第一章 数据库系统概论 数据库原理与设计教学课件.pptVIP

第一章 数据库系统概论 一、数据库技术概述 二、数据模型 三、数据库系统的构造 四、数据库管理系统 五、数据库应用系统开发概述 六、数据库技术的发展 内容 数据库技术概述 数据模型 数据库系统构造 数据库管理系统 数据库应用系统开发概述 数据库技术的发展 学习要求 熟悉数据管理技术的三个发展阶段； 熟悉数据库系统的构成； 熟悉数据模型的概念及分类； 熟悉数据库管理系统的三级模式； 熟悉数据库系统总体结构图； 熟悉数据库管理系统的定义及功能； 了解数据库应用开发技术； 了解数据库技术的发展。 一、数据库技术概述 数据、数据处理、数据管理 数据管理技术发展的三个阶段 数据库系统 1. 数据、数据处理、数据管理 数据是描述现实世界中各种具体事物或抽象概念的可存储并具有明确意义的信息。 数据处理是指包括数据采集、整理、编码和输入，从而有效地将数据组织到计算机中，由计算机对数据进行存储、加工、分类、检索、传输和输出等一系列的操作过程。 数据管理是指数据处理的一系列活动中的基本操作环节，如对数据的组织、存储、检索和维护等工作，它是数据处理的核心。 2. 数据管理技术发展的三个阶段 人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段 ３. 数据库系统 数据库系统指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，由六部分构成： 数据库（DataBase,DB) 是存储在计算机系统内的、有结构的数据的集合； 数据库管理系统（DataBase Management System,DBMS) 是管理数据库的系统软件，为用户和数据之间提供接口，使用户可对数据库进行各种操作。是数据库系统的核心部分。 数据库系统（续） 运行环境 包括计算机硬件系统、操作系统、开发工具等； 数据库管理员（DataBase Administraor,DBA) 主要负责设计、建立、管理和维护数据库，协调各用户对数据库的要求等；DBA不一定只是一个人，可以是一个工作组； 用户（Users） 数据库系统的服务对象。 数据库应用系统 满足用户功能需求的软件系统。 二、数据模型 概述 概念数据模型 结构数据模型的三要素 层次模型 关系模型 面向对象模型 1. 数据模型概述 数据模型是数据抽象的工具，即用此工具来组织数据，使数据结构化。目前广泛使用的数据模型可分为两个层次。第一层数据模型是独立于计算机系统的模型，它完全不涉及信息在系统中的表示，只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构，这类模型称为“概念数据模型”。第二层数据模型是依赖于计算机系统的模型，它是直接面向数据库的逻辑结构，这类模型涉及到计算机系统和数据库管理系统，这类模型称为“结构数据模型”。 现实世界 客观存在的世界。在现实世界中存在着各种运动着的物质，即各种事物及事物之间的联系。客观世界中的事物都有一些特征，人们正是利用这些特征来区分事物。 信息世界 人们通过大脑对客观世界的感知，又通过分析、归纳、抽象等方法处理，形成信息，对这些信息进行记录、整理、归纳和格式化，即构成了信息世界。 实体联系模型、对象模型 机器世界（数据世界） 数据化了的信息世界称为机器世界。 关系模型、层次模型、网状模型 2. 概念数据模型 概念数据模型是独立于计算机系统，完全不涉及数据在计算机系统中的表示，按用户的观点在信息世界中对事物建模，强调其语义表达能力，主要用于数据库概念设计。 典型的概念模型有：实体联系模型（ER模型）和对象模型。 3. 结构数据模型的三要素 三要素： 数据结构 数据操作 数据约束 3.1 数据结构 数据结构用于描述数据的静态特性。数据结构不仅要描述数据本身，如数据类型、内容、属性；还要描述数据之间的联系。 不同的数据模型采用不同的数据结构。在关系数据模型中用数据记录和数据项来描述。 3.2 数据操作 数据操作用于描述数据的动态特性。是指对数据库中的数据所允许执行的操作的集合。主要有插入、删除、修改和查询四种操作。 3.3 数据约束 数据约束是一组完整性规则的集合。完整性规则是数据模型中数据及其联系所具有的约束规则，用来限定数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确性。 完备的数据模型都会提供描述约束的机制，尽可能完整地描述现实系统中对事物的约束规定，以达到真实描述现实系统的目的。 4. 层次模型 层次模型(Hierarchical Data Model)是数据库系统中最早出现的数据模型。20世纪60年代后期，IBM开发出IMS (Information Management System) DBMS，是层次数据模型的基础。 层次模型是以记录型为结点的有向树。用树形结构表示各类实体以及实体之间的联系。现实世界中许多实体之间的联系就呈现出一种很自然的层次关系，如：行政机构、家庭关系等。 续上 层次模