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第四章 数据库设计基础 第一节 数据库系统的基本概念 第二节 数据模型 第三节 关系代数 第四节 数据库设计与管理 第一节 数据库系统的基本概念 一、数据、数据库、数据库管理系统 1、数据（Data）：描述事物的符号记录 2、数据库(DataBase)：是长期保存在计算机内，有组织、可共享的数据集合。 第一节 数据库系统的基本概念 一、数据、数据库、数据库管理系统 3、数据库管理系统(DataBase Management System, DBMS)：是对数据库进行管理和维护的系统软件。 功能： （1）定义数据库 （2）操纵数据库 （3）数据控制（完整性、安全性、并发控制） （4）故障恢复 第一节 数据库系统的基本概念 一、数据、数据库、数据库管理系统 3、数据库管理系统 为了完成以上功能，DBMS提供了相应的语言： （1）数据定义语言（DDL）:定义数据模式 （2）数据操纵语言（DML）：查询,添加,删除,修改 （3）数据控制语言（DCL）：负责数据完整性、安全性、并发控制以及故障恢复 第一节 数据库系统的基本概念 一、数据、数据库、数据库管理系统 4、数据库管理员（DataBase Adminstrator,DBA） 主要工作如下： （1）数据库设计 （2）数据库维护 （3）改善系统性能，提高系统效率 第一节 数据库系统的基本概念 一、数据、数据库、数据库管理系统 5、数据库系统（ DataBase System, DBS） 数据库系统由以下几部分构成： （1）数据库（数据） （2）数据库管理系统 （3）数据库管理员 （4）硬件：计算机、网络 （5）软件：操作系统，数据库系统开发工具，接口软件 第一节 数据库系统的基本概念 二、数据库系统的发展 1、人工管理阶段 2、文件系统阶段：数据共享性差、独立性差、冗余度大 3、数据库系统阶段：数据的共享性好、独立性强，冗余度小 第一节 数据库系统的基本概念 三、数据库系统的基本特点 1、数据的集成性 2、数据的高共享性与低冗余性 3、数据独立性强 4、数据统一管理与控制 第一节 数据库系统的基本概念 四、数据库系统的内部结构体系 1、数据库系统的三级模式 （1）逻辑模式：又称概念模式或模式。是数据库系统中全局数据逻辑结构的描述。是全体用户公共数据视图。 此种描述是一种抽象的描述，它不涉及具体的硬件环境与平台，也与具体的软件环境无关。 一个数据库系统只有一个逻辑模式。 第一节 数据库系统的基本概念 四、数据库系统的内部结构体系 1、数据库系统的三级模式 （2）外模式：又称子模式或用户模式。它是用户的数据视图，也就是用户见到的数据模式，由逻辑模式导出。 一个概念模式可以有多个外模式。 第一节 数据库系统的基本概念 四、数据库系统的内部结构体系 1、数据库系统的三级模式 （3）内模式：又称物理模式。它给出了数据库物理存储结构与物理存储方法。 第一节 数据库系统的基本概念 四、数据库系统的内部结构体系 2、数据库系统的两级映射 （1）概念模式到内模式的映射 （2）外模式到概念模式的映射 第二节 数据模型 一、数据模型的基本概念 数据库中的数据模型可以将复杂的现实世界要求反映到 计算机数据库中的物理世界，这种反映是一个逐步转化 的过程，它分两个阶段：由现实世界开始，经历信息世 界而至计算机世界，从而完成整个转化。 第二节 数据模型 一、数据模型的基本概念 1、现实世界 2、信息世界：通过抽象对现实世界进行描述所构成的逻辑模型。信息世界用概念模型表示，概念模型和具体的数据库管理系统无关，也和计算机平台无关。 用E-R图表示： （1）实体集表示法：用矩形表示，在矩形内写上该实体 集的名字。 第二节 数据模型 一、数据模型的基本概念 （2）属性表示法：用椭圆表示，在椭圆内写上该属性 的名称。并用线段和对应的实体集连接起来。 第二节 数据模型 一、数据模型的基本概念 （3）联系表示法：用菱形表示，在菱形内写上联系的名称。并用线段与有关实体集连接起来，同时在线段旁边标出联系的类型。 联系也可能有属性，表示方法与实体集的属性表示方法相同。 第二节 数据模型 一、数据模型的基本概念 3、计算机世界 信息世界中的信息，经过处理形成计算机能够处理的 数据，就是计算机世界（数据世界）。 计算机世界用数据模型来表示。数据模型描述的内容分 三个部分，又称为数据模型的三要素。即：数据结果， 数据操作和完整性约束 第二节 数据模型 一、数据模型的基本概念 3、计算机世界 数据模型是一种面向数据库系统的模型，根据数据在数 据库中的结构数据模型分为三种： （1）层次数据模型 （2）网状数据模型 （3）关系数据模型 第二节 数据模型