数据库系统概述教案

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数据库系统的特点

包括:DB+DBM应用系统+数据库管理员(DBA)

人工管理阶段(40年代中--50 彊终用出 应用系统 •应用开发工具 应用程序员 数据库系统坏境不总图 3数据库技术的产生与发展 年代中): 数据库 数据库管理系统 DBMS :—I 操作系统 统〉 数据库管理员 DBA 用尸、数据屹管埋员k

应用需求:科学计算

硬件:无直接存取存储设备

软件:无通用的操作系统

处理方式:批处理

数据管理者:应用程序,数据不保存。数据面向的对象:某一应用程序。

数据共享程度:无共享、冗余度极大。数据独立性:不独立,完全依赖于程序数据结构化:无结构。

数据控制能力:应用程序自己控制。人工管理阶段应用程序与数据的对应关系

文件系统阶段(50年代末--60年代中)

数据库系统的特点:

1、数据结构化

数据库系统:实现整体数据的结构化,这是数据库系统与文件系

统的本质区别。

文件系统:文件由记录组成,文件内部有结构,文件之间无结构。数据库系统:数据之间整体有结构,是一个有机的整体。

2、数据的共享性高,冗余度低,易扩充

数据库系统从整体角度来组织存储数据,数据不只是面向某一个

应用,而是面向整个系统,因此具有很高的共享性。

共享数据带来了低冗余性,也能避免数据之间的不相容性和不一致性。

授课题目:第一章数据库系统概论一一数据模型;数据库系统的体系结构

属性(Attribute):实体所具有的某一特性。

联系(relationship ):客观世界中各种对象或抽象概念之间的联系

例如:学生记录

记录型:(学号,姓名,性别,系别,年龄,籍贯)

该记录型的一个记录值:(900201,李明,男,计算机,22,江苏)

模式(Schema):数据中全体数据逻辑结构和特征的描述。

模式只涉及型,不涉及具体的值

三级模式是对数据库中数据的三个抽象级别,两级映象是在DBMS3部实现这三个抽象层次的联系和转换。

两级映像:外模式/模式模式/内模式

通过案例展开教学

联系。

实体型:用矩形表示,矩形框内写明实体名;实体的属性用椭圆形表示,以无向边将其与相应的实体连接起来。

联系:联系本身用菱形表示,菱形框内写明联系名,并用无向边分别与有关实体连接起来,同时在无向边旁标上联系的类型

(1:1、1:n、m:n),联系的属性也要用无向边与该联系连接。

(1)一个员工可以是多个部门的经理,而一个部门最多只能有一个经理,则该管理联系为1:N联系。

(2)一个员工可以在多个部门工作,而一个部门有多个员工,则

该工作联系为M:N联系。

结构数据模型:

1、层次模型

用树形结构表示各类实体以及实体之间的联系

按树的定义层次模型有以下两个限制:

有且仅有一个结点无双亲一一根结点其它结点有且仅有一个双

优点:

简单,只需很少命令就可以操作数据库

性能优于关系模型,不低于网状模型。

提供了良好的完整性支持

缺点:

难以描述现实世界中的复杂联系对插入和删除操作的限制

多。

2、网状模型

去掉了层次模型的两个限制:

可以有一个以上的结点无双亲

至少有一个结点有多于一个的双亲优点:

能更为直接地描述现实世界

具有良好的性能,存取效率较高。缺点:

结构比较复杂

数据独立性差。

3、关系模型

层状模型和网状模型在实际当中几乎不再使用,而几乎所有的

DBM都支持关系模型,即使不支持的,也加上了关系模型的接口。

逻辑结构是一张二维表,它由行和列组成。

数据库系统的体系结构

数据库的三级模式结构

为了保障数据与程序之间的独立性,使用户能以简单的逻辑结构操作数据而无需考虑数据的物理结构,简化了应用程序的编制和程序员的负担,增强系统的可靠性。

通常DBM将数据库的体系结构分为三级模式:外模式、模式和内模式。

型(Type):对某一类数据的结构和属性的说明。

值(Value):是型的一个具体赋值。

例如:学生记录

记录型:(学号,姓名,性别,系别,年龄,籍贯)

该记录型的一个记录值:

(900201,李明,男,计算机,22,江苏)

模式(Schema):数据中全体数据逻辑结构和特征的描述。

模式只涉及型,不涉及具体的值。

例如:学生选课数据库,型包括学生记录、课程记录和学生选课记录几个关系的模式,是相对稳定的,而里面的数据是动态的,2010年某一刻的数据和2009年某一刻的数据是不同的两个值。

模式(逻辑模式)

是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的公共数据视图,综合了所有用户的需求。

一个数据库只有一个模式。

模式是数据库系统模式结构的中间层,与数据的物理存储细节和硬件环境无关,与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关。

学生数据库模式结构

外模式(子模式或用户模式)

数据库用户使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,是数据库用户的数据视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

外模式通常是模式的子集,一个数据库可以有多个外模式

同一外模式可以为某一用户的多个应用系统所使用。

外模式是保证数据库安全性的一个有力措施

学生数据库外模式结构

*电科学生(学号,姓名,性别,班级〉

•数据库踝程(数据库课号,数据库,学分,任 课教师,上课地点,上课时间〉 •电科数据库选课(学号,课号,成绩)

内模式(存储模式)

数据物理结构和存储方式的描述,是数据在数据库内 部的存储方式

一个数据库只能有一个内模式

数据库的二级映象功能与数据独立性

三级模式是对数据库中数据的三个抽象级别,两级映象是 在DBM 内部实现这三个抽象层次的联系和转换。

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外模式/模式映象

外模式/模式 模式/内模式

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内模式