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数据库技术与应用 - SQL Server
关于教材: 《数据库技术与应用—— SQLServer 》 刘卫国  严晖主编  清华大学出版社 参考书: 《数据库系统概论》(第三版)  萨师煊  王珊  编著  高等教育出版社 《数据库技术基础及应用》 刘国燊  电子工业出版社
计算机系统 数据库
第 1 章  数据库系统概论
本章内容 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.1  数据管理技术的发展 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.1  数据管理技术的发展 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
人事管理应用程序 教师信息数据组 学生管理应用程序 学生信息数据组 教务管理应用程序 课程信息数据组 学生部门 教务部门 人事部门 图 1-1  应用程序和数据的依赖关系
1.1  数据管理技术的发展 ,[object Object],[object Object],数据文件 外存 储器 数据输入程序
特点 : 多个程序共享数据;易于长期保存数据;数据共享差、冗余(重复)度较大;程序对数据依赖性较强; 查询程序 01090103 查询程序 外存 储器 王强 长沙市五一路 10 号 1300240731-4874519
学生部门 教务部门 人事部门 文件系统 教师数据文件 学生数据文件 课程数据文件 人事管理应用程序 学生管理应用程序 教务管理应用程序 图 1-2  应用程序和数据文件的关系
1.1  数据管理技术的发展 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
此阶段将 数据集中存储 在一台计算机上,进行统一组织和管理。 数据库 外 存 储 器
特点 : 数据结构化 并与程序分离; 数据集中式 管理, 高度共享 ;数据冗余度小,具有数据一致性和完整性控制规则。 外 存 储 器
图 1-3  应用程序和数据库的关系 学生部门 教务部门 人事部门 学校 数据库 数据库管理系统 DBMS 人事管理应用程序 学生管理应用程序 教务管理应用程序
1.2  数据库和数据库系统 ,[object Object],数据库 是存储在计算机系统中,有组织、结构化的关联数据集合;以文件方式存储。 硬件 存放数据库的介质 常见数据库文件扩展名:  MDF-SQL Server ; MDB-Access ; DBC-VFP ( Visual FoxPro )
数据 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.2  数据库和数据库系统 ,[object Object],[object Object],[object Object],应用程序 数据库 管理员 开发工具 数据库 管理 系统 操作系统 数据库
数据库系统的简单结构 应用程序 1 应用程序 2 …… 应用程序 n 数据库管理系统 ( DBMS ) 数据库管理员( DBA ) 数据库 基础
1.2  数据库和数据库系统 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],相关 人员 数 据 库 用 应 系 统 D B M S OS 硬件
数据库系统结构 ,[object Object],[object Object],[object Object],数据库系统机构
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.2  数据库和数据库系统 外模式 模式 (概念模式或逻辑模式) 内模式
三级模式结构的一个具体实例 外模式 模式 内模式   日期型 出版日期 20 字符型 作者姓名 30 字符型 书名 20 字符型 出版社名称 图书信息 30 字符型 书名 20 字符型 作者姓名 作者著书信息 1 字符型 类型 30 字符型 书名 20 字符型 出版社名称 出版社出书类型                 索引文件 索引文件 索引文件     数据文件 数据文件 数据文件     出版社   作品   作者                                 日期型 出版日期 11 字符型 电话       货币 价格 6 字符型 邮编     10 字符型 城市 1 字符型 类型 50 字符型 通信地址     20 字符型 出版社名称 30 字符型 书名 20 字符型 作者姓名     5 字符型 出版社编号 6 字符型 书号 5 字符型 作者编号     出版社   作品   作者  
[object Object],应用、 DBMS 、数据在同一主机上,多个用户通过终端或网络访问 一个主机带多个终端的多用户结构 主从式结构 应用、 DBMS 、数据在同一个机器上,只能由一个用户访问 最简单的数据库系统采用的方式 单用户结构
[object Object],应用、开发工具位于客户机上,数据和 DBMS 位于服务器上,客户机与服务器通过专门的接口进行通讯 将 DBMS 的功能与应用分开专门执行 DBMS 功能的计算机称为数据库服务器,其他安装 DBMS 外围应用开发工具、支持用户应用的称为客户机 C/S 结构 应用、 DBMS 、数据分布在网络上的多个主机上,多个用户网络访问 数据库中的数据在逻辑上是一个整体,物理上分布在计算机网络的不同节点上 分布式结构
1.2  数据库和数据库系统 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.3  数据模型 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
数据模型的组成要素 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.3  数据模型 ,[object Object],现实世界 信息世界 机器世界 图 1-5  数据处理的三个阶段 抽象 转换 现实 信息 电脑
1.3  数据模型 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],例如:
1.3  数据模型 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.3  数据模型 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.3  数据模型 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.3  数据模型 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.3  数据模型 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],学生 学号 学生与课程间的联系
1.3  数据模型 厂长 工厂 任职 1 1 (a) 公司 职员 就职 1 n (b) 读者 图书 借阅 m n (c) 图 1-6  实体间的联系
yi  (a)  1 : 1 (b)  1 : n (c)  m : n
1.3  数据模型 m n 借阅 姓名 借书证号 职称 出版社 书号 定价 书名 作者 借书日期 读者 图书 所在学院 图 1-7  图书借阅系统中的 E-R 模型
图 1-8 医生开的处方与药品之间的 E-R 图
E-R 图设计步骤  ,[object Object],[object Object]
图 1-9  学生管理系统中的 E-R 模型 n n 小组长  1 m 选修  成绩 课程 班级 讲授 教师 参考书 l 学生 组成  n 1 m
1.3  数据模型 ,[object Object],[object Object],常见的数据模型: 层次数据模型、网状数据模型、关系数据模型 。 数据模型 数据世界 记录 , 数据项 信息世界 实体 , 属性
树叶 树  枝 根 通过 树 形结构表示实体及联系。如描述学校管理机构。每个 结点 表示一个 实体(型) , 箭头表示实体(型)间的联系(由父到子)。 ( 1 ) 层次数据模型
非根 根 层次数据模型主要特点: 有且仅有一个 根结点 ;每个 非根结点 有且仅有一个父 ( 直接上层 ) 结点。它最适合表示实体的一对多联系。
图 1-10  医院层次数据模型
根 多个父结点 通过 网状结构 表示实体及联系。“网”中每个结点表示一个实体 ( 型 ) ,结点之间箭头表示实体 ( 型 ) 间的联系。 网状数据模型主要特点: 网状数据模型 可能有 多个根结点 ,某些非根结点可能 有多个父结点 ,适合表示实体的多对多联系。 ( 2 ) 网状数据模型
图 1-11  医生处方与药品网状数据模型
层次与网状模型优缺点 : 优点 : 能直观、形象地描述实体及其联系,易于被人们所理解和掌握 。 缺点 : 数据结构较复杂,存储数据需要更多的链接指针;在检索数据时,需要考虑数据的存储路径;在插入或删除数据时,涉及到调整链接指针。
( 3 )关系数据模型 关系模型与层次模型和网状模型相比有着本质的差别,它是用 二维表格 来表示实体及其相互之间的联系。   表 1-1  教师关系 480 助教 07/15/79 未婚 女 黄丹秋 23105 970 副教授 01/27/63 已婚 男 顾高粲 23104 450 助教 12/23/81 未婚 男 黎达仁 23103 560 讲师 11/27/73 已婚 男 罗稼宛 23102 1380 教授 09/24/56 已婚 女 张伶俐 23101 简历 基本工资 职称 出生日期 婚否 性别 姓名 编号
一个关系就是没有重复行和重复列的二维表,二维表的每一行在关系中称为元组,每一列在关系中称为属性。学生关系的每一行代表一个学生的记录,每一列代表学生记录的一个字段。 属性个数( n )称为关系的元。 属性信息 值的集合 9 元关系
1.4  数据库新技术 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
图 1-10  一个分布式数据库应用系统实例 全国票务中心
1.4  数据库新技术 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1.4  数据库新技术 ,[object Object],[object Object],图 1-11  工程数据库的应用环境 应用程序 方法库 图形系统 DBMS 数据库
1.4  数据库新技术 ,[object Object],[object Object],[object Object]
1.4  数据库新技术 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
本章小结 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

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