【数据库系统课件】数据库系统

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1、数据库系统第1章绪论1．1引言1．1．1概念数据（data）：描述事物的符号记录。（计算机处理、语义）数据库（database，简称DB）：长期储存在计算机内，有组织的、可共享的数据集合。数据库系统（databasesystem，简称DBS）：数据库引入到计算机系统中的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。数据库管理系统（databasemanagementsystem，简称DBMS）：数据管理软件系统。管理、控制数据库的建立、运行和维护。1．1．2数据库技术的产生与发展1、人工

2、管理阶段。50年代中期前；特点：1）不保存；2）无软件；3）不共享；4）无独立性。2、文件系统阶段。50年代后期至60中期；特点：1）长保存；2）文件系统管理；3）共享差；4）独立性差。3、数据库系统阶段。60年代后期以来；特点：1）结构化；2）共享好，冗余低；3）独立性高；4）DBMS管理。1．1．3数据库技术的研究领域1、DBMS软件的研制：非格式化数据：声音、图象面向对象多媒体2、数据库设计：方法、工具、理论；数据模型、建模；CA数据库设计方法、设计规范和标准。3、数据库理论关系的规范代理论关系数据理论数据库逻辑演绎和知识推

3、理并行算法è演绎数据库、知识库、数据仓库1．2数据模型真实模拟现实世界易为人理解便于计算机实现1．2．1要素1、数据结构：系统静态特性2、数据操作：动态特性3、完整性约束1．2．2概念模型1、基本概念（信息世界）实体（entity）：客观存在，并可相互区别的事物。属性（attribute）：实体的某一特性。码（key）：唯一标识实体的属性集合。域（domain）：属性的取值范围。实体型（entitytype）：实体及其属性名集合来抽象和刻画同类实体。实体集（entityset）：同类实体的集合。联系（relationship）：实

4、体之间、实体内部属性间的联系。如1:1、1:n、m:n等。2、表示方法E-R图，P.P.S.Chen于1976年提出（entity-relationshipapproach）。1．2．3数据模型1、层次模型（hierarchicalmodel）代表：IBM的IMS（InformationManagementSystem）数据结构基本结构只有一个结点无双亲，即为根结点（1:1）其他结点有且只有一个双亲结点（1:n）多对多（m:n）冗余结点法：m:n=1:m+1:n虚拟结点法：将冗余结点转为虚拟结点，即指引元，指向替代的结点。其它非树

5、型结构转换成树型没有双亲结点值不能插入子女结点值操纵与完整性约束删除双亲结点值，相应子女值也同时删除冗余结点更新时，几处同时更新存储结构邻接法：层次树前序链接法：用指引元反映数据之间的层次联系优缺点简单；联系固定；完整性良好。非层次表示笨拙；插入、删除限制多；查询子女通过双亲；层次命令趋于程序化。S#SNSSS-CC#CNmn学生S课程CS#SNSSC#CNC#CNS#SNSSS#SNSSC#CNV.CV.S图用层次模型表示多对多联系1、网状模型（networkmodel）数据结构可以有一个以上的结点无双亲；至少有一点结点，有多于

6、一个的双亲；两个结点之间可以有两种或多种联系。操纵与完整性约束插入操作允许尚未确定双亲结点值的子女结点值；删除操作允许只删除双亲结点值。存储结构链接法：单向、双向、环状、向首引元阵列、二进制阵列、索引优缺点更直接描述；性能良好、存取效率高。DDL复杂；独立性差、指定存取路径。2、关系模型（relationalmodel）1970年E.F.Codd论文“大型共享系统的关系数据库的关系模型”数据结构逻辑结构是二维表，由行和列组成关系：元组：属性：主码（key）：属性组（集），可以唯一确定一个元组。域（domain）：属性的取值范围。分

7、量：元组中的一个属性值。关系模式：对关系的描述。表示为：关系名（属性1，属性2，……属性n）操纵与完整性约束集合操作（操作对象、操作结果都是关系（元组的集合））：查询、插入、删除、修改。实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性。存储结构实体、及实体之间的联系用“表”表示，表以文件形式存储优缺点与非关系模型不同，它建立于严格的数学概念的基础上的；关系模型的概念单一。无论实体还是实体间的联系都用关系表示，对数据的检索结果也是关系（即表）。故其数据结构简单、清晰，用户易懂易用；关系模型的存取路径对用户透明，具有更高的数据独立性，更好的安

8、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。由于存取路径对用户透明，查询效率不如非关系数据模型；为提高性能，须对用户查询请求进行优化，从而增加了数据库管理系统的负担。1．3数据库系统结构从数据库管理系统的角度得到模式结构，如三级模式结构；