,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,第四讲,数据库基础知识,2,教学大纲要求,了解,数据库的以下几个基本概念：,1,、数据库、数据库管理系统、数据库系统；,2,、数据库的三种数据模型；,3,、关系型数据库的三种关系运算（选择、投影、联接）,3,4.1,数据库的概念,1,、,数据和信息的概念,数据,(data),：原始的、广义的、可鉴别的抽象符号，它可以描述事物的属性、状态、程度、方式等等。,数据处理（信息处理）,：对各种形式的数据进行汇集、传输、分组、排序、存储、检索、计算等一系列操作的过程。（即对各种数据经过加工转换而得到信息的过程。）,信息,(information),：人脑对现实世界的描述和反映。,信息的含义与特征：,（,1,）信息是用数据作为载体来描述和表示的客观现象。,（,2,）信息可以用数值、文字、声音、图像等多种形式表示。,（,3,）信息是对数据加工提炼的结果，是对人类有用的知识。,2,、数据库及相关概念,(1),数据库,(Data-Base,，,DB),顾名思义，是存储数据的仓库，只不过这个仓库是在计算机存储设备上，而且数据是按一定格式存放，同时可以被各种用户所共享。,定义,：长期存储在计算机内，有组织、可共享的相关数据集合。,(,它可能包含一个或多个表、视图、到远程数据源的连接和存储过程等,),2,、数据库及相关概念,(2),数据库管理系统,(DBMS),DBMS,是位于用户和,OS,之间的，用于建立、维护和管理数据库的系统软件。,(,数据库系统的核心,),。,主要功能：数据的组织和存储、数据的查询、数据的增加、删除和修改、数据的排序和索引、数据的统计和分析、数据库运行管理、通信管理等。,6,2,、数据库及相关概念,(3),数据库系统,(DBS),指在计算机系统中引入数据库并利用数据库技术进行数据管理的系统，一般由,：,硬件系统、数据库集合、数据库管理系统及相关软件、数据库管理员,(DataBase Administrator,，,DBA),和一般用户,构成。,7,(4),数据库应用系统,数据库应用系统是指系统开发人员利用数据库系统资源开发的面向某一类实际应用的软件系统。,例如，学生教学管理系统、财务管理系统、人事管理系统、图书管理系统、生产管理系统等。是以数据库为基础和核心的计算机应用系统。,8,4.1,数据库系统概述,3,、数据管理技术发展的,5,个阶段,人工管理阶段,(5,0,年代中期,),：,数据包含在计算或处理它的程序中，数据管理任务包括存储结构、存取方法、输入输出方式等。,特点：数据与程序不具有独立性，一组数据对应一组程序。数据不长期保存，程序运行结束后就退出计算机系统；一个程序中的数据无法被其他程序使用，因此程序与程序之间存在大量的重复数据，称为,数据冗余,。,9,人工管理阶段,数据与应用程序的关系：,程序,1,数据集,1,程序,2,数据集,2,程序,N,数据集,N,10,3,、数据管理技术发展的,5,个阶段,文件系统,(,50,年代后期至,60,年代中期,),：,把数据组织成一个文件来管理。,特点：数据和程序分别存储，数据文件可以长期保存在外存储器上，可以被多次存取。数据文件是为特定需要而设计的，故数据不能共享，冗余度大。数据无集中管理，不能统一修改。,11,文件系统,文件系统模型,文件,1,文件,2,文件,3,文件系统,程序,1,程序,2,程序,3,12,3,、数据管理技术发展的,5,个阶段,数据库系统,(,60,年代后期开始,),：,把数据库构成一个仓库来管理。,特征：统一管理所有数据，形成一个数据中心，供不同的应用程序共享。在数据文件之间建立关联，减少数据冗余，提高数据的一致性和完整性。,13,3,、数据管理技术发展的,5,个阶段,数据库系统,(,60,年代后期开始,),：,数据库系统中数据与应用程序的关系：,应用程序,1,应用程序,2,应用程序,n,数据库,管理系统,DBMS,操作系统,数据库,Data Base,14,3,、数据管理技术发展的,5,个阶段,分布式数据库系统,(70,年代后,),：,数据库技术与网络通信技术的结合产生了分布式数据库系统。,面向对象数据库系统,(8,0,年代,),：,数据库技术与面向对象程序设计技术结合产生了面向对象数据库系统。,4.2,数据库的数据模型,(p5),1,、什么是数据模型,按照计算机系统的观点对数据建模，主要用于,DBMS,的实现。,2,、数据库的数据模型分类,（,1,）层次模型,用树状数据结构形式来表示事物及其之间的关系。,主要特征：,有且只有一个根节点,(,无父节点的节点,).,除根节点外，,任何节点有且只有一个父节点,，但允许有个或多个子节点,.,16,层次模型示例,中国,(,面积，,人口，总产值,),河北省,(,面积，,人口，总产值,),河南省,(,面积，,人口，总产值,),湖北省,(,面积，,人口，总产值,),信阳市,(,面积，,人口，总产值,),郑州市,(,面积，,人口，总产值,),新乡市,(,面积，,人口，总产值,),根节点,（,2,）网状模型,用有向图的数据结构形式来表示事物及其之间的关系。,主要特征：,可以有一个以上的节点无父节点。,一个节点可以有一个以上的父节点。,系,教研室,教师,宿舍,学生,18,（,3,）关系模型,数据库的逻辑结构是一张二维表，,在数据库中满足下列条件的二维表称为关系模型：,每一列中的分量是类型相同的数据,列的顺序是任意的,行的顺序是任意的,表中的分量是不可再分割的最小数据项,表中的任意两行不能完全相同,19,关系模型示例,学生情况简表,学号,姓名,性别,出生年月,9602001,黄丽萍,女,1978-01-04,9602002,王百灵,男,1979-05-06,9602003,王少颂,男,1977-06-08,9602004,杨韵峰,男,1979-05-03,9602005,康 敏,男,1976-01-23,字段,记录,字段值,20,4.3,关系型数据库,(p7),1、基本概念,关系,：一个二维表就叫做一个关系,属性（字段）,：表中的一列叫做一个属性,域,：一个属性的取值范围叫做一个域,元组,：表中的一行叫做一个元组,主关键字,：关系中的某个属性,可以唯一确定一个元组,关系数据库,：采用关系模式作为数据的组织方式的,DB,21,2、关系数据库的特点：,1,）关系中每个属性不可再分。,2,）关系中每一列元素类型相同，取值范围相同。,3,）同一关系中字段（属性）不能相同，记录也不能相同。,4,）关系的行、列（记录、字段）的次序任意。,22,3、,关系型数据库三种专门的关系运算,(1),、选择,从一个关系,(,表,),中按照一定的条件选出若干记录,(,行,),，生成一个新的关系,(,表,),。,例如：从成绩表中选出成绩在,90,分以上的学生的记录，得到优秀成绩表。,23,3、,关系型数据库三种运算关系,(2),、投影,从一个关系,(,表,),中选出若干列（字段），生成一个新的关系,(,表,).,例如：从成绩表,(,学号、姓名、数学、语文、物理、化学,),中抽出,“,学号,”,、,“,姓名,”,、,“,化学,”,三列（字段），得到化学成绩表。,(3),、联接,将两个同类关系,(,表,),按照一定的条件进行记录重组生成一新关系,(,表,),。,班级,学生,一班,张三,一班,李四,二班,王五,二班,刘二,班级,班主任,一班,李老师,二班,王老师,学生,班主任,张三,李老师,李四,李老师,王五,王老师,刘二,王老师,表,1,表,2,表,3,合并条件：,表,1.,班级,=,表,2.,班级,小结,DB,、,DBMS,、,DBS,、,DB,应用系统,数据处理技术的发展阶段,数据模型及其分类,关系数据库,25,