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数据库—01(基础、数据模型)

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数据库与系统架构

数据库与系统架构

系统架构评估方法
总结词
系统架构评估方法是对已设计的系统架构进 行评估和优化的手段。
详细描述
系统架构评估方法包括定性评估和定量评估 两种方式。定性评估主要通过专家评审、比 较分析和场景分析等方法进行，而定量评估 则通过性能测试、压力测试和稳定性测试等 方法进行。评估的目的是发现系统架构中存 在的问题和瓶颈，并提出优化建议，以提高
模块化
微服务架构将应用程序拆分成多个模块，每个模块负责 特定的功能，便于开发和维护。
微服务架构的优缺点
高可用性
由于每个微服务都是独立的，单个服务的故障不会影响整个应用程序的可用性。
可伸缩性
可以根据业务需求对单个微服务进行横向或纵向扩展，提高了系统的可伸缩性。
微服务架构的优缺点
复杂性
微服务架构使得系统变得更加复杂，需要更多的开发、配置和管理的工作。
详细描述
系统架构是对系统各个组件及其相互关系的 描述，它定义了系统的结构、功能和行为。 根据不同的分类标准，系统架构可以分为多 种类型，如根据结构化程度可以分为集中式 、分布式和云计算架构等。
系统架构设计原则
要点一
总结词
系统架构设计原则是指导架构师进行系统设计的准则和规 范。
要点二
详细描述
系统架构设计原则包括功能性原则、可靠性原则、可扩展 性原则、可维护性原则和性能原则等。这些原则在指导架 构师进行系统设计时，需要考虑系统的功能需求、可靠性 、可扩展性和可维护性等方面，以确保系统能够满足业务 需求并具有较好的性能表现。
通信开销
由于微服务之间需要进行通信，可能会产生较多的网络通信开销。
微服务架构的优缺点
数据一致性
在微服务架构中，数据一致性的维护变得更加困难。

第1章数据库基础

第1章数据库基础

网状模型（Network Model） 关系模型（Relationship Model）
层次模型和网状模型统称为非关系模型，它是按照图论中
图的观点来研究和表示的数据模型。
Visual basic与SQL Server 2005 清华大学出版社
逻辑模型
层次模型，若用图来表示,层次模型是一棵倒立的树。
是兄弟结点，R2、R4和R5
是叶结点。
Visual basic与SQL Server 2005 清华大学出版社
逻辑模型
网状模型，若用图来表示， 网状模型是一个网络模型。
在数据库中，将满足下列两个条件的数据模型称为网状模型： （1）允许有一个以上的结点双亲结点。 （2）一个结点可以有一个或多个双亲结点。 在网状模型中，由于子结点与双亲结点的联系不是唯一的。因此，网络中的每个联 系都要命名以示区别，并指出与该联系有关的双亲结点和子结点。 右图给出了一个抽象的网状模型。 在图中，R1和 R4之间有两种联系， 分别命名为L1 、L2；R1、R2无双 亲结点，而R3、R5有两个双亲结点。
另一类模型是逻辑模型和物理模型，
逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模 型等，按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现。
物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方
式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。
Visual basic与SQL Server 2005 清华大学出版社
更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。所以 深受用户的喜爱。
Visual basic与SQL Server 2005 清华大学出版社
1.4 关系数据模型
基本概念
（1）关系：一个关系就是一张二维表，通常将一个没有重复行、重复列的二维表看成

第01章数据库的基本概念

第01章数据库的基本概念

总学分
50 50 50 50 50 54 52
备注
提前修完《数据结构》 已提前修完一门课
001109
001110 001111 001113
张强民
张蔚 赵琳 严红
计算机
计算机 计算机 计算机
男
女 女 女
1978-08-11
1981-07-22 1980-03-18 1979-08-11
50
50 50 48 有一门功课不及格，待补考 三好生
3．ADO数据库接口
山东工商学院
陈章良
1.3.1 数据库的连接方式
4．数据库接口
5．JDBC数据库接口
山东工商学院
陈章良
1.3.2 C/S模式应用系统
山东工商学院
陈章良
1.3.3 B/S模式应用系统
山东工商学院
陈章良
1.4 SQL Server 2005环境
SQL Server 2005是一个基于客户机／服务器 (C/S)模式的关系数据库管理系统。
山东工商学院
陈章良
1.1.2 数据模型
课程信息表
课程号
101 102 103 104 105 106 107 108 201 202 203
课程名
计算机导论 C++程序设计 数据结构 计算机组成原理 操作系统 数据库原理 计算机网络 计算机新技术 国际贸易概论 经营管理 系统工程
开课学期
1 2 3 3 4 4 5 1 2 3 4
性别
学生
姓名
学号
√ 班级BJB（班级编号，院系，专业名，人数） 学生XSB(学号，姓名，专业名，性别，出生时间，总学分，备注，班级编号)
山东工商学院

第一章 数据库基础(1)

第一章 数据库基础(1)
第一章 数据库基础
1.1 数据库的基础知识
ห้องสมุดไป่ตู้大量的、 原始的数据
分析归纳、推导演绎
有价值、 有意义的信息
数据处理：将各种类型的数据转换成信息的过程。
第一章 数据库基础
1.1 数据库的基础知识
人工 管理阶段
数据管理技术的 发展与计算机软硬件的 发展息息相关
文件 管理阶段
数据库 管理阶段
第一章 数据库基础
总结两个核心
客观事物 概念模型 逻辑模型 数据库
第一章 数据库基础
1.1 数据库的基础知识
概念数据模型是面向客观世界、面向用户的模 型。实体联系（E-R）模型是常用的概念模型。 E指实体（Entity）：客观存在并可相互区分的事 物称为实体。例如，一个学生、一门课程、一支 铅笔、一部电影、一个部门等都是实体。（客观 世界是由实体组成的） 属性（Attribute）：实体的特性成为属性。一个实体
第一章 数据库基础
补充：数据库系统的数据模式
为了实现三级模式的联系和转换，数据库管理系 统在三级模式之间提供了两层映像：外模式/模式 映像和模式/内模式映像。从而实现数据独立性。
模式/内模式映像：定义数据全局逻辑结构与存储结构 之间的对应关系。当数据库的物理存储结构改变时，只 需要修改模式与内模式之间的对应关系，即可保持模式 不变，实现数据和程序的物理独立性。 外模式/模式映像：定义外模式与模式之间的对应关系。 当数据库的全局逻辑结构改变时，只需要修改外模式与 模式之间的对应关系，而不必修改局部逻辑结构，即保 证外模式不变，从而相应的应用程序也不必修改，实现 数据和程序的逻辑独立性。
E-R图中规定： 用矩形表示实体（等同于表） 用椭圆形表示实体的属性（等同于表中字段） 用菱形表示实体联系（等同于外键） 用直线连接各个形状，对于实体间的关系，还要 在直线旁进行标注

数据库模型基础知识及数据库基础知识总结

数据库模型基础知识及数据库基础知识总结

数据库模型基础知识及数据库基础知识总结数据库的4个基本概念1.数据(Data)：描述事物的符号记录称为数据。

2.数据库(DataBase，DB)：长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。

3.数据库管理系统(DataBase Management System，DBMS4.数据库系统(DataBase System，DBS)数据模型数据模型（data model）也是一种模型，是对现实世界数据特征的抽象。

用来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。

数据模型是数据库系统的核心和基础。

数据模型的分类第一类：概念模型按用户的观点来对数据和信息建模，完全不涉及信息在计算机中的表示，主要用于数据库设计现实世界到机器世界的一个中间层次➢实体(Entity): 客观存在并可相互区分的事物。

可以是具体的人事物，也可以使抽象的概念或联系➢实体集(Entity Set): 同类型实体的集合。

每个实体集必须命名。

➢属性(Attribute): 实体所具有的特征和性质。

➢属性值(Attribute Value): 为实体的属性取值。

➢域(Domain): 属性值的取值范围。

➢码(Key): 唯一标识实体集中一个实体的属性或属性集。

学号是学生的码➢实体型(Entity Type): 表示实体信息结构，由实体名及其属性名集合表示。

如：实体名(属性1,属性2,…)➢联系(Relationship): 在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些联系在信息世界中反映为实体型内部的联系（各属性）和实体型之间的联系（各实体集）。

有一对一，一对多，多对多等。

第二类：逻辑模型和物理模型逻辑模型是数据在计算机中的组织方式物理模型是数据在计算机中的存储方式数据模型的组成要素数据模型通常由数据结构、数据操作和数据的完整性约束条件三部分组成关系模型（数据模型的一种，最重要的一种）从用户观点看关系模型由一组关系组成。

每个关系的数据结构是一张规范化的二维表。

数据库的数据模型与数据库

数据库的数据模型与数据库

数据库的数据模型与数据库数据库是现代信息系统的核心组成部分，也是互联网时代大数据时代的最基础组成部分。

而数据模型是数据库设计的基础，是描述现实世界抽象的方法，是指对事物的本质特征和关系的概括和提炼，是一种建立计算机程序在运行过程中操作对象（数据）的方法和规则。

本文将就数据模型与数据库进行深入探讨。

一、数据模型数据模型是对实体(个体)之间联系的具体描述，它描述了这些实体及实体间的逻辑关系；是指对事物的本质特征和关系的概括和提炼；是在现实世界中抽象出的模型或准则，并通过计算机进行实现。

常见的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。

其中，关系模型是现代数据库管理系统所采用的数据模型。

1.层次模型层次模型是较早的数据库模型，将数据组织成树形结构，其中一个记录可以有多个子记录，但每个子记录只能有一个父记录。

层次模型的最大问题在于查询。

需查询的信息若分布在不同的节点上，则查询起来很不方便。

2.网格模型网格模型在层次模型的基础上进一步发展，将一对多的父子关系扩展为多对多的任意关系。

它采用图形法来描述数据，但结构复杂，定位不易，不便于使用。

3.关系模型关系模型是用二维表格表示数据和数据间联系的一种模型。

它描述了所有实体型以及实体型之间的联系，构成一个关系型数据模型。

关系模型简单直观，易于理解和应用，也易于定位和查询数据，因而得到广泛应用。

二、数据库数据库是能够长期存储的一种数据结构，可以是存储在计算机上，也可以是存放在其他媒介上，如磁带、硬盘等等。

数据库能够进行动态地更新、存储操作时提供有效的数据访问机制。

常见的数据库有关系型数据库、面向对象数据库、XML数据库、图数据库等。

1.关系型数据库关系型数据库最初由IBM公司发明，以高效、可靠、稳健、高度集成等特点迅速成为数据库实践领域的主流。

在关系型数据库模型中，强调数据之间的关系，关系型模型适合处理事物数据。

在关系型数据库中，数据以表格的形式出现，而表格就是由行和列组成的，因此每个表格都具有一个唯一的名字。

历计算机四级数据库工程师笔试应用真题：文字版

历计算机四级数据库工程师笔试应用真题：文字版

数据库设计的方法 和步骤
数据库设计中的数 据模型和ER图
数据库设计中的范 式理论和反范式理 论
02 数据库系统设计
数据库系统需求分析
确定系统功能需求
分析用户需求和业务需求
确定数据需求和数据流程
编写需求规格说明书
数据库系统逻辑设计
设计数据库的概念结构
确定系统功能需求和数据需 求
将概念结构转换为逻辑结构 进行逻辑结构的优化和调整
数据模型定义：数据模型是 用来抽象表示现实世界数据 和数据之间关系的工具
数据模型分类：分为概念数 据模型、逻辑数据模型和物
理数据模型
数据模型作用：为数据库设 计提供基础，帮助用户理解
数据关系，方便数据管理
关系数据库系统
定义：关系数据库系统是一种基于关系的数据库管理系统，它使用表格来 存储数据，并使用SQL语言进行数据操作。
Monitor等。
数据库性能优 化最佳实践： 如定期进行数 据库维护、合 理规划数据库
架构等。
数据库备份与恢复
数据库备份的重要性：防止数据丢失，保障业务连续性 备份策略：定期备份、差异备份和增量备份 备份介质：硬盘、磁带和云存储等 恢复方式：全量恢复和增量恢复
数据库安全保护
数据备份：定期对数据库进行 备份，以防止数据丢失或损坏
大数据技术在 数据库中的应 用场景和优势
大数据技术在 数据库中的关 键技术，如数 据存储、数据 处理、数据挖
掘等
大数据技术在 数据库中的未 来发展趋势和
挑战
NoSQL数据库技术及其应用
简介：NoSQL数据库技术是一种非关系型数据库技术，它不依赖于固定的数据结构，具 有灵活性和可扩展性。
特点：NoSQL数据库技术具有高性能、高可用性和高可扩展性等特点，能够满足大规模 数据存储和查询的需求。

第1章 数据库基础知识

第1章 数据库基础知识
1.4 关系数据库
1.4.3 关系的性质和完整性规则
2.关系的完整性规则 ②实体完整性:实体是关系描述的对象， 一行记录是一个实体属性的集合。在关系中用 关键字来惟一地标识实体，关键字也就是关系 模式中的主属性。实体完整性是指关系中的主 属性值不能取空值(Null)且不能有相同值。 ③参照完整性:在实际的应用系统中，为 减少数据的冗余度，常设计几个关系来描述相 同的实体，这就存在关系之间的引用参照，即 一个关系属性的取值要参照其它关系。
1.4.3 关系的性质和完整性规则
2.关系的完整性规则 关系的完整性是指关系中的数据及具有关 联关系的数据间必须遵循的制约和依存关系， 以保证数据的正确性、有效性和相容性。关系 的完整性主要包括实体完整性、域完整性和参 照完整性。 ①域完整性:域完整性约束也称为用户自 定义完整性，是对数据表中字段属性的约束， 包括字段的值域、字段的类型及字段的有效规 则等，它是由确定关系结构时所定义的字段的 属性所决定。
数 据 库 系 统 的 模 式 结 构
应用A 应用B 应用C 应用D
外模式1
外模式2
外模式3 外模式/模式
1
2 模式 1 内模式
3
模式/模式
数据库 1.3 数据库系统
1.3.4 数据库系统的分代
数据库系统经过30多年的发展，已走过第一、 二两代，现正向第三代发展。 1.非关系型数据库系统 非关系型数据库系统是对第一代数据库系统的 总称，其中包括层次型和网状型数据库系统两种类 型。 2.关系型数据库系统(Relational Database System,简称RDBS) 20世纪70年代中期DBS进入了第二代。 3.对象-关系数据库系统(Object-Relational Database Systems,简称ORDBS) 将数据库技术与面向对象技术相结合，构成第 三代数据库系统的基础。

数据库数据模型

数据库数据模型
层次型数据模型基于记录之间的层次关系进行组织，每个记录都有一个唯一的父节点，并可以有多个子节点。这种模型适合 于表示具有层次结构的数据，例如组织结构、文件系统等。
层次型数据模型的特点
层次清晰
层次型数据模型的数据结构简单明了， 易于理解和操作。
查询效率
由于层次型数据模型的数据结构相对 简单，因此在查询和检索数据时通常
02 03
关系型数据库中的表
关系型数据库中的表也可以看作是层次型数据模型的实现 。表中的行表示记录或实体，表之间的关系则通过主键和 外键来维护。
XML文档
XML文档是一种自描述的数据格式，它采用树状结构来表 示数据之间的关系。XML文档可以被视为一种特殊的层次 型数据模型，其中每个元素节点表示一个记录或实体，元 素之间的关系表示父子关系或其他层次关系。
数据库数据模型
目 录
• 数据模型概述 • 关系型数据模型 • 面向对象数据模型 • 层次型数据模型 • 网状型数据模型
01
数据模型概述
数据模型的定义
数据模型是用于描述数据、数据关系 以及数据操作的抽象表示方法。它是 对现实世界数据特征的抽象，并使用 图形、表格等形式来表示。
数据模型通常包括数据结构、数据操 作和数据约束三个部分，用于描述数 据的组成、关系以及数据操作的规则。
灵活性
网状型数据模型可以方便地表示实体 和实体之间的关系，并且可以灵活地 添加、删除和修改数据。
高效性
由于网状型数据模型的结构简单，因 此在处理大量数据时具有较高的效率。
可扩展性
网状型数据模型可以容纳大量的数据 和复杂的结构，因此具有较好的可扩 展性。
复杂性
相对于层次型和关系型数据模型，网 状型数据模型的结构更加复杂，需要 更多的存储空间和计算资源。

数据库系统概论(基础篇)

数据库系统概论(基础篇)

适应专业
数据库系统概论（基础篇）课程适合计算机科学与技术专业、软件工程专业、信息系统与信息管理等专业学 习。
开课信息Βιβλιοθήκη 开课信息（注：表格内容参考资料
）
课程简介
课程简介
数据库系统概论（基础篇）课程讲述数据库系统的基础理论、基本技术和基本方法。具体介绍了数据库系统 的核心：数据模型、数据库系统的结构、数据库系统的组成、关系数据结构及关系的完整性、关系代数、关系演 算、SQL概述与数据定义、数据查询、数据的更新与空值的处理、视图、数据库安全性概述、触发器等内容。
数据库系统概论（基础篇）
中国人民大学提供的慕课
01 课程性质
03 课程简介 05 课前预备
目录
02 开课信息 04 课程大纲 06 授课目标
07 课程特色
09 教师简介
目录
08 所获荣誉
基本信息
数据库系统概论（基础篇）课程是中国人民大学于2016年04月01日首次在中国大学MOOC开设的慕课课程、国 家精品在线开放课程。该课程授课教师为王珊、杜小勇、陈红、卢卫、焦敏、张晓莹。据2021年3月中国大学 MOOC官网显示，该课程已开课10次。
授课目标
数据库系统概论（基础篇）课程的授课目标是系统地掌握数据库系统的基本原理，能熟练使用SQL语言在某 一个数据库管理系统上进行数据库检索和操作，掌握数据库安全性和完整性的基本概念和基本方法。并能够在某 一个数据库管理系统上进行实验。
课程特色
课程特色
数据库系统概论（基础篇）课程的特点是理论联系实际。要求学生阅读和书面习题掌握课程内容，还要求学 生完成实验项目。为此针对课程知识点设置了相应的实验，锻炼学生实际动手能力，启发学生对理论知识的思考 和理解，达到理论联系实际的教学效果。

数据库基础知识

数据库基础知识
(5)联系：用菱形表示，菱形框内标明联系
名，并用无向边连接有关实体，同时在无
向边上标明联系类型。
实体间的联系可以分为如下3种：
• 一对一联系（1:1） 若两个不同型实体集
中，任一方的一个实 体只与另一方的一个 实体相对应，称这种 联系为一对一联系。 如班长与班级的联系， 一个班级只有一个班 长，一个班长对应一 个班级。
教授 780 讲师 560 助教 450 副教授 670 助教 480
3. 关系术语
（1）关系 （2）元组（记录） （3）属性（字段） （4）值域（属性的取值范围） （5）关键字 （6）候选关键字 （7）主关键字 （8）外部关键字 (9)关系模式
（1）关系
一个关系就是一张二维表，每个关系有一个 关系名。Visual FoxPro中每个关系用一 个文件来存储，称为数据表文件。关系名 就是数据表文件名，扩展名为.DBF。
关系模型结构与表示
编号 姓名 性别 婚否 出生日期 职称 基本工资 简历
21001 张丽丽 女 21002 柳谢谢 男 21003 周太蕃 男 21004 李道 男 21005 王盈侠 女
已婚 已婚 未婚 已婚 未婚
09/24/56 11/27/73 12/23/81 01/27/63 07/15/79
数据库基础知识
数据库系统基础知识
数据库基础知识
数据库技术是计算机领域的一个重要 分支。在计算机应用的三大领域（科学计 算、数据处理、过程控制）中，以数据库 技术为基础的数据处理约占其中70%。
数据库技术研究如何科学地组织和存储 数据、如何高效地获取和处理数据。
数据库、数据库管理系统与数据库系统
（4）域
属性的取值范围称为域。域作为属性值

数据库系统原理学习笔记01

数据库系统原理学习笔记01

数据库系统原理考核目标：识记（1）：要求考生能够识别和记忆本课程中有关概念性内容（如各种数据库原理相关的属于、定义、特点、分类、组成、过程、功能、作用等），并能够根据考核的不同要求，做出正确的表述、选择和判断。

领会（2）：要求考生能够领悟和理解本课程中数据库有关的基本概念和基本原理的内涵及外延，理解概念、原理的确切含义和适用条件，能够鉴别关于概念和原理的似是而非的说法，并能够对相应的问题进行分析，做出正确的判断、解释和说明。

简单应用（3）：要求考生根据已知的数据库基本概念、基本原理等基础知识，分析解决问题。

综合应用（4）：要求考生更够综合运用数据库原理、方法、技术，分析或解决较为复杂的应用问题，如设计简单的数据库应用程序。

第一章总体学习目标：了解和掌握数据库基本概念、数据管理技术的发展历程、数据库系统的结构和数据模型等内容。

考核知识点与考核要求：1.1数据库基本概念识记层次数据（Date）：数据是描述事物的符号记录，是指用物理符号记录下来的、可以鉴别的信息。

数据以及关于该数据的解释是密切相关的。

数据的解释是对数据含义的说明，也成为数据的语义，即数据说蕴含的信息。

数据与其语义密不可分，没有语义的数据是没有意义和不完整的。

因此，数据是信息存在的一种形式，只有通过解释或处理的数据才能成为有用的信息。

数据库（DateBase，DB）从严格意义上讲，所谓数据库是指长期储存在计算机的有组织的、可共享的数据集合，且数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的亢余度、较高的数据独立性，系统易于扩展，并可以被多个用户共享。

数据库中储存的数据具有永久存储、有组织和可共享三个基本特点。

数据库管理系统（DateBase Management System，DBMS）数据库管理系统是专门用于建立和管理数据库的一套软件，介于应用程序和操作系统之间。

它负责科学有效地组织和储存数据，并帮助数据库的使用者能够从大量得数据中心快速地获取所需数据，以及提供必要的安全性和完整性等统一控制机制，实现对数据有效的管理和维护。

数据库基础知识入门

数据库基础知识入门

数据库基础知识入门数据库是指按照一定的数据模型组织、存储、管理和维护数据的系统。

它是企业信息化建设中至关重要的一环，广泛应用于各个行业和领域。

作为一个数据库的基础，了解数据库的基本知识非常重要。

下面将以1500字的篇幅，详细介绍数据库的基础知识。

1. 数据库概述- 数据库定义：数据库是按照一定的数据模型组织、存储、管理和维护数据的系统。

- 数据库管理系统（DBMS）：数据库管理系统是指对数据库进行管理和维护的软件系统。

- 数据模型：数据模型是描述数据、数据间联系、数据操作和数据完整性约束等的概念模型。

2. 关系型数据库- 关系模型：关系模型是一种以表格形式表示数据的数据模型，每个表格称为一个关系。

- 主键：主键是用于唯一标识关系中的每条记录的属性或属性组合。

- 外键：外键是指一个表格中的一个或多个属性，它们通过与另一个表格的主键相关联，用于建立关系模型中的关联关系。

- SQL语言：SQL（Structured Query Language）是一种用于关系数据库管理系统的数据库查询和程序设计的标准语言。

3. 非关系型数据库- 非关系型数据库的特点：非关系型数据库是一种不使用关系模型来表示数据的数据库。

- 键值数据库：键值数据库是将数据存储为键值对的形式，在许多Web应用中被广泛使用。

- 文档数据库：文档数据库是以文档形式存储数据的数据库，常用于存储复杂结构的数据。

- 列存储数据库：列存储数据库是将数据按列存储的数据库，适用于大数据量和高并发的场景。

- 图数据库：图数据库是用图的形式表示数据的数据库，适合处理复杂的关系网络。

4. 数据库设计与规范化- 数据库设计：数据库设计是指根据系统需求和数据模型，设计出数据库结构和相应的表格。

- 规范化：规范化是指通过将数据分解为更小的关系，来减少数据冗余和提高数据存储效率的过程。

- 第一范式（1NF）：要求数据库中的所有属性都是原子的，即不可再分。

- 第二范式（2NF）：要求数据库中的非主键属性完全依赖于主键。

数据库系统基础

数据库系统基础

01
数据完整性保护的概念
数据完整性是指数据的准确性和可靠性，防止数据被非法 修改或损坏。数据完整性保护是数据库设计的重要目标之 一。
02 03
数据完整性保护的方法
数据完整性保护可以通过实体完整性、参照完整性和应用 完整性三个层次来实现。实体完整性主要通过主键约束来 实现；参照完整性主要通过外键约束来实现；应用完整性 则需要通过业务规则和逻辑来实现。
数据库系统基础
目 录
• 数据库系统概述 • 数据库系统结构 • 数据库管理系统 • 数据模型 • 关系数据库系统 • 数据库设计
01
CATALOGUE
数据库系统概述
数据库系统的定义
数据库系统
是一个软件系统，用于存储、检索和管理大量数 据。它包括数据库、数据库管理系统和数据库管 理员等组件。
数据库管理系统
数据访问方法
描述如何访问和检索数据，包括查询语言、索引技术 、检索算法等。
05
CATALOGUE
关系数据库系统
关系数据库系统的基本概念
1
关系数据库系统是一种基于关系的数据库管理系 统，它使用关系模型来组织和管理数据。
2
关系数据库系统将数据存储在表格中，每个表格 由行和列组成，每一列代表一个属性，每一行代 表一个数据记录。
06
CATALOGUE
数据库设计
数据库设计的基本概念和原则
数据库设计的基本概念
数据库设计是指根据需求分析，规划、创建和管理数据库的过程。它包括概念设计、逻辑设计和物理设计三个阶 段。
数据库设计的原则
数据库设计应遵循规范化、标准化、可扩展性、安全性和性能优化等原则，以确保数据的完整性和一致性，降低 数据冗余和避免数据冲突。
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练习题
某数据库由三个实体集，一是工厂实体集，其属 性由工厂名称、厂址、联系电话等；二是产品实体集， 其属性有产品号、产品名、规格、单价等；三是工人 实体集，其属性有工人编号、姓名、性别、职称等。
工厂与产品之间存在生产联系，每个工厂可以生 产多种产品，每种产品可以由多个工厂生产，要记录 每个工厂生产每种产品的月产量；工厂与工人之间存 在雇佣关系，每个工人只能在一个工厂工作，工人雇 用工人由雇用期并议定月薪。
组 织 实体及其联系 (事物及其联系)
数据库
事物类(总体) 事 物 (对象、个体)
特 征
实体集
实体 属性
文件（表）
记录 数据项
区别性特征
实体标识符
关键字
四、数据模型
--实体间联系及联系的种类
◊ 一对一联系 ◊ 多对多联系
◊ 一对多联系
四、数据模型 -- 实体联系模型
实体联系模型又称ER模型。(Entity Relationship model)
内模式
外模式/模式映射 OS
DB DB DB
DBA的任务
◆创建并维护模式 ◆建立外模式
◆确定数据库的存储结构和访问策略
◆决定数据库的保护策略
◆监视系统的运作
数据语言
数据定义语言（DDL）
1.描述数据模型中各个数据逻辑单位的特征； 2.描述各数据逻辑单位之间的联系； 3.描述访问规则。
数据操作语言（DML）
四、数据模型
数据与数据联系的描述 现实世界、信息世界和数据世界 实体间联系及联系的种类
实体联系模型 结构数据模型（层次模型、网状模型、
关系模型）
四、数据模型
-- 数据与数据联系的描述
信息世界对现实世界的描述
◊ 实体：客观存在的可以互相区别的事物 ◊ 属性：实体具有的特征 ◊ 值域：属性的取值类型和取值范围 ◊ 实体集：具有相同性质实体的集合 ◊ 实体标识符：能唯一区别每个实体的属性或 属性集
1.从数据库中检索数据； 2.向数据库添加新的数据 3.删除数据库中某些过时没有保留价值的数据； 4.修改某些数据的值 5.对数据实施控制
数据库管理系统（DBMS）
◆DBMS的功能 ◆DBMS的组成
DBMS的组成
◆语言处理部分 ◆系统运行控制部分
◆数据库的建立和维护
DBMS的功能
◆数据库定义功能 ◆数据库操纵功能
保证数据独立 性 确保数据的安 全和保密
内部级 存储视图
建立和 维护
外模式
内模式
又称子模式或用户 模式 内模式OS 具体描述数据 如何组织存储在存 储介质上。
DB DB DB
两层映射和两级数据独立性
应用程序 (主语言+DML) 物理数据独立性 用户工作区A1 外部级 应用程序 (主语言+DML) 用户工作区A2 应用程序 应用程序 映射 (主语言+DML) (主语言+DML) 用户工作区B1 用户工作区B2 实质是一种对应
四、数据不一致性
应用程序n
……
数据集n
……
二、 数据管理技术的发展阶段 -- 数据库管理阶段
一、数据结构化
Байду номын сангаас应用程序1 逻辑文件1
二、数据共享
三、减少数据冗余
DBMS
数据库
Database
应用程序2
逻辑文件2
四、数据独立性较高
五、方便的用户接口 六、对数据统一管理
应用程序N
……
逻辑文件N
……
二、 数据管理技术的发展阶段 -- 下一代数据库
四、数据模型
--数据与数据联系的描述
数据世界对信息世界的描述
数据项：对应实体属性的数据单位（列） 记录：数据项的有序集合（行） 文件：同一类记录的汇集（表）
关键字：能唯一地标识文件中每个记录的数
据项或数据项的集合
四、数据模型
-- 现实世界、信息世界和数据世界
现实世界 （客观世界） 信息世界 （概念世界） 数据世界 （机器世界）
用户视图 内部级发生变化，
而概念模式和外模式 不用变化。
概念级 由DBA 全局视图 逻辑数据独立性 建立和 维护
外模式A 概念模式
规则，指出映射双方 如何进行转换。 外模式B
模式/内模式映射
对概念模式修改 而不影响外模式和应 内部级 用程序。 存储视图
存在于概念级和 DBMS 内部级之间，定义模 式与内模式之间的对 应性。 存在于外部级和 概念级之间，定义外 模式和模式之间的对 应性。
◆数据库的存储管理功能
◆数据库的保护功能
◆数据库的维护功能
◆数据字典
数据库系统（DBS）
硬件 操 统 数 作 系 统 据 系 数 统 库 理 管 据 系 库 用 应
开发人员
最终用户
数据库管理员
数据库系统层次示意图
DBS的特征
◆有很好的效益 ◆数据集中控制
◆有很高的灵活性
◆方便程序设计和程序维护
◆有利推广标准化
校长
◊ 在菱形框的引出线上要标
上联系的方式（如1:N）；
◊ 为了突出联系，可以不画
出属性，属性用另外的表 格画出。
其它形式的实体联系模型
多个不同实体型间联系的ER图
工程项目 M
需求
N
零 件 M
采购
N
厂 家
多个实体型之间的多元联系
同一实体型内各实体间联系 课 程 M N 预 修
工程项目
M
需求及购进表
N 零 件
S 厂 家
结构数据模型
数据结构
数据和联系如何表达，怎样实现
数据操作
对数据库的检索和更新
数据完整性约束
数据及联系应具有的制约和依赖关系
结构数据模型（层次模型）
用树形结构表示实体型及其之间联系 的模型为层次模型。
教科院 学 院 教技系 系 实验室 王一 李二 电视实验室
学生
结构数据模型（网状模型）
应用程序 (主语言+DML) 用户工作区A1 应用程序 (主语言+DML) 用户工作区A2 应用程序 应用程序 (主语言+DML) (主语言+DML) 用户工作区 B1 用户工作区B2 概念模式
用方便
外模式A 概念模式
概念级 实现数据共享 由DBA
全局视图
数据库中全部数 据的整体逻辑结构的 外模式 B 描述称为概念模式。 DBMS
一、信息、数据和数据处理（续）
概念一 对数据的收集记载、整理、组织、 存储、检 索、计算/加工、维护、传送等一系列活动的 总和。(方式)
概念二 将数据转换成信息的过程。（目的）
一、信息、数据和数据处理（续）
◆数据管理 ◆数据处理方式
- 集中处理方式
- 分散式处理方式
- 分布式处理方式
二、数据管理技术的发展阶段
学习目标： 1.数据库相关概念（P40，共73个） 2.掌握实体联系模型 3.掌握结构数据模型 4.掌握数据库的结构模式
主要目标
数据库到底是什么？ 数据库有什么特点？

一、 信息、数据和数据处理
信息：现实世界各种事物的特征、
形态以及不同事物间的联系 等在人脑里的抽象反映。 数据：表达信息的载体，是一切文字、 符号、声音、图像等有意义元素 的组合。
应用程序2 … … 应用程序n
数据集2
数据集n
三、数据与程序不具 有独立性 原因：没有容量大的 便宜的存储介质； 没有管理软件
… …
二、 数据管理技术的发展阶段 -- 文件管理阶段
应用程序1 数据集1
一、 数据保存在可直 接存取的磁盘上
应用程序2
文件 系统
数据集2
二、数据与程序具有一 定独立性，但仍相互依 赖 三、数据冗余度仍然 很大，不能实现共享
◆ 人工管理阶段（20世纪50年代中期以前）
◆ 文件系统阶段（20世纪50年代后期——60年代
中后期） ◆ 数据库系统阶段（20世纪60年代后期开始） ◆ 新一代数据库技术（20世纪90年代以来）
二、 数据管理技术的发展阶段 -- 人工管理阶段
应用程序1 数据集1
一、 数据不保存 二、没有专门的软件 进行管理
用有向图（网状结构）表示实体型及其 之间联系的模型为网状模型。
专业
教研室
教师
课程
任课
学生
选课
结构数据模型（关系模型）
用二维表来表示实体型及其之间联 系的模型为关系模型。
学生
课程 选修 学号 姓名 性别 出生日期 籍贯
课程号 课程名
学号 课程号
学时
成绩
学分
数据库（DB）三级模式结构
外部级 用户视图 接口简单，使
分布式数据库 物理上分布，逻辑上集中 数据库技术与面向对象技术结合 支持多种媒体数据的存储与管理 支持模糊数据的表达与处理
面向对象数据库
多媒体数据库 模糊数据库
三、四个基本概念
数据库（DB） 数据库是存储在计算机存储设备上，结构化的相 关数据集合。它不仅包括描述事物的数据本身， 数据库管理系统（DBMS） 而且还包括相关事物之间的联系。 数据库管理系统是用于描述、管理和维护数据库 数据库应用系统（ APS） 的软件系统，是数据库系统的核心组成部分，是 用户与数据库的接口，提供对数据库的定义、操 作和控制。 数据库应用系统是指开发人员利用数据库系统资 数据库系统（ DBS） 源开发出来的，面向某一类实际应用的应用软件 系统。 DBS=DB+DBMS+OS+APS+DBA
实体联系模型的作图原则
◆ ◆ ◆ ◆
确定有哪些实体； 确定实体的属性，相应的命名记入框中； 对组成关键字的属性，标记下划线； 在菱形框的引出线上要标上联系的方 式(如1:N）； 为了突出联系，可以不画出属性，属 性用另外的表格画出。