数据库系统概念第1章数据库概述PPT课件

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1.2数据库基本概念课件数据库系统概论经典课件

● 数据库管理员通过DBMS进行数据库维护
数据库管理系统
1.2.3 数据库管理系统
数据定义功能
定义数据对象的组成与结构
数据组织、存储和管理
确定文件结构和存取方式，提供多种存取方法
数据操纵功能
提供查询、插入、删除和修改等数据操纵语言
其他功能
与网络中其他系统的通信功能，异构数据库之间的互访和互操作
管理数据库的大型复杂软件系统。数据库系统是由数据库、数据库管理系统、应用程序和数
据库管理员组成的存储、管理、处理和维护数户
用户 … 用户
应用系统
应用开发工具数据库管理系统
操作系统
数据库管理员
数据库
数据库系统
引入数据库后计算机系统的层次结构
应用系统应用开发工具数据库管理系统
操作系统硬件
小结
数据是描述事物的符号记录。数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量
数据集合。数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一种操纵和
组织的、可共享的大量数据的集合
特点 ●计算机存储 ●有组织 ●可共享
1.2.3 数据库管理系统
定义数据库管理系统（Database Management System，DBMS)是位于用户与
操作系统之间的一种操纵和管理数据库的大型复杂软件系统。
1.2.3 数据库管理系统
●对数据库进行统一管理和控制，保证数据库安全性和完整性 ● 用户通过DBMS访问数据库中数据
数据库的建立和维护功能
初始数据的输入、转换，数据库的转储、恢复，数据重组织和性能监视、分析等
数据库的事务管理和运行管理
在建立、运用和维护数据库时由DBMS统一管理和控制，保证事务的正确运行

数据库系统概念PPT第一章,对应原版教材第五版

Instance – the actual content of the database at a particular point in time
Analogous to the value of a variable
Physical Data Independence – the ability to modify the physical schema
Security problems
Database systems offer solutions to all the above problems
Database System Concepts
1.5
©Silberschatz, Korth and Sudarshan, Bo Zhou
Data Abstraction
1.6
©Silberschatz, Korth and Sudarshan, Bo Zhou
Levels of Abstraction
A major purpose of database system is to provide an abstract of
view of data, and hide the certain detail of data storage.
Integrity constraints (e.g. account balance > 0) become part
of program code
Hard to add new constraints or change existing ones
Database System Concepts
without changing the logical schema

第1章数据库系统概述精品PPT课件

1.3.1 数据库 1.3.2 数据库管理系统
1.3.3 数据库系统的组成
1.3.1
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程序设计教程
授课教师：张琦
前言
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Visual FoxPro 6.0介绍学习内容及要求学习方式=讲课+上机考试=笔试+平时
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用户
用户
数据库(Data Base，简称DB)是长期存储
在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定数据模型组织、描述和存储，具有较小冗余度，与应用程序彼此独立，并可为各种用户共享。
1.3.2
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2.数据数据(Data)是反映客观事物存在方式和运动状态的记录，是信息的载体。对客观事物属性和运动状态的记录是用一定的符号来表达的，因此说数据是信息的具体表现形式。

《数据库系统概述》课件

关系数据库
关系数据库
一种基于关系的数据库，通过表格的形式来组织数据，每个表格包含若干行和列，每列代表一个属性，每行代表一个记录。
关系完整性
关系数据库中的数据完整性是指数据的正确性和一致性，包括实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性。
关系代数
一种用于描述关系数据库中数据操作的数学模型，包括选择、投影、连接等操作。
事务管理
确保数据完整性的重要手段之一，通过事务来保证一系列操作要么全部成功执行，要么全部不执行。
并发控制
在多用户并发访问数据库时，通过各种并发控制技术来保证数据的一致性和完整性。
03
数据库系统设计
数据库设计的基本原则
确保数据完整性
设计时应考虑数据的准确性、一致性和完整性，避免数据冗余和冲突。
优化查询语句，避免全表扫描，减少不必要的计算和数据传输。
缓存技术
利用缓存存储常用数据，减少对数据库的访问次数。
04
数据库系统的备份与恢复
备份策略
制定定期备份和增量备份策略，确保数据安全。
备份存储
选择可靠的存储介质和设备，确保备份数据不会丢失。
数据恢复
在数据丢失或损坏时，能够快速恢复数据，减少业务中断时间。
等。
02
数据库系统基本概念
数据模型
概念模型
数据模型的一种，用于描述现实世界事物以及事物之间的关系，常见的概念模型有实体-联系模型（E-R模型）。
逻辑模型
数据模型的一种，用于描述数据结构、数据操作和数据约束，常见的逻辑模型有层次模型、网状模型和关系模型。
物理模型
数据模型的一种，用于描述数据存储和数据访问方式，常见的物理模型有B树、B+树等。

数据库系统概述PPT课件

19.04.2020
15
人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段
19.04.2020
数据不保存，不共享，无独立性，无专用软件管理数据
数据以文件形式长期保存，由文件系统管理数据，程序与数据间有一定独立性
数据结构化，共享性高、冗余度低，独立性高，有统一的数据控制功能
数据的安全性控制数据的完整性控制
第1章数据库系统概述
数据库
数据的仓库，即数据存放的地方
通讯录：图书馆：
小数据库可用手工管理
大型数据库必须由计算机进行管理
科学计算
计算机三大主要应用领域？
过程控制数据处理
70% 利用数据库系统可
科学地组织和存储
数据,以便于高效地
19.04.2020
检索和处理
2
1.1 信息、数据、数据处理与数据管理 1.1.1 数据与信息
特点
数据存放在文件中，应用程序通过文件名来逻辑地访问文件。
有了管理数据的软件——文件系统，文件的物理存储由文件系统管理，文件系统还负责对文件的逻辑结构与存储结构进行转换。
程序和数据有了一定的独立性。程序不再负责数据存储的物理细节，因此可大大节省维护程序的工作量，程序员也可不必过多地考虑物理细节，可把精力集中在算法上。
数据的存取基本上以记录为单位。按文件名访问，按记录进行存取。
19.04.2020
9
文件系统阶段：应用程序与数据的关系
程序1
数据缓冲区
文
内存
程序2
件
数据缓冲区
系
统
程序3 数据缓冲区
外存文件1 文件2 文件3
19.04.2020
10

第一章数据库系统概念精品PPT课件

• 数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，可为各种用户共享。
4
2. DBMS的作用
CPU
用户请求
SELECT 学号，姓名，专业 FROM学生
存取数据
DBMS
DB
学号姓名专业 99021 田立平计算机 99024 李康健法律 99034 葛小力会计学 99035 顾华伟新闻
5
3. DBMS 的基本功能 CPU
数据定义
定义数据库结构和存储结构；定义数据库中数据之间的联系；定义数据完整性约束条件和保证完整性的触发机制等
数据操作
完成对数据库中数据的操作：输入、查询、插入、删除、修改等；
6
3. DBMS 的基本功能(续) CPU
• 数据库运行的管理 • 完成对数据库的安全性控制/完整性控制/并
• 数据库系统的优点
– 在数据字典中存储数据结构和数据之间的联系； – 在建立数据库时，只需要简单地定义数据的逻辑结构，
不必定义数据的物理结构和编写程序； – 可自动将用户输入的逻辑数据转换成物理数据； – DBMS中通过封锁和授权机制，确保数据库的安全性和
保密性； – 能够实现数据共享，支持多个用户的数据存取；、 – 具有数据备份和数据恢复的能力，保证数据的可靠性； – 提供完整性约束功能，可以控制数据冗余和消除潜在
的数据不一致问题； – 提供功能强大的结构化查询语言SQL。
16
1.4 数据模型
CPU
理解两个概念：
模型
数据模型
17
模型的定义
CPU
在韦伯斯特词典中把模型定义成 “对不能直接观察的事物进行形象的描述和模拟”。

第一章数据库系统概述PPT课件

张明
一个名为StudentCourse（学生选课）的关系，记录的是学生的选课信息，包括三个属性：StudentNo（学号）、CourseNo （课程号）、Score（成绩）。
StudentNo （学号）
……
CourseNo （课程号）
1234 5678 ……
Score （成绩）
89 73 ……
关系模型
数据以“关系”的形式，也就是以二维表的形式来表示，其数据模型就是所谓的关系模型。在关系模型中，无论是从客观事物中抽象出的实体，还是实体之间的联系，都用单一的结构类型——关系来表示。在对关系进行各种处理之后，得到的还是关系——一张新的二维表。
关系数据库系统
关系数据库系统就是以关系模型为基础的数据库系统。微软公司的MS SQL Server 2000
数据管理技术的发展
人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段
数据库系统阶段特点
数据的结构化。数据共享性好。数据独立性好。数据存取粒度小。数据库管理系统（DBMS）对数据进行统一的管理和控制。为用户提供了友好的接口。
数据库系统阶段特征图
应用1 应用2 …… 应用n
DBMS
数据库
有关数据库的基本术语
原子性一致性隔离性持久性加锁、日志文件、事务提交等等是常用的技术。
客户程序-服务程序体系结构
系统运行时，一个进程（客户程序）发出请求，另一个进程（服务程序）执行。现代的软件往往采用客户程序-服务程序体系结构（C/S结构）。从系统配置上，服务程序通常安装在功能强大的服务器上，而客户程序就放在相对简单的PC机（客户机）上。
数据数据模型数据库数据库管理系统数据库系统

第一章数据库概述ppt课件

确定实体集的关键字：用下划线在属性上标明关键字的属性集合
确定联系的类型：在无向边上注明
20
数据库应用——电子商务
2024年5月5日
数据模型：逻辑数据模型
逻辑模型三要素
数据结构：描述数据的静态特征数据操作：描述数据的动态特征数据的约束条件：描述完整性规则
层次模型
用树型结构来表示实体之间联系的模型有且仅有一个节点无父节点，即树根根节点以外的其他节点有且仅有一个父节点典型系统：IBM公司的IMS（Information Management System）系统
13
数据库应用——电子商务
2024年5月5日
第三节：数据库的系统结构
视图抽象和外模式概念抽象和模式物理抽象和内模式数据独立性
14
数据库应用——电子商务
2024年5月5日
数据库的系统结构：视图抽象和外模式
现实世界中的信息按照不同用户（应用）的观点抽象为多个逻辑数据结构。每个逻辑数据结
现实体间的联系关系模型中的基本概念：元组、属性、域、主键、关系名、关系模式关系模型的优点：
可以简单、灵活地表达各种实体及其之间的联系用户界面好，易用性佳支持数据库重构具有严密的数学基础和操作的代数性质具有较高的数据独立性
关系模型的不足：
运行效率不够高不直接支持层次结构
信息是经过处理、加工提炼而用于决策制定或其他应用活动的数据。
数据是信息的载体，信息是数据处理过程的结果。
8
数据库应用——电子商务
2024年5月5日
数据库的基本概念：数据库
数据库是相互关联的数据集合：
具有逻辑关系和明确意义的数据集合针对明确的应用目标而设计、建立和加载表示现实世界的某些方面具有较小的数据冗余，可供多个用户共享具有较高的数据独立性具有安全控制机制

第1章数据库系统概述ppt课件

背景计算机主要用于科学计算数据量小、构造简单，如高阶方程、曲线拟和
等。外存为顺序存取设备磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存取设备。没有操作系统，没有数据管理软件用户用机器指令编码，经过纸带机输入程序和
数据，程序运转终了后，由用户取走纸带和运
(1) 人工管理阶段〔续〕
特点：没有公用的软件对数据进展管理，由运用程序
各地的计算机由数据通讯网络相联络。本地计算机单独不能胜任的处置义务，可以经过通讯网络获得其它DB和计算机的支持。
面向对象数据库系统
对象数据模型能完好地描画现实世界的数据构造，能表达数据间嵌套、递归的联络。
具有面向对象技术的封装性和承继性的特点，提高了软件的可重用性。
1.2 数据库系统根本概念
运用程序1 运用程序2
数据库管理系统〔DBMS〕
数据库
运用程序n
数据库管理员〔DBA〕
图1－1 数据库系统构造
3〕数据库管理系统
〔Database Management System，简记为 DBMS〕
DBMS是位于用户与操作系统〔OS〕之间的一层数据管理软件。
它为用户或运用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。
数据处置是与数据管理相联络的，数据管理技术的优劣，将直接影响数据处置的效率。
3)数据管理技术的开展
数据管理技术的开展，与计算机硬件、系统软件及计算机运用的范围有着亲密的联络。数据管理技术的开展阅历了人工管理、文件系统、数据库阶段等阶段。
(1) 人工管理阶段
20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算，数据管理处于人工管理阶段，数据处置的方式根本上是批处置。
1963年，美国Honeywell公司的IDS〔Integrated Data Store〕系统投入运转，揭开了数据库技术的序幕。

数据库系统概论第一章PPT

数据管理技术的产生和发展
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(20世纪40年代中--50年代中) 文件系统阶段(20世纪50年代末--60年代中) 数据库系统阶段(20世纪60年代末--现在)
数据管理技术的产生和发展(续)
数据库系统的构成
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
用户
用户
用户
应用系统
应用开发工具
数据库管理系统
操作系据库系统概述
1.1.1 四个基本概念 1.1.2 数据管理技术的产生和发展 1.1.3 数据库系统的特点
数据管理技术的发展动力
应用需求的推动
计算机硬件的发展
计算机软件的发展
一、人工管理阶段
时期
20世纪40年代中--50年代中
产生的背景
应用需求
科学计算
硬件水平
无直接存取存储设备
软件水平
没有操作系统
处理方式
批处理
人工管理阶段(续)
特点
数据的管理者：用户（程序员），数据不保存数据面向的对象：某一应用程序数据的共享程度：无共享、冗余度极大数据的独立性：不独立，完全依赖于程序数据的结构化：无结构数据控制能力：应用程序自己控制
...… ...…
应用程序１应用程序２
应用程序ｎ
存取方法
文件１文件2
文件n
文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系
文件系统中数据的结构
记录内有结构。数据的结构是靠程序定义和解释的。数据只能是定长的。

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各学院学生基本信息管理程序
教务部门学生选课管理
程序
数据库管理系统
学生有关的数
据库
2020/11/5
25
数据库管理的优点
相互关联的数据的集合较少的数据冗余程序与数据相互独立保证数据的安全、可靠最大限度地保证数据的正确性数据可以并发使用并能保证一致性
2020/11/5
26
数据库系统教程
第1章数据库概述
2020/11/5
1
第1章数据库概述
概述一些基本概念数据管理技术的发展数据独立性数据库系统的组成
2020/11/5
1.1 概述
随着信息管理水平的不断提高，应用范围的日益扩大，信息已成为企业的重要财富和资源。
作为管理信息的数据库技术也得到了很大的发展，其应用领域也越来越广泛。
14
文件管理示例
应用程序A1
学生基本信息管理
应用程序A2
学生选课管理
学生信息文件F1
课程信息文件F2
学生选课信息文件F3
（学号，姓名，系，专业，性别，通讯地址，联系电话，民族）
2020/11/5
（学号，姓名，系，专业，课程号，学分，成绩）
15
文件方式管理数据的缺点
编写应用程序不方便数据冗余不可避免应用程序依赖性不支持对文件的并发访问数据间联系弱难以按用户视图表示数据无安全控制功能
在文件管理方式中，很难控制某个人对文件能够进行的操作。如：
只允许某个人查询和修改数据，但不能删除数据，
或者对文件中的某个或者某些字段不能修改等。
在实际应用中，数据的安全性是非常重要且不可忽视的。
2020/11/5
23
数据库操作模式
数据库管理系统
2020/11/5
24
数据库管理示例
管理和处理：
安全管理数据共享数据查询
2020/11/5
5
1.2 一些基本概念
数据是数据库中存储的基本对象。文本、图形、图像、音频、视频、商
品销售情况等都是数据。可以将数据定义为：数据是描述事物
的符号记录。数据有多种表现形式，可以经过数字
化后保存在计算机中。
2020/11/5
一般由数据库、数据库管理系统（及相关实用工具）、应用程序、数据库管理员组成。
应用程序应用程序
DBMS 实用工具
2020/11/5
DBA
12
1.3 数据管理技术的发展
文件管理系统数据库管理系统
2020/11/5
13
文件管理操作模式
用户
用户
用户
应用程序
应用程序
操作系统
数据文件
2020/11/5
21
难以满足不同对数据用户的需求
不同的用户关注的数据往往不同。
例如，对于学生基本信息，
分配学生宿舍的部门可能只关心学生的学号、姓名、性别和班号。
教务部门可能关心的是学号、姓名、所在系、专业和班号。
需要为每个用户建立一个文件，这势必造成很多的数据冗余。
2020/11/5
22
无安全控制功能
Database Management System ——DBMS
是一个专门用于实现对数据进行管理和维护的系统软件。
操作系统
2020/11/5
10
数据库管理系统主要功能
数据库的建立与维护数据定义数据组织、存储和管理数据操作事务的管理和运行
2020/11/5
11
数据库系统
文件结构的每一次修改，都将导致应用程序的修改。
2020/11/5
19
不支持对文件的并发访问
文件最初是作为程序的附属数据出现的，它一般不支持多个应用程序同时对同一个文件进行访问。
例如：某用户打开了一个Excel文件，当第二个用户在第一个用户未关闭此文件前打开此文件时，只能以只读方式打开此文件，而不能对此文件进行修改。
2020/11/5
16
编写应用程序不方便
应用程序编写者必须清楚地了解所用文件的逻辑及物理结构，
如文件中包含多少个字段，每个字段的数据类型，采用何种逻辑结构和物理存储结构。
对文件的查询、修改等处理都必须在应用程序中编程实现。
2020/11/5
17
数据冗余不可避免
数据冗余所带来的问题不仅仅是存储空间的浪费，更为严重的是造成了数据的不一致（inconsistency）。
数据库系统基础课程，4个学分，第5 学期开设。
但在计算机中经常按如下形式描述：
（数据库系统基础，4，5）
2020/11/5
记录
8
数据库（Database）
是存放数据的仓库。永久存储在计算机存储设备上。按一定的格式存储。是有组织的、可共享的大量数据的集
合。
2020/11/5
9
数据库管理系统
相互关联的数据的集合
数据库中的数据不是孤立的，数据与数据之间是相互关联的。也就是说，在数据库中不仅要能够表示数据本身，还要能够表示数据与数据之间的联系。
2020/11/5
20
数据间联系弱
文件与文件之间是彼此独立、毫不相干的，文件之间的联系必须通过程序来实现。
比如F3文件中的学号、姓名等学生的基本信息必须是F1文件中已存在的（即选课学生必须是已存在的学生）
数据之间的联系是实际应用当中所要求，但文件本身不具备自动实现这些联系的功能。
2020/11/5
6
数据
数据需要经过解释才能明确其表达的含义。20
当解释其代表人的年龄时就是20岁。当解释其代表商品价格时，就是20元。
数据和解释不可分。
数据的解释是对数据的说明。数据的含义称为数据的语义。
2020/11/5
7
事物的描述
在日常生活中，一般直接用自然语言来描述事物。
如描述一门课程的信息：
如：某学生所学的专业发生了变化，如果只在F1文件中进行修改，而忘记在F3中应做同样的修改。则会造成同一名学生在两8
应用程序依赖性
应用程序对数据的操作依赖于存储数据的文件的结构。
文件和记录的结构通常是应用程序代码的一部分，如C程序的struct。
飞机、火车订票系统、商场的进货与销售、图书馆对书籍及借阅的管理等。
2020/11/5
3
数据库技术
数据库是数据管理的最新技术主要研究内容是如何对数据进行科学
的管理，以提供可共享、安全、可靠的数据。数据库技术一般包含数据管理和数据处理两部分。
2020/11/5
4
数据库系统
本质上是一个用计算机存储数据的系统可以将数据库看成是一个电子文件柜除保存数据外，还提供对数据进行各种