單元一數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)理解能力.ppt

2019/7/9,1,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,單元一：數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)理解能力,知識目標： 理解數(shù)據(jù)庫的重要性，理解數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、信息、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)模型、關(guān)系運算等含義。 能力目標： 1.基本掌握信息搜尋與分析能力。 2.進行傳統(tǒng)關(guān)系運算的能力。,2019/7/9,2,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,主要學(xué)習(xí)任務(wù),任務(wù)1-1：數(shù)據(jù)庫在企業(yè)的需求調(diào)查與分析 任務(wù)1-2：數(shù)據(jù)庫基本術(shù)語的理解（DB、信息、DBMS、DBS） 任務(wù)1-3：數(shù)據(jù)模型的理解與應(yīng)用 任務(wù)1-4：關(guān)系數(shù)據(jù)庫及關(guān)系運算的理解,2019/7/9,3,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,重點與難點,重點： DB、信息、DBS、DBMS、關(guān)系等理解，傳統(tǒng)與專門關(guān)系運算。 難點： 關(guān)系運算,2019/7/9,4,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,任務(wù)1-1：數(shù)據(jù)庫在企業(yè)的需求調(diào)查與分析,為什么要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫呢？ 比如學(xué)院教務(wù)管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、QQ、超市管理系統(tǒng)都需要使用數(shù)據(jù)庫。 任務(wù)要求： 1）三人一組，完成調(diào)查與分析，一人匯報其他人補充 2）通過網(wǎng)上、學(xué)校、社會調(diào)查數(shù)據(jù)庫在實際工作的應(yīng)用,2019/7/9,5,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,任務(wù)1-1：數(shù)據(jù)庫在企業(yè)的需求調(diào)查與分析,3）完成時間（課內(nèi)+課外一周） 資料: 企業(yè)需求1 企業(yè)需求2 人才分析1 人才分析2,2019/7/9,6,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,本課程學(xué)習(xí)目標及學(xué)習(xí)要求講解,學(xué)習(xí)目標（具體見教學(xué)大綱） 通過本課程的學(xué)習(xí)，理解數(shù)據(jù)庫的作用,領(lǐng)會其管理數(shù)據(jù)的重要性。 要求熟練掌握SQL中數(shù)據(jù)庫、表的基本操作，能根據(jù)需要靈活應(yīng)用查詢，學(xué)會數(shù)據(jù)的恢復(fù)技術(shù)。最終能利用SQL開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件。 學(xué)習(xí)要求及方法 認真搜集整理資料、做好筆記、熟練各項操作。 加強自學(xué)、相互討論學(xué)習(xí)、注重觀察、及時處理問題。,2019/7/9,7,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,本課程學(xué)習(xí)方法及資源,自學(xué)聽講練習(xí)提問解答 資源： 1、教材及參考書 sql server2000實例教程，楊學(xué)全主編，電子工業(yè)出版社，2004年出版。 sql server2000數(shù)據(jù)庫技術(shù)實用教程，岳國英主編，中國電力出版社，2005年出版 2、網(wǎng)上資源及精品課程網(wǎng)站,2019/7/9,8,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,任務(wù)1-2：數(shù)據(jù)庫基本術(shù)語的理解,什么是數(shù)據(jù)庫呢？ 任務(wù)要求： 1）理解信息、DB、DBS、DBMS的含義 2）了解數(shù)據(jù)處理發(fā)展過程,2019/7/9,9,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,基本術(shù)語,數(shù)據(jù)（data）： 數(shù)據(jù)指描述事物的符號記錄。文字、圖形、圖像、聲音、學(xué)生的檔案記錄、貨物的運輸情況等都是數(shù)據(jù)。 信息（Information） 信息是關(guān)于現(xiàn)實世界事物的存在方式或運動狀態(tài)的反映的綜合，具體說是一種被加工為特定形式的數(shù)據(jù)，但這種數(shù)據(jù)形式對接收者來說是有意義的，而且對當(dāng)前和將來的決策具有明顯的或?qū)嶋H的價值。 數(shù)據(jù)是信息的符號表示或載體，信息則是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是對數(shù)據(jù)的語義解釋。,2019/7/9,10,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,數(shù)據(jù)庫（database，簡稱DB） ： 數(shù)據(jù)庫指長期存儲在計算機內(nèi)有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲，具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并可為各種用戶共享。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（database management system，簡稱DBMS） 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)指位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。數(shù)據(jù)庫在建立、運用和維護時由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使用戶能方便地定義數(shù)據(jù)和操縱數(shù)據(jù)，并能夠保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶對數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)。,2019/7/9,11,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（database system，簡稱DBS） 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后構(gòu)成的系統(tǒng)，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構(gòu)成。,2019/7/9,12,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,數(shù)據(jù)處理發(fā)展過程,1人工管理階段 數(shù)據(jù)不保存 系統(tǒng)沒有專用的軟件對數(shù)據(jù)進行管理 每個應(yīng)用程序都要包括數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)、存取方法、輸入方式等，程序員編寫應(yīng)用程序時，還要安排數(shù)據(jù)的物理存儲，因此程序員負擔(dān)很重。 數(shù)據(jù)不共享 數(shù)據(jù)是面向程序的，一組數(shù)據(jù)只能對應(yīng)一個程序。 多個應(yīng)用程序涉及某些相同的數(shù)據(jù)時，也必須各自定義，因此程序之間有大量的冗余數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)不具有獨立性,2019/7/9,13,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,2.文件系統(tǒng)階段,特點如下： 數(shù)據(jù)以文件形式可長期保存下來 文件系統(tǒng)可對數(shù)據(jù)的存取進行管理 文件形式多樣化 程序與數(shù)據(jù)間有一定獨立性 由專門的軟件即文件系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)管理，程序和數(shù)據(jù)間由軟件提供的存取方法進行轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲發(fā)生變化不一定影響程序的運行。 缺點： 數(shù)據(jù)冗余度大 數(shù)據(jù)獨立性低 數(shù)據(jù)一致性差,2019/7/9,14,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段,目前關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已逐漸淘汰了網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫和層次數(shù)據(jù)庫，成為當(dāng)今最流行的商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。特點： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。要求在描述數(shù)據(jù)時不僅描述數(shù)據(jù)本身，還要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。 數(shù)據(jù)共享性高、冗余度小、易擴充。冗余度是指數(shù)據(jù)重復(fù)的程度。 數(shù)據(jù)獨立性高。包括物理獨立性和邏輯獨立性。 物理獨立性是指當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲改變時，應(yīng)用程序不用改變。 邏輯獨立性是指當(dāng)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變時，用戶應(yīng)喲功能持續(xù)不用改變。 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理和控制。數(shù)據(jù)的安全性保護、完整性控制、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)、并發(fā)控制。,2019/7/9,15,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,DBMS四方面的數(shù)據(jù)控制功能,a.數(shù)據(jù)的安全性（security）控制：防止不合法使用數(shù)據(jù)造成數(shù)據(jù)的泄露和破壞，保證數(shù)據(jù)的安全和機密； b.數(shù)據(jù)的完整性(integrity)控制：系統(tǒng)通過設(shè)置一些完整性規(guī)則以確保數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。 c.并發(fā)（concurrency）控制：多用戶同時存取或修改數(shù)據(jù)庫時，防止相互干擾而提供給用戶不正確的數(shù)據(jù)，并使數(shù)據(jù)庫受到破壞。 d.數(shù)據(jù)恢復(fù)（recovery）：當(dāng)數(shù)據(jù)庫被破壞或數(shù)據(jù)不可靠時，系統(tǒng)有能力將數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到最近某一時刻的正確狀態(tài)。,2019/7/9,16,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,任務(wù)1-3：數(shù)據(jù)模型的理解與應(yīng)用,數(shù)據(jù)是怎么組織管理的呢？ 信息的三個世界,2019/7/9,17,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,1. 現(xiàn)實世界,現(xiàn)實世界就是客觀存在的事物及其相互聯(lián)系。 事物之間的聯(lián)系是由事物本身的性質(zhì)決定的。現(xiàn)實世界中的事物之間既有“共性”，又具有“個性”。 例如，學(xué)校的教學(xué)管理中涉及學(xué)生管理、教師管理及課程管理等。制作學(xué)生選修課程情況表，內(nèi)容包括學(xué)號、姓名、課程名、選修課程類別等；制作教師授課安排表，內(nèi)容包括教師號、課程名、授課類別、學(xué)時數(shù)等。這就是現(xiàn)實世界，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計者接觸到的最原始的數(shù)據(jù)。,2019/7/9,18,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,2.信息世界,信息世界，也稱為概念世界，是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映，是對客觀事物及其聯(lián)系的一種抽象描述，即用數(shù)據(jù)來描述實現(xiàn)世界中的事物及其聯(lián)系，是對現(xiàn)實世界的第一次抽象。其中，經(jīng)過抽象描述的現(xiàn)實世界中的客觀事物在信息世界中稱為“實體”。,2019/7/9,19,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,信息世界中的基本概念,實體（Entity） 客觀存在并且可以相互區(qū)別的“事物”稱為實體。 實體可以是可觸及的對象，如一個學(xué)生，一本書，一輛汽車；也可以是抽象的事件，如一堂課，一次比賽等。 屬性(Attributes) 實體的某一特性稱為屬性。如學(xué)生實體有學(xué)號、姓名、年齡、性別、系等方面的屬性。 屬性有“型“和“值”之分，“型“即為屬性名，如姓名、年齡、性別是屬性的型；“值”即為屬性的具體內(nèi)容，如（990001,張立，20，男，計算機）這些屬性值的集合表示了一個學(xué)生實體。,2019/7/9,20,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,實體型（Entity Type） 若干個屬性型組成的集合可以表示一個實體的類型，簡稱實體型。 如學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系）就是一個實體型。 實體集(Entity Set) 同型實體的集合稱為實體集。 如所有的學(xué)生、所有的課程等。 鍵（Key） 能唯一標識一個實體的屬性或?qū)傩约Q為實體的鍵。 如學(xué)生的學(xué)號，學(xué)生的姓名可能有重名，不能作為學(xué)生實體的鍵。,2019/7/9,21,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,域（Domain） 屬性值的取值范圍稱為該屬性的域。 如學(xué)號的域為6位整數(shù)，姓名的域為字符串集合，年齡的域為小于40的整數(shù)，性別的域為（男，女）。,2019/7/9,22,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,3. 數(shù)據(jù)世界,數(shù)據(jù)世界，也稱為計算機世界、存儲世界或機器世界，是對信息世界中的有關(guān)信息進行加工、編碼及格式化等具體處理以一定的形式存儲在計算機內(nèi)的數(shù)據(jù)?？梢哉f，數(shù)據(jù)世界中的數(shù)據(jù)既能展示信息世界，同時又向計算機數(shù)據(jù)處理前進了一步。 數(shù)據(jù)項 數(shù)據(jù)項(Item)就是標記實體屬性的命名單位，也稱為元素或字段。它是可以命名的最小信息單位。數(shù)據(jù)項的取值范圍稱為域。 記錄 若干相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)項的集合構(gòu)成記錄(Record)。記錄是應(yīng)用程序輸入/輸出的邏輯單位。對于大多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來講，記錄是處理和存儲信息的基本單位。通常用一條記錄描述一個實體。構(gòu)成該記錄的數(shù)據(jù)項表示實體的若干屬性。,2019/7/9,23,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,文件 同一給定類型記錄的集合構(gòu)成一個文件(File)。文件對應(yīng)于信息世界的實體集，所以文件又可定義為描述一個實體集的所有記錄集。 數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫是比文件更大的數(shù)據(jù)組織形式。數(shù)據(jù)庫是具有特定聯(lián)系的數(shù)據(jù)的集合，也可以看成是具有特定聯(lián)系的多種類型的記錄的集合。 關(guān)鍵字 關(guān)鍵字(Key)是能夠唯一標識文件中的每一條記錄的字段或字段集，如學(xué)生的“學(xué)號”可以作為學(xué)生記錄的關(guān)鍵字。,2019/7/9,24,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,4. 三個世界之間的關(guān)系,現(xiàn)實世界、信息世界和數(shù)據(jù)世界三者之間的關(guān)系下圖所示。從圖可知，將現(xiàn)實世界中的事物及其聯(lián)系逐步抽象為數(shù)據(jù)世界中具有一定結(jié)構(gòu)的便于計算機處理的數(shù)據(jù)形式，需要使用以下兩個不同層次的數(shù)據(jù)模型(概念和邏輯模型)。,2019/7/9,25,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,2019/7/9,26,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,數(shù)據(jù)模型的類型, 層次模型 層次模型是以記錄型為結(jié)點構(gòu)成的樹，它把客觀問題抽象為一個嚴格的自上而下的層次關(guān)系。 層次模型的特點： 有且僅有一個根結(jié)點無雙親。 其它結(jié)點有且僅有一個雙親。 網(wǎng)狀模型 網(wǎng)狀模型是以記錄型為結(jié)點的網(wǎng)絡(luò)，它反映了現(xiàn)實世界中較為復(fù)雜的事物間的聯(lián)系。 網(wǎng)狀模型的特點： 1）允許有一個以上的結(jié)點無雙親。 2）至少有一個結(jié)點多于一個雙親。,2019/7/9,27,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 關(guān)系模型 關(guān)系模型(Relational Model)雖然不是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)最早支持的數(shù)據(jù)模型，但關(guān)系模型卻是當(dāng)前最重要、最常用的一種數(shù)據(jù)模型。 關(guān)系模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最重要的模型，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表。使用表格來描述實體之間的關(guān)系，二維表中的列（字段、數(shù)據(jù)項）就是屬性,列值稱為屬性值，屬性值的取值范圍稱為值域（Domain），每一行數(shù)據(jù)稱為一個記錄。,2019/7/9,28,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 面向?qū)ο竽Ｐ?雖然關(guān)系模型簡單靈活，但不能表達現(xiàn)實世界中存在的復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。比如，CAD數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)等復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要更高級的數(shù)據(jù)模型表達。 面向?qū)ο蟾拍钭钤绯霈F(xiàn)在1968年的SmallTalk語言中，隨后迅速滲透到計算機領(lǐng)域的每一個分支，現(xiàn)已使用在數(shù)據(jù)庫技術(shù)中。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫是面向?qū)ο蟾拍钆c數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。面向?qū)ο竽Ｐ?Object Relational Model)中基本的概念是對象和類。面向?qū)ο竽Ｐ偷膬?yōu)點是能完整地描述現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有豐富的表達能力，缺點是模型相對比較復(fù)雜，實現(xiàn)起來較困難。,2019/7/9,29,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,任務(wù)1-4： 關(guān)系數(shù)據(jù)庫及關(guān)系運算的理解,1、關(guān)系 關(guān)系就是一張二維表，它由行和列組成。例如，下表的人事記錄就是一個關(guān)系。 行元組記錄 列屬性字段,2019/7/9,30,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,2、關(guān)系的特點,（1）表的每一行定義實體集的一個實體，每一列定義實體的一個屬性。 （2）行沒有完全相同的行，列沒有完全相同的列。 （3）每一行必須有一個關(guān)鍵子（主碼），它可以有一個屬性或多個組成。 （4）屬性是不可在分割的最小數(shù)據(jù)項。 （5）行列的順序不相關(guān)。,2019/7/9,31,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,3、關(guān)系中的術(shù)語,（1）元組：圖中的一行即為一個元組。 （1）屬性：圖中的一列即為一個屬性，上表有5列，對應(yīng)5個屬性（學(xué)號、姓名、性別、年齡和所在系）。 （3）碼（key）：表中的某個屬性（組），它可以惟一確定一個元組，則稱該屬性組為“侯選碼”。若一個關(guān)系有多個候選碼，則選定其中一個為主碼。如上表中的學(xué)號，是該學(xué)生關(guān)系的碼。 （4）域（domain）：屬性的取值范圍，如性別的域是(男,女)，系別的域是一個學(xué)校所有系名的集合。 （5）屬性值（分量）：元組中的一個屬性值（6）關(guān)系模式