数据库计算机考试(绝密版)教师课件.ppt
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1、第二章第二章 数据库基础知识数据库基础知识2.1 2.1 数据库基本概念数据库基本概念2.2 2.2 关系数据库使用的语言关系数据库使用的语言2.3 2.3 数据库设计概念数据库设计概念2.1 2.1 数据库基本概念数据库基本概念2.1.1 2.1.1 数据库技术的发展数据库技术的发展 在应用计算机进行数据处理的技术发展过程中,历经在应用计算机进行数据处理的技术发展过程中,历经了程序数据处理技术、文件数据处理技术和数据库数据处了程序数据处理技术、文件数据处理技术和数据库数据处理技术三个阶段。发展至今,绝大多数的数据处理应用系理技术三个阶段。发展至今,绝大多数的数据处理应用系统都是采用数据库数据
2、处理技术实现的。统都是采用数据库数据处理技术实现的。 采用数据库数据处理技术实现的数据处理应用系统,采用数据库数据处理技术实现的数据处理应用系统,我们称其为数据库应用系统,而相关的应用技术,我们称我们称其为数据库应用系统,而相关的应用技术,我们称其为数据库技术。其为数据库技术。 采用数据库技术开发数据处理应用系统,应该充分应采用数据库技术开发数据处理应用系统,应该充分应用数据库技术特点,合理地规划数据库,有效地组织数据,用数据库技术特点,合理地规划数据库,有效地组织数据,编写功能完备、结构清晰、方便应用的数据处理程序。编写功能完备、结构清晰、方便应用的数据处理程序。1 1、第一代数据库:层次模
3、型、网状模型、第一代数据库:层次模型、网状模型2 2、第二代数据库:关系模型、第二代数据库:关系模型3 3、第三代数据库:面向对象数据模型、第三代数据库:面向对象数据模型4 4、数据库技术的新发展、数据库技术的新发展2.1.2 2.1.2 数据库的基本概念数据库的基本概念 数据数据:是数据库系统研究和处理的对象,本质上:是数据库系统研究和处理的对象,本质上讲是描述事物的符号记录。讲是描述事物的符号记录。 数据库数据库:是数据的集合,具有一定的组织形式并:是数据的集合,具有一定的组织形式并被储存于计算机存储器上,具有多种表现形式并被储存于计算机存储器上,具有多种表现形式并可被各种用户所共享。可被
4、各种用户所共享。 数据库管理系统数据库管理系统:是位于用户与操作系统之间的:是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件,属于系统软件。一层数据管理软件,属于系统软件。具有数据定义、数据库的建立与维护、数据操纵及具有数据定义、数据库的建立与维护、数据操纵及查询优化、数据库的运行管理功能查询优化、数据库的运行管理功能 数据库系统数据库系统:通常是指带有数据库的计算机应用:通常是指带有数据库的计算机应用系统。一般由数据库、数据库管理系统(及其开系统。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组成发工具)、应用系统、数据库管理员和用户组成。 2.1.3 2.1.3 数据
5、模型数据模型数据(数据(datadata)是描述事物的符号记录。模型)是描述事物的符号记录。模型(Model)Model)是现实世界的抽象。数据模型是现实世界的抽象。数据模型(Data ModelData Model)是数据特征的抽象,是数据)是数据特征的抽象,是数据库管理的教学形式框架。数据库系统中用以库管理的教学形式框架。数据库系统中用以提供信息表示和操作手段的形式构架。提供信息表示和操作手段的形式构架。 数据模型所描述的内容包括三个部分:数据数据模型所描述的内容包括三个部分:数据结构、数据操作、数据约束。结构、数据操作、数据约束。 1 1)数据结构)数据结构: :数据模型中的数据结构主要
6、描述数据模型中的数据结构主要描述数据的类型、内容、性质以及数据间的联系等。数据的类型、内容、性质以及数据间的联系等。数据结构是数据模型的基础,数据操作和约束数据结构是数据模型的基础,数据操作和约束都建立在数据结构上。不同的数据结构具有不都建立在数据结构上。不同的数据结构具有不同的操作和约束。同的操作和约束。 2 2)数据操作)数据操作: :数据模型中数据操作主要描述在数据模型中数据操作主要描述在相应的数据结构上的操作类型和操作方式。相应的数据结构上的操作类型和操作方式。 3 3)数据约束:数据模型中的数据约束主要描述)数据约束:数据模型中的数据约束主要描述数据结构内数据间的语法、词义联系、他们
7、之数据结构内数据间的语法、词义联系、他们之间的制约和依存关系,以及数据动态变化的规间的制约和依存关系,以及数据动态变化的规则,以保证数据的正确、有效和相容。则,以保证数据的正确、有效和相容。 数据模型按不同的应用层次分成三种类型:分别数据模型按不同的应用层次分成三种类型:分别是是概念数据模型概念数据模型、逻辑数据模型逻辑数据模型、物理数据模型物理数据模型。 1 1、概念数据模型概念数据模型(Conceptual Data ModelConceptual Data Model):):简称概念模型,是面向数据库用户的实现世界的简称概念模型,是面向数据库用户的实现世界的模型,主要用来描述世界的概念化
8、结构,它使数模型,主要用来描述世界的概念化结构,它使数据库的设计人员在设计的初始阶段,摆脱计算机据库的设计人员在设计的初始阶段,摆脱计算机系统及系统及DBMSDBMS的具体技术问题,集中精力分析数据的具体技术问题,集中精力分析数据以及数据之间的联系等,与具体的数据管理系统以及数据之间的联系等,与具体的数据管理系统(Database Management SystemDatabase Management System,简称,简称DBMSDBMS)无)无关。概念数据模型必须换成逻辑数据模型,才能关。概念数据模型必须换成逻辑数据模型,才能在在DBMSDBMS中实现。中实现。 2 2、逻辑数据模型逻
9、辑数据模型(Logical Data ModelLogical Data Model): :简称简称数据模型,这是用户从数据库所看到的模型,是数据模型,这是用户从数据库所看到的模型,是具体的具体的DBMSDBMS所支持的数据模型,如网状数据模型所支持的数据模型,如网状数据模型(Network Data Model)(Network Data Model)、层次数据模型、层次数据模型(Hierarchical Data Model)(Hierarchical Data Model)等等。此模型既要等等。此模型既要面向用户,又要面向系统,主要用于数据库管理面向用户,又要面向系统,主要用于数据库管理
10、系统(系统(DBMSDBMS)的实现。)的实现。 3 3、物理数据模型物理数据模型(Physical Data ModelPhysical Data Model): :简简称物理模型,是面向计算机物理表示的模型,描称物理模型,是面向计算机物理表示的模型,描述了数据在储存介质上的组织结构,它不但与具述了数据在储存介质上的组织结构,它不但与具体的体的DBMSDBMS有关,而且还与操作系统和硬件有关。有关,而且还与操作系统和硬件有关。每一种逻辑数据模型在实现时都有起对应的物理每一种逻辑数据模型在实现时都有起对应的物理数据模型。数据模型。DBMSDBMS为了保证其独立性与可移植性,为了保证其独立性与可
11、移植性,大部分物理数据模型的实现工作又系统自动完成,大部分物理数据模型的实现工作又系统自动完成,而设计者只设计索引、聚集等特殊结构。而设计者只设计索引、聚集等特殊结构。 数据库领域采用的数据模型有数据库领域采用的数据模型有层次模型层次模型、网网状模型状模型、关系模型关系模型和和面向对象模型面向对象模型。 1、层次模型层次模型 :是用是用树形结构树形结构来表示数据间的从来表示数据间的从属关系结构。属关系结构。树的结点表示实体集(记录的型),树的结点表示实体集(记录的型),结点之间的连线表示相连两实体集之间的关系,结点之间的连线表示相连两实体集之间的关系,这种关系只能是这种关系只能是“1一一M”的
12、。通常把表示的。通常把表示1的实体的实体集放在上方,称为集放在上方,称为父结点父结点,表示,表示M的实体集放在的实体集放在下方,称为下方,称为子结点子结点。层次模型的结构特点是:。层次模型的结构特点是:(1) 有且仅有一个根结点。有且仅有一个根结点。(2) 根结点以外的其它结点有且仅有一个父结根结点以外的其它结点有且仅有一个父结点。点。因而层次模型只能表示因而层次模型只能表示“1一一M”关系,而不关系,而不能直接表示能直接表示“MM”关系。关系。 2 2、网状模型、网状模型用网络结构表示实体类型及其实体之间联系的模型。用网络结构表示实体类型及其实体之间联系的模型。顾名思义,一个事物和另外的几个
13、都有联系顾名思义,一个事物和另外的几个都有联系这这样构成一张网状图。样构成一张网状图。 网状模型的数据结构主要有以下两个特征网状模型的数据结构主要有以下两个特征: : (1)(1)允许一个以上的节点无双亲允许一个以上的节点无双亲。 (2)(2)一个节点可以有多于一个的双亲一个节点可以有多于一个的双亲。 1 2 R3 L1 L2 R1 R1 R2R2 L3L3 L1 L2 L1 L2 R3R3 L4L4 R4 R4 R5R5 学生宿舍学生宿舍学生学生教研室教研室系系教师教师3 3、关系模型、关系模型 关系模型就是用关系模型就是用二维表格二维表格结构来表示实体及实体之间联结构来表示实体及实体之间联
14、系的模型。系的模型。 关系模型是各个关系的框架的集合,即关系模型是一些关系模型是各个关系的框架的集合,即关系模型是一些表格的格式表格的格式,其中包括关系名、属性名、关键字等。,其中包括关系名、属性名、关键字等。 例如,教学数据库中教师与课程的关系模型如图所示。例如,教学数据库中教师与课程的关系模型如图所示。TNO教师号TN姓名SEX性别AGE年龄PROF职称SAL工资COMM岗位津贴DEPT系别CNO课程号CN课程名CT课时TNO教师号CNO课程号教师教师课程数据库的关系模型课程数据库的关系模型教师关系教师关系课程关系课程关系C C授课关系授课关系SCSC关系模型的基本术语关系模型的基本术语
15、关系关系:二维表结构:二维表结构 属性属性:二维表中的列称为属性,:二维表中的列称为属性,AccessAccess中被称为中被称为字段字段(Field)(Field)。 域域:属性的取值范围称为域。:属性的取值范围称为域。 元组元组:二维表中的行:二维表中的行( (记录的值记录的值) )称为元组,称为元组,AccessAccess中被称为记录(中被称为记录(RecordRecord)。)。 主码主码:表中的某个属性或属性组,能够唯一确定:表中的某个属性或属性组,能够唯一确定一个元组。一个元组。Access中主码被称为主键。中主码被称为主键。 关系模式关系模式:是对关系的描述。一般表示为:是对关
16、系的描述。一般表示为: 关系名(属性关系名(属性1,属性,属性2,属性,属性n) 4 4、面向对象数据模型、面向对象数据模型所谓面向对象(所谓面向对象(Object-OrientedObject-Oriented),可以这样定义:),可以这样定义:面向对象面向对象= =对象对象+ +类类+ +属性的继承属性的继承+ +对象之间的通信对象之间的通信。如果一个数据库应用系统是使用这样的概念设计如果一个数据库应用系统是使用这样的概念设计和实现的,则称这个应用系统是面向对象的。一和实现的,则称这个应用系统是面向对象的。一个面向对象的应用系统中的每一个组成部分都是个面向对象的应用系统中的每一个组成部分都
17、是对象,所需实现的操作则通过建立对象与对象之对象,所需实现的操作则通过建立对象与对象之间的通信来完成的。间的通信来完成的。 对象的定义对象的定义 客观世界中的任何一个事物都可以看成是一个对象,客观世界中的任何一个事物都可以看成是一个对象,或者说,客观世界是由很多对象组成的。正是所有或者说,客观世界是由很多对象组成的。正是所有这些对象及其相互之间联系的存在,才构成了一个这些对象及其相互之间联系的存在,才构成了一个五彩缤纷的世界。因此,可以这样定义对象,一个五彩缤纷的世界。因此,可以这样定义对象,一个对象就是它本身的一组属性和它可执行的一组操作。对象就是它本身的一组属性和它可执行的一组操作。 数据
18、库应用系统的对象一般可以分为两类:实体对数据库应用系统的对象一般可以分为两类:实体对象和过程对象。象和过程对象。(1 1)实体对象)实体对象在数据库应用系统中,实体对象的主要形式在数据库应用系统中,实体对象的主要形式为数据库中的数据表对象。数据表对象记录的是为数据库中的数据表对象。数据表对象记录的是数据库中的数据实体,它们是一些客观存在。数据库中的数据实体,它们是一些客观存在。 (2 2)过程对象)过程对象在在AccessAccess数据库应用系统中,过程对象的主要数据库应用系统中,过程对象的主要形式为数据库中的窗体对象、查询对象和报表形式为数据库中的窗体对象、查询对象和报表对象。对象。Acc
19、essAccess数据库中的过程对象用于实施针数据库中的过程对象用于实施针对数据库中实体对象的操作,并通过这些操作对数据库中实体对象的操作,并通过这些操作来改变某些实体对象的属性值,或驱动其他的来改变某些实体对象的属性值,或驱动其他的过程对象。过程对象。2 2、类的概念、类的概念类是一组具有相同数据结构和相同类型操作的对类是一组具有相同数据结构和相同类型操作的对象的集合。类是对象的抽象,而对象是类的具体象的集合。类是对象的抽象,而对象是类的具体实例。实例。3 3、事件与方法的概念、事件与方法的概念 为了完成一个数据库应用系统的开发工作,在根据需要创为了完成一个数据库应用系统的开发工作,在根据需
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