软件工程-基础课程-数据库系统_数据库系统概论.docxVIP

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数据库系统的基本概念

数据库系统是用于存储、管理和检索数据的集合，它包括硬件、软件和数据管理策略。在数据库系统中，数据被组织成一种结构化的方式，以便于高效地进行数据的存储和检索。数据库系统的核心是数据库管理系统（DBMS），它提供了一组工具和方法，用于创建、维护和操作数据库。

1数据库系统的关键组件

数据库（Database）：存储数据的物理结构。

数据库管理系统（DBMS）：管理数据库的软件系统，负责数据的存储、检索、更新和管理。

数据库管理员（DBA）：负责数据库系统的设计、实施、维护和管理的专业人员。

应用程序（Application）：与DBMS交互，执行特定业务逻辑的软件。

用户（User）：直接或间接通过应用程序访问数据库的人员。

2数据模型

数据模型是描述数据结构和数据之间关系的抽象表示。主要的数据模型包括：

层次模型（HierarchicalModel）：数据被组织成树形结构，每个记录可以有多个子记录。

网状模型（NetworkModel）：数据被组织成有向图，允许记录之间存在多对多的关系。

关系模型（RelationalModel）：数据被组织成二维表格，即关系，每个关系由行（元组）和列（属性）组成。

2.1关系模型示例

假设我们有一个学生信息数据库，包含两个表：Students和Courses。

--创建Students表

CREATETABLEStudents(

StudentIDINTPRIMARYKEY,

NameVARCHAR(100),

AgeINT,

MajorVARCHAR(100)

);

--创建Courses表

CREATETABLECourses(

CourseIDINTPRIMARYKEY,

CourseNameVARCHAR(100),

CreditsINT

);

--创建关联表，表示学生选课关系

CREATETABLEStudentCourses(

StudentIDINT,

CourseIDINT,

PRIMARYKEY(StudentID,CourseID),

FOREIGNKEY(StudentID)REFERENCESStudents(StudentID),

FOREIGNKEY(CourseID)REFERENCESCourses(CourseID)

);

2.2插入数据示例

--插入学生数据

INSERTINTOStudents(StudentID,Name,Age,Major)

VALUES(1,张三,20,计算机科学),

(2,李四,22,数学),

(3,王五,19,物理);

--插入课程数据

INSERTINTOCourses(CourseID,CourseName,Credits)

VALUES(101,数据结构,4),

(102,微积分,3),

(103,量子力学,4);

--插入学生选课数据

INSERTINTOStudentCourses(StudentID,CourseID)

VALUES(1,101),

(1,102),

(2,102),

(3,103);

3数据库系统的发展历程

数据库系统的发展经历了几个关键阶段：

文件系统阶段：在20世纪50年代和60年代，数据主要存储在文件中，使用文件系统进行管理。这种系统缺乏数据独立性，数据冗余高，且难以维护。

层次和网状数据库阶段：20世纪60年代末至70年代，层次和网状数据库模型出现，提供了更复杂的数据结构，但仍然存在数据冗余和维护复杂性的问题。

关系数据库阶段：20世纪70年代末，关系数据库模型由E.F.Codd提出，它简化了数据结构，提供了数据独立性，减少了数据冗余，易于维护和扩展。

对象关系数据库和Web数据库阶段：20世纪90年代至21世纪初，随着互联网的普及和对象技术的发展，数据库系统开始支持更复杂的数据类型和Web应用。

大数据和云数据库阶段：21世纪初至今，随着数据量的爆炸性增长和云计算技术的发展，数据库系统开始支持大规模数据处理和云存储。

4数据库系统的优势

数据独立性：数据的逻辑结构和物理结构分离，减少了数据冗余和维护成本。

数据共享：多个应用程序和用户可以同时访问数据库，提高了数据的利用率。

数据安全性：DBMS提供了数据安全性和访问控制机制，保护数据免受未授权访问和修