第8章数据管理基础课件.ppt
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- 数据管理 基础 课件
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1、常用术语 1数据 数据是数据库中存储的基本对象,即描述事物的符号记录。数据的形式还不能完全表达其内容,需要经过解释。因此,数据和关于数据的解释是不可分割的。数据的解释是关于数据含义的说明。数据的含义称为语义,如数据“87”,可解释为某同学考大学计算机基础成绩为87分。常用术语(续) 2数据库(DB,DataBase) 数据库是长期存储在计算机内的、有组织的和可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可为不同用户所共享。 常用术语(续)3数据库管理系统(DBMS) DBMS是位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件。 其功能
2、:其功能:数据定义功能; 数据操纵功能;数据库的运行管理;数据库的建立与维护。常用术语(续) 4. 数据库系统(DBS) 数据库系统是指在计算机系统中引入了数据库后的系统,一般由数据库、数据库管理系统(及开发工具)、应用系统、数据库管理员和用户构成。数据管理技术的产生与发展1人工管理阶段 20世纪50年代中期以前,计算机本身水平较低,计算机主要用于科学计算(数据量小、结构简单,如高阶方程、曲线拟和等),外存只有磁带、卡片和纸带等,没有磁盘等直接存取设备,没有操作系统,没有数据管理软件(用户用机器指令编码)。人工管理阶段的特点(1)数据不保存 因为当时计算机主要用于科学计算,对于数据保存的需求尚
3、不迫切。(2)系统没有专用的软件对数据进行管理 每个应用程序都要包括数据的存储结构、存取方法、输入方式等,程序员编写应用程序时,还要安排数据的物理存储,因此程序员负担很重。(3)数据不共享 数据是面向程序的,一组数据只能对应一个程序。多个应用程序涉及某些相同的数据时,也必须各自定义,因此程序之间有大量的冗余数据。(4)数据不具有独立性 程序依赖于数据,如果数据的类型、格式、或输入输出方式等逻辑结构或物理结构发生变化,必须对应用程序做出相应的修改。 应用程序 1 应用程序 2 应用程序 3 数据集 1 数据集 2 数据集 3 图 人工管理阶段 数据管理技术的发展(续)2文件管理阶段 从20世纪5
4、0年代后期到60年代中期,计算机的硬件、软件都有了很大发展。主要表现为计算机不但用于科学计算,还用于管理,外存有了磁盘、磁鼓等直接存取设备,有了专门管理数据的软件,一般称为文件系统,包括在操作系统中。文件管理阶段的特点 数据可以长期保存; 由文件系统管理数据 数据共享性差、冗余度大,一个数据文件对应一个或几个用户程序,且是面向应用的; 数据独立性差,数据与程序有一定的独立性,因为文件的逻辑结构与存储结构由系统进行转换,数据在存储上的改变不一定反映在程序上。 文件形式多样化 有顺序文件、倒排文件、索引文件等,因而对文件的记录可顺序访问,也可随机访问,更便于存储和查找数据。 文件 1 应用程序 1
5、 应用程序 2 文件 2 应用程序 n 文件 n 文 件 系 统 数据管理技术的发展(续) 3数据库系统阶段 20世纪60年代后期,计算机的硬件、软件有了进一步的发展。主要体现为计算机管理的数据量大、关系复杂且共享性要求强(多种应用、不同语言共享数据);外存有了大容量磁盘、光盘;软件价格上升、硬件价格下降,编制和维护软件及应用程序成本相对增加,其中维护的成本更高,力求降低。 数据库系统阶段的特点如下: 数据的结构化 数据的共享性高、冗余度低、易扩充 数据独立性高 有统一的数据控制功能 应用程序 1 应用程序 2 应用程序 3 数据库 管理系统 数 据 库 8.1.3 数据模型 模型是现实世界特
6、征的模拟和抽象。数据模型(Data Model)也是一种模型,它是现实世界数据特征的抽象。 1.数据模型的分类 数据模型主要有两大类,分别是概念数据模型(实体联系模型)和基本数据模型(结构数据模型)。 (1)概念数据模型:是按照用户的观点来对数据和信息建模,主要用于数据库设计。概念模型主要用实体联系方法(Entity-Relationship Approach)表示,所以也称E-R模型。 概念数据模型用于信息世界建模的工具,是现实世界到信息世界的第一层抽象,它也是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具。它并不依赖于某种特定的计算机系统,也不局限于某种DBMS所支持的数据模型。概念数据模型(续)
7、 1概念数据模型 (1)实体(Entity):客观存在并相互区别的事物。实体既可以是具体的人、事、物也可以是抽象的概念或联系。如“学生”、“一场球赛”、“一张桌子”等均为实体。 (2)属性(Attribute):实体所具有的某一种特性称为属性,一个实体可以由若干种属性来刻画。如“学生”实体,可以用“学号、姓名、性别、出生年月”等来描述其特性,“学号、姓名、性别、出生年月”可以看成是“学生”实体的属性。 续 (3)码(Key):唯一标识实体的属性集。如“学生”实体中的“学号”属性,可以唯一标识“学生”实体,“学号”就是“学生”实体的码。 (4)域(Domain):属性的取值范围称为该属性的域。如
8、“性别”取值范围为“男”或“女”,该取值范围就是“性别”的域。 (5)实体型(Entity Type):用实体名及其属性名的集合抽象和刻画同类实体。 (6)实体集(Entity Set):同型实体的集合。 续 (7)联系(Relationship):现实世界事物内部及事物之间的联系反映在信息世界中,即实体(型)内部的联系和实体(型)之间的联系。实体内部的联系通常指组成实体的各属性之间的联系,实体之间的联系指不同实体集之间的联系。在此,我们介绍的是实体之间的联系。两个实体型之间的联系一般可分为以下3类: 一对一联系(1:1)实体集A中每一个实体,实体集B中至多有一个实体与之联系(也可以没有),反
9、之亦然, 续 一对多联系(1:n)实体集A中的每一个实体,实体集B中有n个实体与之联系(n0);反之,对于实体集B中的每一个实体,A中至多只有一个实体与之联系. 多对多联系(m:n)实体集A中的每一个实体,实体集B中有n个实体与之联系(n0);反之,对于实体集B中的每一个实体,A中有m个实体与之联系(m0), 其中,一对一联系是一对多联系的特例,一对多联系是多对多联系的特例。 (2)基本数据模型:是按照计算机系统的观点对数据和信息建模,主要用于DBMS的实现。基本数据模型是数据库系统的核心和基础。基本数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束3部分组成。其中数据结构是对系统静态特性的描述,数
10、据操作是对系统动态特性的描述,完整性约束是一组完整性规则的集合。 常用的基本数据模型有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型。 2.关系模型关系模型是目前最重要的一种数据模型,关系数据库就是采用关系模型作为数据的组织形式。 (1)关系模型的数据结构 关系模型是以集合论中的关系概念为基础发展起来的。关系模型中无论是实体还是实体间的联系均由单一的结构类型关系来表示。在实际的关系数据库中的关系也称表。通俗的讲关系模型就是用二维表的形式表示实体和实体间联系的数据模型。 下面以如P279页,图8-1所示的基本信息表为例,介绍关系模型中的几个术语。 关系(Relation):一个关系对应一张表,如图8
11、-1所示的学生基本信息表; 元组(Tuple):表中的一行即为一个元组; 属性(Attribute):表中的一列即为一个属性,给每个属性起一个名字即属性名。如上表中的六列对应六个属性(学号、姓名、年龄、性别、系名、年级); 主码(Key):表中的某个属性组,它可以唯一确定一个元组,如学号可以唯一确定一个学生,它是本关系的主码; 域(Domain):属性的取值范围,如大学生年龄属性的域是(1438),性别的域是(男、女); 关系模式:对关系的描述,一般表示为: 关系名(属性1,属性2,属性3,属性n) 如上面的关系可描述为: 学生(学号,姓名,年龄,性别,系名,年级)(2)关系模型的操纵与完整性
12、约束关系模型的操作主要包括查询、插入、删除和修改数据。这些操作必须满足关系的完整性约束条件。关系的完整性约束条件包括实体完整性、参照完整性和用户宣言的完整性三大类。(3)关系模型的优缺点关系模型具有以下优点: 建立在严格的数学概念基础上。 概念单一(关系),结构简单、清晰,用户易懂易用。 存取路径对用户透明,从而数据独立性、安全性好,简化数据库开发工作。 关系模型的缺点:主要是由于存取路径透明,查询效率往往不如非关系数据模型。8.1.4数据库设计方法简介 1、需求分析阶段 2、概念结构设计阶段 3、逻辑结构设计阶段 4、物理结构设计阶段 5、数据库的实施和维护数据库技术的研究领域 1数据库管理
13、系统软件的研制 DBMS是数据库系统的基础。DBMS的研制包括DBMS本身以及以DBMS为核心的一组相互联系的软件系统、工具软件和中间件等。其目标是提高系统的可用性、可靠性及可伸缩性等,提高性能和提高用户的生产率。主要包括:面向对象数据库、对象-关系数据库、并行数据库及分布式数据库等。2数据库设计和应用 主要任务是在DBMS的支持下,按照应用的要求,为某一部门或组织设计一个结构合理、使用方便、效率较高的数据库及其应用系统。 3数据库理论 研究主要集中于关系的规范化理论、关系数据理论等。随着人工智能与数据库理论的结合、并行计算等的发展,数据库逻辑演绎和知识推理、数据库中的知识发现及并行算法等成为
14、新的理论发展方向。8.2 常用数据库系统简介Access 2003 8.2.1 概述 Microsoft Access 2003是一种数据库管理系统,它的强大功能主要表现在:友好的用户界面;数据表操作简单、易学易懂;通过向导创建表、查询、窗体及报表;自动绘制数据统计图和绘图功能;有效管理、分析数据的功能;增强的网络功能;宏功能和内嵌的VBA(Visual Basic for Application)等。 Access 2003是Office 2003的组件之一,Access具有以下特点: 1.Access的使用非常简单。 2.提供了大量的向导。 3.Access 2003是一个面向对象的、采用
15、事件驱动的关系型数据库管理系统。 4.可以处理多种数据信息,能与Office组件中的其他程序进行数据交换,实现数据共享,也可以处理其他数据库管理系统的数据库文件。 Access 2003的主要缺点是:安全性比较低,多用户特性比较弱,处理大量数据时效率比较低,适用于单机环境。 8.2.2 启动和退出Access 2003 1.启动Access 20032.退出Access 2003(1)单击Access 2003右上角的“关闭”按钮。(2)选择“文件”菜单中的“退出”命令。 (3)使用Alt+F4快捷键。(4)使用Alt+F+X快捷菜单命令。 8.2.3 创建数据库和表 一个Access数据库是
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