第01章数据库基础知识课件.ppt
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1、大型数据大型数据库系系统技技术、应用与用与实例分析例分析基于基于SQL Server(第三版)(第三版)提醒提醒各位同仁:课件编写有点仓促,难免有错误,各位同仁:课件编写有点仓促,难免有错误,希望您使用它前能认真审阅,改正错误。谢谢!希望您使用它前能认真审阅,改正错误。谢谢!XXXXXXXX大学大学XXXX学院学院XXXXXX 1参考书和软件 参考书大型数据库系统技术、应用与实例分析基于SQL Server(第三版)电子工业出版社 上机软件SQL Server 2000SQL Server 2000版本以上版本以上2第第1章章 数据库基础和数据库设计数据库基础和数据库设计 1.1 数据库系统数
2、据库系统 1.2 数据库系统结构数据库系统结构 1.3 关系数据库及设计关系数据库及设计 31.1 数据库系统1.1.1 数据、信息、数据库数据、信息、数据库 1.1.2 数据库管理系统数据库管理系统 41.1.1 数据、信息、数据库1数据(数据(Data)数据是描述事物的符号记录,是数据库中存储的基本数据是描述事物的符号记录,是数据库中存储的基本对象。对象。2信息(信息(Information)信息是具有一定含义的、经过加工的、对决策有价值信息是具有一定含义的、经过加工的、对决策有价值的数据。所以说信息是有用的数据,数据是信息的表的数据。所以说信息是有用的数据,数据是信息的表现形式。现形式。
3、51.1.1 数据、信息、数据库3信息与数据的关系信息与数据的关系在在计计算算机机中中,为为了了存存储储和和处处理理某某些些事事物物,需需要要抽抽象象出出对对这这些些事事物物感感兴兴趣趣的的特特征征组组成成一一个个记记录录来来描描述述。例例如如:(李李明明,男男,1985,浙浙江江,计计算算机机系系,2004),这这里里可可以以是是学学生生记记录录的的数数据据,解解释释为为:李李明明是是个个大大学学生生,1985年年出出生生,男男,浙浙江江人人,2004年年考考入入计计算算机机系系。也也可可以以解解释释为为:李李明明是个教师,是个教师,19851985年出生,男,浙江人,年出生,男,浙江人,2
4、0042004年入职计算机系。年入职计算机系。所以,数据的形式不能完全表达其内容,需要经过解释。所以,数据的形式不能完全表达其内容,需要经过解释。数数据据的的解解释释是是指指对对数数据据含含义义的的说说明明,数数据据的的含含义义又又称称为为数数据据的的语语义义,也也就是数据的信息。就是数据的信息。61.1.1 数据、信息、数据库 4数据库(DataBase,DB)数据库是长期存储在计算机内的、有组织的、数据库是长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储,用于满足各种不同的信息需求,并
5、且和存储,用于满足各种不同的信息需求,并且集中的数据彼此之间有相互的联系。具有较小集中的数据彼此之间有相互的联系。具有较小的冗余度,较高的数据独立性和易扩展性。的冗余度,较高的数据独立性和易扩展性。71.1.2 数据库管理系统 主要功能包括以下几个方面:主要功能包括以下几个方面:1数据定义功能数据定义功能2数据操纵功能数据操纵功能3数据库的运行管理数据库的运行管理4数据库的建立和维护功能数据库的建立和维护功能81.2 数据库系统结构 1.2.1 1.2.1 数据库系统模式的概念数据库系统模式的概念 1.2.2 1.2.2 数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构 1.2.3 1.2.3
6、 数据库的二级映象功能与数据独立性数据库的二级映象功能与数据独立性 1.2.4 1.2.4 数据库系统用户结构数据库系统用户结构 91.2.1 数据库系统模式的概念 模式(模式(Schema)是数据库中全体数据的逻辑结构和)是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,它仅涉及到型的描述,不涉及到具体的特征的描述,它仅涉及到型的描述,不涉及到具体的值。值。实例(实例(Instance)是模式的具体值。)是模式的具体值。同一个模式可以有很多实例。模式是相对稳定的,而同一个模式可以有很多实例。模式是相对稳定的,而实例是相对变动的,因为数据库中的数据是在不断更实例是相对变动的,因为数据库中的数据是在不断
7、更新的。模式反映的是数据的结构及其联系,而实例反新的。模式反映的是数据的结构及其联系,而实例反映的是数据库某一时刻的状态。映的是数据库某一时刻的状态。101.2.2 数据库系统的三级模式结构数数据据库库系系统统结结构构分分为为三三层层:即即内内模模式式、概概念念模模式式(模模式式)和和外外模式,见图模式,见图1-1。111.2.2 数据库系统的三级模式结构1概念模式(所有用户的公共视图)概念模式(所有用户的公共视图)一一个个数数据据库库只只有有一一个个概概念念模模式式,它它以以某某一一种种数数据据模模型型为为基基础础,统统一一综综合合地地考考虑虑了了所所有有用用户户的的需需求求,并并将将这这些
8、些需需求求有有机机地地结结合成一个逻辑整体。合成一个逻辑整体。概概念念模模式式由由许许多多记记录录类类型型的的值值组组成成。模模式式根根本本不不涉涉及及物物理理表表示示和和访访问问的的技技术术,它它只只定定义义信信息息的的内内容容。这这样样模模式式就就可可真真正正实现物理数据的独立性。实现物理数据的独立性。定定义义模模式式时时,不不仅仅定定义义数数据据的的逻逻辑辑结结构构,还还要要定定义义数数据据之之间间的联系,定义与数据有关安全性、完整性要求。的联系,定义与数据有关安全性、完整性要求。在在数数据据库库管管理理系系统统(DBMS)中中,描描述述概概念念模模式式的的数数据据定定义义语言称为语言称
9、为“模式模式DDL”121.2.2 数据库系统的三级模式结构 2外模式(用户可见的视图)外模式(用户可见的视图)外外模模式式也也称称子子模模式式(SubschemaSubschema)或或用用户户模模式式,它它是是数数据据库库用用户户能能够够看看见见和和使使用用的的局局部部数数据据的的逻逻辑辑结结构构和和特特征征的的描描述述,是是数数据据库库用用户户的的数数据据视视图图,是是与与某某一一应应用用有有关关的的数数据据的的逻逻辑辑表表示示,是是用用户户和和数数据据库库系系统统的的接接口口,是是用用户户用用到到的的那那部部分分数数据据的的描描述述。一一个个系系统统一一般般有有多多个个外外模模式式,通
10、通常常又又称称“用户模式用户模式”或或“子模式子模式”外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。每个用户只外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据,数据库中的其余能看见和访问所对应的外模式中的数据,数据库中的其余数据是不可见的。用户使用数据操纵语言数据是不可见的。用户使用数据操纵语言DDLDDL语句对数据库语句对数据库进行操作。进行操作。131.2.2 数据库系统的三级模式结构3内模式(存储模式)内模式(存储模式)一一个个数数据据库库只只有有一一个个内内模模式式,它它是是数数据据物物理理结结构构和和存存储储方方式式的的描描述述,是是数数据据在在数数据据
11、库库内内部部的的表表示示方方法法。它它定定义义所所有有的的内内部部记记录录类类型型、索索引引和和文文件件的的组组织织方方式式、以以及及数数据据控控制制方面的细节。方面的细节。注注意意,内内模模式式和和物物理理层层仍仍然然不不同同。内内部部记记录录并并不不涉涉及及到到物物理理记记录录,也也不不涉涉及及到到设设备备的的约约束束。比比内内模模式式更更接接近近物物理理存存储储和和访访问问的的那那些些软软件件机机制制是是操操作作系系统统的的一一部部分分,即即文文件件系系统。统。描述内模式的数据定义语言称为内模式描述内模式的数据定义语言称为内模式DDL。141.2.3 数据库的二级映象功能与数据独立性数据
12、库的二级映象功能与数据独立性 数数据据库库的的三三级级模模式式结结构构是是数数据据的的三三个个抽抽象象级级别别。它它把把数数据据的的具具体体组组织织留留给给DBMSDBMS去去做做,用用户户只只要要抽抽象象的的处处理理数数据据,而而不不必必关关心心数数据据在在计计算算机机中中的的表表示示和和存存储储。三三级级结结构构之之间间一一般般差差别别很很大大,为为了了实实现现这这三三个个抽抽象象级级别别在在内内部部联联系系和和转转换换,DBMSDBMS在在三三级级结结构构之之间间提提供供了了两两个个层层次次的的映映象象:外外模模式式/概概念念模模式式映映象象,概概念模式念模式/内模式映象。内模式映象。这
13、这两两层层映映象象保保证证了了数数据据库库系系统统中中的的数数据据能能够够具具有有较较高的逻辑独立性和物理独立性。高的逻辑独立性和物理独立性。151.2.3 数据库的二级映象功能与数据独立性数据库的二级映象功能与数据独立性1模式模式/概念模式映象概念模式映象用用于于定定义义外外模模式式和和概概念念模模式式之之间间的的对对应应性性,即即外外部部记记录和内部记录间的关系。录和内部记录间的关系。当当模模式式发发生生改改变变时时,由由数数据据库库管管理理员员对对各各个个外外模模式式/模模式式的的映映象象作作相相应应改改变变,可可以以使使外外模模式式保保持持不不变变,应应用用程程序序是是依依据据数数据据
14、的的外外模模式式编编写写的的,从从而而应应用用程程序序不不必必修修改改,保保证证了了数数据据与与程程序序的的逻逻辑辑独独立立性性,简简称称数数据据的的逻辑独立性。逻辑独立性。161.2.3 数据库的二级映象功能与数据独立性数据库的二级映象功能与数据独立性2模式模式/内模式映象内模式映象用用于于定定义义概概念念模模式式和和内内模模式式间间的的对对应应性性,实实现现两两级级的数据结构、数据组成等的映象对应关系。的数据结构、数据组成等的映象对应关系。模式模式/内模式映象定义了数据库全局逻辑结构与存内模式映象定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系,当数据库的存储结构改变储结构之间的对应关系,
15、当数据库的存储结构改变了,由数据库管理员对模式了,由数据库管理员对模式/内模式映象作相应改内模式映象作相应改变,可以使模式保持不变,从而应用程序也不必改变,可以使模式保持不变,从而应用程序也不必改变,保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的变,保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性。物理独立性。171.2.4 数据库系统用户结构 1单用户数据库系统 单用户数据库系统是一种早单用户数据库系统是一种早期的最简单的数据库系统。期的最简单的数据库系统。在这种系统中,整个数据库在这种系统中,整个数据库系统(包括应用程序、系统(包括应用程序、DBMS、数据)都装在一台、数据)都装在一台计算机上
16、,由一个用户独占,计算机上,由一个用户独占,不同机器之间不能共享数据。不同机器之间不能共享数据。如图如图1-2所示。所示。图图1-2 181.2.4 数据库系统用户结构2主从式结构数据库系统主从式结构数据库系统主从式结构是指一个主机带多个主从式结构是指一个主机带多个终端的多用户结构。在这种结构终端的多用户结构。在这种结构中,数据库系统(包括应用程序、中,数据库系统(包括应用程序、DBMS、数据)都集中存放在主、数据)都集中存放在主机上,所有处理任务都由主机来机上,所有处理任务都由主机来完成,各个用户通过主机的终端完成,各个用户通过主机的终端并发地存取数据库,共享数据资并发地存取数据库,共享数据
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