正确的原理和技术为支撑，以数据流图，数据字典，结构化语言，判定表，判定树等图形表达为主要手段，强调开发方法的结构合理性和系统的结构合理性的软件分析方法。 结构化设计方法 在软