《数据库技术与设计》课件第1章 数据库系统概述.pptx

1、数据库理论与技术数据库理论与技术数据库理论与技术数据库理论与技术课程性质课程性质:考试课考试课平时成绩平时成绩:30%(:30%(作业作业+实验实验)期中成绩期中成绩:20%20%(考试考试)期末成绩期末成绩:50%(50%(考试考试)主要参考书主要参考书1 1、Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan.Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan.Database System Concepts,Fifth Edition,Database System Concepts,Fifth Edit

2、ion,CopyrightCopyright 2006 by The McGraw-Hill Companies,Inc.2006 by The McGraw-Hill Companies,Inc.2 2、（美）、（美）Hector Garcia-MolinaHector Garcia-Molina，Jeffrey D.UllmanJeffrey D.Ullman，Jennifer Widom.Database Systems:The Complete Jennifer Widom.Database Systems:The Complete Book.Pearson Education,Inc

3、.,Publishing as Prentice-Book.Pearson Education,Inc.,Publishing as Prentice-hall,Inc.,Copyright 2002hall,Inc.,Copyright 20023 3、萨师煊、萨师煊,王珊编著王珊编著.数据库系统概论数据库系统概论.北京：高等教育出北京：高等教育出版社版社,2000,2000年年2 2月（第三版）月（第三版）4 4、史加权等编著、史加权等编著.数据库系统教程数据库系统教程.北京：清华大学出版北京：清华大学出版社社,2001,2001年年8 8月（第一版）月（第一版）5 5、丁宝康主编、丁宝康

4、主编.数据库原理数据库原理.北京：经济科学出版社北京：经济科学出版社,2000,2000年年3 3月（第一版）月（第一版）主要参考书主要参考书6 6、申时凯，李海雁主编、申时凯，李海雁主编.数据库应用技术（第二版）数据库应用技术（第二版）（SQL Server 2005SQL Server 2005）.北京：中国铁道出版社北京：中国铁道出版社,2008,2008年年11 11月月7 7、http:/ 1章章 数据库系统概述数据库系统概述 Chapter 1 Overview of Database SystemChapter 1 Overview of Database System本章重点本

5、章重点 本章主要介绍数据库系统的应用和研本章主要介绍数据库系统的应用和研究、文件系统和数据库系统、数据库系统究、文件系统和数据库系统、数据库系统的组成和模式结构、数据描述和数据模型、的组成和模式结构、数据描述和数据模型、典型案例分析，这些内容是学习后面几章典型案例分析，这些内容是学习后面几章的基础。本章重点要求掌握数据库系统的的基础。本章重点要求掌握数据库系统的特点、数据库系统的三级模式结构、数据特点、数据库系统的三级模式结构、数据模型的概念等内容。模型的概念等内容。1.1 1.1 数据库系统的应用和研究数据库系统的应用和研究1.1.1 1.1.1 数据库系统的应用数据库系统的应用 数据库系统

6、是在计算机系统中引入数据数据库系统是在计算机系统中引入数据库技术以后所形成的系统，其应用的范围库技术以后所形成的系统，其应用的范围非常广泛，以下是一些具有代表性的应用：非常广泛，以下是一些具有代表性的应用：1 1银行业银行业 2航空业 3大学 4信用卡交易 5电信业 6金融业 7销售业 8联机的零售商 9制造业 10人力资源 在传统数据库系统的应用中，有很大一部分在传统数据库系统的应用中，有很大一部分用于商务领域，如证券行业、银行、销售部门、用于商务领域，如证券行业、银行、销售部门、医院、公司或企业单位，以及国家政府部门、医院、公司或企业单位，以及国家政府部门、国防军工领域、科技发展领域等。国

7、防军工领域、科技发展领域等。随着信息技术的发展，数据库也相应产生随着信息技术的发展，数据库也相应产生了了一些新的应用领域一些新的应用领域,主要表现在下面主要表现在下面6 6个方面个方面:1 1、多媒体数据库、多媒体数据库 2 2、移动数据库、移动数据库 3 3、空间数据库、空间数据库 4 4、信息检索系统、信息检索系统 5 5、分布式信息检索、分布式信息检索 6 6、专家决策系统、专家决策系统 1.1.2 数据库系统的研究数据库系统的研究 数据库技术的研究包括三个方面：数据库技术的研究包括三个方面：1 1数据库管理系统的研究数据库管理系统的研究 2 2数据库理论的研究数据库理论的研究 3数据库

8、设计方法及工具的研究 1 1、数据与信息的概念、数据与信息的概念 (1(1）数据）数据 （2 2）信息）信息2 2、数据处理的定义和目的、数据处理的定义和目的 （1 1）定义）定义 （2 2）目的）目的3 3、数据库技术所研究的问题、数据库技术所研究的问题 如何科学地组织和储存数据，如何高效地如何科学地组织和储存数据，如何高效地获取和处理数据。获取和处理数据。1.2 1.2 文件系统与数据库系统文件系统与数据库系统1.2.1 1.2.1 数据、信息和数据处理数据、信息和数据处理1.2.2 1.2.2 文件技术的特点与局限性文件技术的特点与局限性 1.1.文件技术的特点文件技术的特点 （1 1）

9、由于外存储器的出现，用户可随时通过）由于外存储器的出现，用户可随时通过程序对文件进行查询、修改和增删等处理。程序对文件进行查询、修改和增删等处理。（2 2）文件系统能对驻留在外存储器上的数据）文件系统能对驻留在外存储器上的数据文件实施统一管理，从而减少了程序设计的工作量。文件实施统一管理，从而减少了程序设计的工作量。（3 3）文件组织形式多样化（顺序文件、索引文）文件组织形式多样化（顺序文件、索引文件和链表文件等件和链表文件等），对文件的访问形式既可以是），对文件的访问形式既可以是顺序存取，也可以是直接存取顺序存取，也可以是直接存取。（4 4）数据的存取基本上以记录为单位。）数据的存取基本上以

10、记录为单位。例例1 1某学校的学生处、教务处和图书馆均要使某学校的学生处、教务处和图书馆均要使用计算机对学生的有关信息进行管理，但其各用计算机对学生的有关信息进行管理，但其各自处理的内容不同，如用文件系统实现，可按自处理的内容不同，如用文件系统实现，可按如下方式进行组织。如下方式进行组织。学生处要处理的信息包括：学生处要处理的信息包括：学号，姓名，系学号，姓名，系名，年级，专业，名，年级，专业，年龄，性别，籍贯，政治面年龄，性别，籍贯，政治面目，家庭住址，个人履历，社会关系，目，家庭住址，个人履历，社会关系，。教务处要处理的信息包括：教务处要处理的信息包括：学号，姓名，系学号，姓名，系名，年级

11、，专业，名，年级，专业，课名，成绩，学分，课名，成绩，学分，。图书馆要处理的信息包括：图书馆要处理的信息包括：学号，姓名，系学号，姓名，系名，年级，专业，名，年级，专业，图书编号，图书名称，借阅日图书编号，图书名称，借阅日期，归还日期，期，归还日期，滞纳金滞纳金，。2.2.文件技术的局限性文件技术的局限性 (1)(1)数据冗余不仅浪费存储空间，更严重是数据冗余不仅浪费存储空间，更严重是的带来潜在的不一致性。的带来潜在的不一致性。(2)(2)在传统文件技术阶段，应用程序与数据在传统文件技术阶段，应用程序与数据结构过分地互相依赖，并且系统很难扩充。结构过分地互相依赖，并且系统很难扩充。图图1.1

12、1.1 应用程序与文件之间一对一关系应用程序与文件之间一对一关系 (3)(3)文件系统缺乏对数据操作进行安全性文件系统缺乏对数据操作进行安全性,保保密性和正确性等方面的控制，这使得应用程序的密性和正确性等方面的控制，这使得应用程序的编制相当繁琐。编制相当繁琐。1.2.3 1.2.3 数据库系统的发展及其特点数据库系统的发展及其特点 6060年代末出现了年代末出现了第一代数据库第一代数据库-网状数据库网状数据库系统系统(DBTG)(DBTG)和层次数据库系统和层次数据库系统(IMS)(IMS)。7070年代出现了年代出现了第二代数据库第二代数据库-关系数据库系关系数据库系统（统（DB2DB2、O

13、racleOracle、SQL ServerSQL Server等），目前已成为等），目前已成为主流产品。主流产品。8080年代出现了年代出现了第三代数据库第三代数据库-以面向对象为以面向对象为主要特征的数据库系统又在向关系数据库系统提出主要特征的数据库系统又在向关系数据库系统提出了挑战。了挑战。数据库技术与网络通信技术、人工智能技数据库技术与网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术、并行计算技术等互术、面向对象程序设计技术、并行计算技术等互相渗透、互相结合，成为当前数据库技术发展的相渗透、互相结合，成为当前数据库技术发展的主要特征。主要特征。数据库系统的特点数据库系统的特点 1 1数

14、据结构化数据结构化 图图1.2 1.2 数据结构化范例数据结构化范例思考题:如何处理非等长字段？不同数据表之间如何联接？数据库表如何扩充和删减？2 2、数据共享性、数据共享性 上述做法可以大大减少了数据冗余度，实现了数据的共享，又可避免数据之间的不相容性和不一致性。3 3具有较高的数据和程序的独立性具有较高的数据和程序的独立性 图图1.3 1.3 数据库中数据与应用程序的关系数据库中数据与应用程序的关系 4 4、对数据实行集中统一的控制对数据实行集中统一的控制 （1 1）数据的安全性）数据的安全性 （2 2）数据的完整性）数据的完整性 （3 3）并发控制）并发控制 （4 4）数据库恢复）数据库

15、恢复 1.3 1.3 数据库系统的组成和模式结构数据库系统的组成和模式结构 1.3.1 1.3.1 数据库系统的组成数据库系统的组成 一个数据库系统是在计算机系统中引入了数一个数据库系统是在计算机系统中引入了数据库技术后所构成的系统，它至少由以下四部分据库技术后所构成的系统，它至少由以下四部分组成：组成：1.1.计算机基本系统计算机基本系统：包括硬件系统和软件系：包括硬件系统和软件系统，而软件系统主要包括操作系统、语言软件以统，而软件系统主要包括操作系统、语言软件以及各种实用程序等。及各种实用程序等。2 2数据库管理系统数据库管理系统：DBMSDBMS是基于某种数据是基于某种数据模型的对数据进

16、行管理的系统软件。模型的对数据进行管理的系统软件。3 3数据库数据库：它是一个特定组织的各项应用：它是一个特定组织的各项应用相关的全部数据的集合。相关的全部数据的集合。4.4.工作人员工作人员：这是一组熟悉计算机数据：这是一组熟悉计算机数据处理业务、负责设计和维护数据库的技术人员。处理业务、负责设计和维护数据库的技术人员。图图 l.14 l.14 数据库系统的硬软件层次数据库系统的硬软件层次 数据库管理系统的基本功能：数据库管理系统的基本功能：DBMSDBMS是指数据库系统中对数据进行管理的是指数据库系统中对数据进行管理的软件系统，它是数据库系统的核心组成部分。一软件系统，它是数据库系统的核心

17、组成部分。一个比较完善的个比较完善的DBMSDBMS至少应该具有以下功能：至少应该具有以下功能：（1 1）数据库定义功能）数据库定义功能 （2 2）数据库操纵功能）数据库操纵功能 （3 3）数据控制功能）数据控制功能 1)1)数据安全性控制数据安全性控制 2)2)数据完整性控制数据完整性控制 3)3)在多用户、多任务环境下的并发控制在多用户、多任务环境下的并发控制（4 4）数据库的建立和维护功能）数据库的建立和维护功能 数据库管理系统的组成：数据库管理系统的组成：DBMSDBMS是一个庞大的系统软件，此系统软件是一个庞大的系统软件，此系统软件从内容上可以分为三大部分：从内容上可以分为三大部分：

18、（1 1）数据定义语言）数据定义语言(DDL)(DDL)；（2 2）数据操纵语言数据操纵语言(DML)(DML)（3 3）数据库管理例行程序数据库管理例行程序 1)1)存取控制例行程序；存取控制例行程序；2)2)安全性控制例行程序；安全性控制例行程序；3)3)完整性控制例行程序；完整性控制例行程序；4)4)事务管理例行程序；事务管理例行程序；5)5)恢复例行程序；恢复例行程序；6)6)监控例行程序。监控例行程序。1.3.2 1.3.2 数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构 数据库系统的模式结构是数据库系统的一数据库系统的模式结构是数据库系统的一个总的框架。个总的框架。尽管实际的数据库系统软

19、件产品多种多样，尽管实际的数据库系统软件产品多种多样，它们支持不同的数据模型，使用不同的数据库它们支持不同的数据模型，使用不同的数据库语言，建立在不同的操作系统之上，数据的存语言，建立在不同的操作系统之上，数据的存储结构也各不相同，但是绝大多数数据库系统储结构也各不相同，但是绝大多数数据库系统在总的体系结构上都具有三级模式的结构特在总的体系结构上都具有三级模式的结构特征。征。数据库系统的三级模式结构是对数据的三个数据库系统的三级模式结构是对数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给抽象级别，它把数据的具体组织留给DBMSDBMS管管理，使用户能逻辑地抽象地处理数据，而不必关理，使用户能逻辑地抽

20、象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储。心数据在计算机中的表示和存储。这三级模式结构由外模式、模式、内模式组这三级模式结构由外模式、模式、内模式组成，具体如图成，具体如图 l.13l.13所示。所示。1 1模式模式：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性的描述，是所有用户的公共数据视图。特性的描述，是所有用户的公共数据视图。2 2外模式外模式：是数据库用户看到的数据视图，：是数据库用户看到的数据视图，它是与某一应用有关的数据的逻辑表示。它是与某一应用有关的数据的逻辑表示。3.3.内模式内模式：是全体数据库数据的内部表示或：是全体数据库数据的内部表示或者低

21、层描述，用来定义数据的存储方式和物理结者低层描述，用来定义数据的存储方式和物理结构。构。图图 l.13 l.13 数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构 举例：1.3.3 1.3.3 数据与程序的独立性数据与程序的独立性1 1数据与程序的物理独立性数据与程序的物理独立性 当内模式改变时，通过模式内模式映像的当内模式改变时，通过模式内模式映像的调整，可以使得模式不变。而外模式是模式的子调整，可以使得模式不变。而外模式是模式的子集，既然模式没有改变，那子模式也不会改变。集，既然模式没有改变，那子模式也不会改变。由于应用程序是根据外模式编程的，既然外模式由于应用程序是根据外模式编程的，既然

22、外模式没有改变，那么应用程序也不需要改变。这就是没有改变，那么应用程序也不需要改变。这就是数据与程序的物理独立性。数据与程序的物理独立性。2 2数据与程序的逻辑独立性数据与程序的逻辑独立性 当模式改变时，通过外模式模式映像的调当模式改变时，通过外模式模式映像的调整，可以使得外模式基本不变。由于应用程序是整，可以使得外模式基本不变。由于应用程序是根据外模式编程的，既然外模式基本不变，那么根据外模式编程的，既然外模式基本不变，那么应用程序也可以基本不变应用程序也可以基本不变。这就是数据与程序的这就是数据与程序的逻辑独立性。逻辑独立性。1.4 1.4 数据描述和数据模型数据描述和数据模型1.4.1

23、1.4.1 数据描述的领域数据描述的领域1 1现实世界现实世界(Real World)(Real World)存在于人们头脑之外的客观世界，称为现实存在于人们头脑之外的客观世界，称为现实世界。世界。2.2.信息世界（信息世界（Information WorldInformation World）信息世界是现实世界在人们头脑中的反映，信息世界是现实世界在人们头脑中的反映，人们把它用文字和符号记载下来。人们把它用文字和符号记载下来。3 3机器世界（机器世界（Machine WorldMachine World）信息世界的信息在机器世界中以数据形式存信息世界的信息在机器世界中以数据形式存储。储。机器

24、世界和信息世界术语的对应关系机器世界和信息世界术语的对应关系信息世界信息世界实体实体属性属性实体集实体集键码键码机器世界机器世界记录记录字段字段文件文件关键码关键码1.4.2 1.4.2 数据联系的描述数据联系的描述 两个不同实体集的实体间联系有以下三种情况。两个不同实体集的实体间联系有以下三种情况。(1)(1)一对一联系一对一联系 (2)(2)一对多联系一对多联系 (3)(3)多对多联系多对多联系 上述实体间三种联系如图上述实体间三种联系如图1.41.4所示。所示。图图1.4 1.4 二个实体集实体间的三种联系二个实体集实体间的三种联系 1.4.3 1.4.3 数据模型的概念数据模型的概念

25、表示实体类型及实体间联系的模型称为表示实体类型及实体间联系的模型称为“数数据模型据模型”(data model)(data model)。1 1数据模型的种类数据模型的种类 数据模型可分为两个层次。数据模型可分为两个层次。第一层数据模型第一层数据模型是独立于计算机系统的模型，称为是独立于计算机系统的模型，称为“概念数据模概念数据模型型”；第二层数据模型是依赖于计算机系统的模第二层数据模型是依赖于计算机系统的模型，称为型，称为“结构数据模型结构数据模型”。图图1.5 1.5 现实世界中客观对象的抽象过程现实世界中客观对象的抽象过程2 2结构数据模型的三个组成部分结构数据模型的三个组成部分 结构数

26、据模型的三个组成部分也称为结构数结构数据模型的三个组成部分也称为结构数据模型的三要素。据模型的三要素。（l l）数据结构）数据结构 数据结构是指对实体类型和实体间联系的表数据结构是指对实体类型和实体间联系的表达和实现，数据结构是对系统静态特性的描述。达和实现，数据结构是对系统静态特性的描述。（2 2）数据操作）数据操作 数据操作是指对数据库的检索和更新数据操作是指对数据库的检索和更新(包括包括插入、删除、修改插入、删除、修改)两类操作的实现，数据操作两类操作的实现，数据操作是对系统动态特性的描述。是对系统动态特性的描述。（3 3）数据完整性约束）数据完整性约束 数据完整性约束给出了数据及其联系

27、应具有数据完整性约束给出了数据及其联系应具有的制约和依赖规则，用以限定符合数据模型的数的制约和依赖规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效和相容。有效和相容。1.4.4 1.4.4 数据模型及实例数据模型及实例 1 1、概念数据模型及实例（、概念数据模型及实例（重点重点）概念数据模型通常是用实体概念数据模型通常是用实体-联系模型联系模型(简称简称E-RE-R图图)来描述，设计来描述，设计ERER图的方法称为图的方法称为ERER方法，在方法，在ERER图中有四个基本成分：图中有四个基本成分：（1 1）矩形框：）矩形框：

28、表示实体类型表示实体类型(考虑问题的对象考虑问题的对象)。（2 2）菱形框：）菱形框：表示联系类型表示联系类型(实体间的联系实体间的联系)。（3 3）椭圆形框：椭圆形框：表示实体类型和联系类型的属表示实体类型和联系类型的属性。相应的命名均记入各种框中。对于键码的属性。相应的命名均记入各种框中。对于键码的属性，在属性名下划一横线。性，在属性名下划一横线。（4 4）直线：直线：联系类型与其涉及的实体类型之间联系类型与其涉及的实体类型之间以直线连接，并在直线端部标上联系的种类以直线连接，并在直线端部标上联系的种类(1(1：1 1，1 1：NN，MM：N)N)。例例2 2 用用ERER图举例说明二个实

29、体集实体间的三种图举例说明二个实体集实体间的三种联系，见图联系，见图1.81.8。图图1.8 1.8 二个实体集实体间三种联系的二个实体集实体间三种联系的E-RE-R图图 例例3 3 已知教务管理涉及的实体有：已知教务管理涉及的实体有：系系（系号、（系号、系名、系主任、电话），系名、系主任、电话），教师教师（教师号、姓（教师号、姓名、性别、年龄、职称、专业），名、性别、年龄、职称、专业），学生学生（学生（学生号、姓名、性别、年龄、专业、入学时间），号、姓名、性别、年龄、专业、入学时间），课程课程（课程号、课程名、学时数、教室、教（课程号、课程名、学时数、教室、教材）。材）。这些实体之间的联系如

30、下：这些实体之间的联系如下：一个系有多一个系有多个教师，一个教师只能属于一个系；一个系有个教师，一个教师只能属于一个系；一个系有许多学生，但一个学生只能在一个系注册；在许多学生，但一个学生只能在一个系注册；在某个时间某个地点一位教师可指导多个学生，某个时间某个地点一位教师可指导多个学生，但某个学生在某一时间和地点只能被一位教师但某个学生在某一时间和地点只能被一位教师所指导；一位教师可讲授多门课程，一门课程所指导；一位教师可讲授多门课程，一门课程可由多位教师讲授，每位教师讲授某门课程都可由多位教师讲授，每位教师讲授某门课程都有一个评价；一个学生可选修多门课程，一门有一个评价；一个学生可选修多门课

31、程，一门课程允许多个学生选修，每个学生选修某门课课程允许多个学生选修，每个学生选修某门课程都有一个分数程都有一个分数(成绩成绩)。下图下图l.9l.9给出了某学校教务管理的给出了某学校教务管理的 E-RE-R图。图。图图l.9 l.9 学校教务管理的学校教务管理的 E-RE-R图图 例例4 4 用用ERER图举例说明三个实体集实体间的联系图举例说明三个实体集实体间的联系和一个实体集实体内部的联系，见图和一个实体集实体内部的联系，见图1.101.10。图图1.10 1.10 三个实体集实体间联系和一个实体集实体内部联系的三个实体集实体间联系和一个实体集实体内部联系的E-RE-R图图 E-RE-R

32、图是抽象描述现实世界的有力工具，它与图是抽象描述现实世界的有力工具，它与计算机所支持的数据模型相独立，它更接近于现计算机所支持的数据模型相独立，它更接近于现实世界。实世界。2 2、结构数据模型及实例（、结构数据模型及实例（省略省略）层次数据模型层次数据模型（1 1）层次数据模型定义：）层次数据模型定义：满足下面两个条件的基满足下面两个条件的基本层次联系的集合称为层次模型。本层次联系的集合称为层次模型。1 1）有且只有一个结点无双亲结点，此结点称为）有且只有一个结点无双亲结点，此结点称为根结点；根结点；2 2）根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。）根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。图图l.

33、11 l.11 采用层次模型的教务数据库采用层次模型的教务数据库（2 2）层次数据模型实例）层次数据模型实例 下图下图1.121.12显示了图显示了图1.111.11教务数据库的一个实例。教务数据库的一个实例。图图1.121.12教务数据库的一个实例教务数据库的一个实例 网状数据模型网状数据模型（1 1）网状数据模型的定义：）网状数据模型的定义：满足以下两个条件满足以下两个条件的基本层次联系的集合称为网状模型。的基本层次联系的集合称为网状模型。1 1）允许一个以上的结点没有双亲；）允许一个以上的结点没有双亲；2 2）一个结点可以有多于一个的双亲。）一个结点可以有多于一个的双亲。图图1.13 1

34、.13 采用网状模型的学生选课数据库采用网状模型的学生选课数据库 （2 2）网状数据模型的实例）网状数据模型的实例 图图1.141.14显示了图显示了图1.131.13学生选课数据库的一个实学生选课数据库的一个实例。例。图图1.141.14学生选课数据库的一个实例学生选课数据库的一个实例 3 3关系数据模型及关系数据模型及实例实例（重点重点）层次模型和网状模型的优点是查询和存取效层次模型和网状模型的优点是查询和存取效率较高，但层次模型和网状模型的主要缺点是编率较高，但层次模型和网状模型的主要缺点是编写应用程序很复杂，用户不易掌握，数据和程序写应用程序很复杂，用户不易掌握，数据和程序的独立性差，

35、这就大大增加了程序维护的工作的独立性差，这就大大增加了程序维护的工作量。量。鉴于上述原因，导致人们对新的数据模型的鉴于上述原因，导致人们对新的数据模型的探讨。探讨。7070年代中期以后，关系模型脱颖而出，成年代中期以后，关系模型脱颖而出，成为占主导地位的数据模型。为占主导地位的数据模型。关于关系数据模型及实例的内容，为了避免关于关系数据模型及实例的内容，为了避免重复，这部分内容将在第重复，这部分内容将在第2 2章中介绍。章中介绍。1.5 1.5 典型案例分析典型案例分析1.5.1 1.5.1 典型案例典型案例1-1-高校组织结构概念数据模高校组织结构概念数据模 型的设计（方法一）型的设计（方法

36、一）1、案例描述 某高校中有若干院（系），每个院（系）有若干教研室和班级，每个教研室有若干教师，其中有的教授和副教授每人各带若干研究生，每个班级有许多学生，每个学生选修若干门课程,每门课程可由许多学生来选修；同时此高校中也有若干职能处（室），每个职能处（室）有若干个科，每个科有若干职员。请用 E-R图画出该学校的概念数据模型。2、案例分析 学校中有若干院（系）和若干职能处（室），每个院（系）有若干教研室和班级，每个职能处（室）有若干个科，这说明学校与院（系）、学校与职能处（室）、院（系）与教研室和班级之间均是1对多关系；每个教研室有若干教师，每个班级有许多学生，每个科有若干职员，这说明教研室与

37、教师、班级与学生、科与职员之间也都是1对多关系；每个学生选修若干门课程,每门课可由许多学生来选修，这说明学生与课程之间是多对多关系；教师中有的教授和副教授每人各带若干研究生，这说明教师中的教授和副教授与学生中的研究生之间应该是1对多的关系。3 3、案例实现、案例实现 图图l.15l.15某高校概念数据模型的某高校概念数据模型的E-RE-R图图1.5.2典型典型案例案例2-学生在不同部门数据的结构化学生在不同部门数据的结构化1 1、案例描述、案例描述 某高校的学生处、教务处和图书馆均要使某高校的学生处、教务处和图书馆均要使用计用计算算机机对学生对学生的有关信息进行管理，但其各自处理的有关信息进行

38、管理，但其各自处理的的内容内容不同。不同。学生学生处要处理的信息包括：处要处理的信息包括：学号，学号，姓名姓名，系名，年级，系名，年级，专业专业，年龄，性别，籍贯，政治年龄，性别，籍贯，政治面面目目，家庭住址，个人履历，家庭住址，个人履历，社会关系，社会关系，。教务教务处处要处理的信息包括：要处理的信息包括：学号，学号，姓名，姓名，系名，年级系名，年级，专业专业，课名，成绩，学分，课名，成绩，学分，。图书馆要图书馆要处理处理的的信息信息包括：包括：学号，姓名，系名，年级，专业学号，姓名，系名，年级，专业，图，图书编号，图书名称，借阅日期，归还日期，书编号，图书名称，借阅日期，归还日期，滞纳金滞

39、纳金，。要求用数据库系统的方式来实现数据的要求用数据库系统的方式来实现数据的结结构构化。化。2 2、案例分析、案例分析 三个部门中均有学生学号、姓名、系名、三个部门中均有学生学号、姓名、系名、年级年级和专业信息和专业信息，应该集中起来作为主记录（即：，应该集中起来作为主记录（即：学生学生实体实体集集）。）。学生学生处信息除了主记录公共信息外，处信息除了主记录公共信息外，还还有有学生的年龄，学生的年龄，性别，性别，籍贯，政治面目，家庭籍贯，政治面目，家庭住址住址，个人履历，社会关系等个人履历，社会关系等非公共非公共信息，其中前信息，其中前5 5个个是是等长字段，后等长字段，后2 2个是非等长字段

40、个是非等长字段，分离，分离后通过后通过学学号号进行连接，形成进行连接，形成人事实体集人事实体集、个人履历个人履历实体实体集集、社会关系社会关系实体集实体集。教务处信息除了主记录公共信息。教务处信息除了主记录公共信息外，还有课名，成绩，学分等非公共信息，具体外，还有课名，成绩，学分等非公共信息，具体可可以形成以形成课程课程实体集实体集、选课联系实体集选课联系实体集。图书馆。图书馆信息信息除了除了主记录主记录公共公共信息外，还有图书编号，图书信息外，还有图书编号，图书名称名称，借阅日期，归还借阅日期，归还日期日期，滞纳金等非公共信息，滞纳金等非公共信息，具具体体可以形成可以形成图书实体集图书实体集

41、、借阅借阅联系实体集联系实体集。3 3、案例、案例实现实现 图l.16 教务处、学生处和图书馆概念数据模型 在在学习了第学习了第5 5章第章第4 4节中节中E-RE-R图向关系模型转图向关系模型转换的规则后，可以得到如下关系模式：换的规则后，可以得到如下关系模式：学生学生（学号学号，姓名，系名，年级，专业），姓名，系名，年级，专业）人事人事（学号学号，年龄，性别，籍贯，政治面目，年龄，性别，籍贯，政治面目，家庭住址）家庭住址）个人履历个人履历（学号学号，年代，事件），年代，事件）社会关系社会关系（学号学号，姓名，与本人关系，状况），姓名，与本人关系，状况）课程课程（课号课号，课程名，学分），课

42、程名，学分）选课选课（学号，课号学号，课号，成绩），成绩）图书图书（图书编号图书编号，书名，作者），书名，作者）借阅借阅（学号，图书编号学号，图书编号，借阅日期，归还日期），借阅日期，归还日期）。1.5.3 1.5.3 典型案例典型案例3-3-数据库管理系统的选数据库管理系统的选择择 1、案例描述、案例描述 当我们进行数据库应用系统开发时，如何根当我们进行数据库应用系统开发时，如何根据现有的环境要求，从市场上众多的据现有的环境要求，从市场上众多的DBMS产品中产品中选择一个适合于我们进行开发的所谓选择一个适合于我们进行开发的所谓“好好”的的 DBMS，这是一个不可忽视的问题。假设某一数据，这是

43、一个不可忽视的问题。假设某一数据库应用系统对库应用系统对DBMS的数据库功能和用户界面要求的数据库功能和用户界面要求比较高，而对完整性、安全性的要求不高，试举例比较高，而对完整性、安全性的要求不高，试举例说明如何经过初选后并用量化的手段来选择最终的说明如何经过初选后并用量化的手段来选择最终的DBMS。2 2、案例分析、案例分析 DBMS DBMS选择的好坏，将直接影响今后整个选择的好坏，将直接影响今后整个开发开发工作工作。1 1）数据库管理系统的初选分析）数据库管理系统的初选分析n分析分析应用环境，确定信息需求应用环境，确定信息需求n收集收集各种各种DBMSDBMS资料，分析资料，分析DBMS

44、DBMS的功能和性能的功能和性能n综合综合衡量，初步筛选衡量，初步筛选2 2）数据库管理系统的量化分析）数据库管理系统的量化分析n用户界面方便用户界面方便灵活且功能灵活且功能强大强大n数据库功能数据库功能n完整性完整性控制和安全性控制和安全性控制控制 3 3、案例实现、案例实现 以上以上几点是需要我们考虑的主要因素，但是几点是需要我们考虑的主要因素，但是往往往往某个某个DBMSDBMS在某些方面性能好些，而在另一方面性能却在某些方面性能好些，而在另一方面性能却差差些些。那么，如何进行评价选择呢？通常的作法是先。那么，如何进行评价选择呢？通常的作法是先对对DBMSDBMS的主要功能、性能指标制定

45、定量评价标准。的主要功能、性能指标制定定量评价标准。针对针对本案例情况，首先可以将数据库功能、本案例情况，首先可以将数据库功能、用户用户界面界面、完整性和安全性的性能指标的权值分别赋为、完整性和安全性的性能指标的权值分别赋为5050%、40%40%和和10%10%；然后对初选出的三种；然后对初选出的三种DBMSDBMS关于这三项关于这三项性能性能指标指标打分，可以得到打分，可以得到DBMSDBMS评价的加权得分；最后根据评价的加权得分；最后根据得得分分高低就可以做出判断了。具体计算详见下表高低就可以做出判断了。具体计算详见下表1.21.2的的DBMSDBMS的加权评价表。的加权评价表。表1.2

46、 DBMS的加权评价表小结 本章首先介绍了数据库系统的应用和研究、本章首先介绍了数据库系统的应用和研究、文件系统和数据库系统的特点；其次介绍了数据文件系统和数据库系统的特点；其次介绍了数据库系统的组成和模式结构，而数据库系统的三级库系统的组成和模式结构，而数据库系统的三级模式结构和两层映像保证了数据库系统具有较高模式结构和两层映像保证了数据库系统具有较高的逻辑独立性和物理独立性；然后介绍了作为数的逻辑独立性和物理独立性；然后介绍了作为数据库系统核心和基础的数据模型（包括概念数据据库系统核心和基础的数据模型（包括概念数据模型和结构数据模型、用模型和结构数据模型、用E-RE-R图表示概念数据模图表

47、示概念数据模型的方法和几种常用的结构数据模型）；最后运型的方法和几种常用的结构数据模型）；最后运用三个典型案例分析对上述内容进行了复习。用三个典型案例分析对上述内容进行了复习。学习这一章应把注意力放在掌握基本概念和学习这一章应把注意力放在掌握基本概念和基本知识上面，为进一步学习下面章节打好基础基本知识上面，为进一步学习下面章节打好基础。第第1 1章作业章作业 第第8 8、9 9、1010题题 Overview of DatabaseOverview of Database System System 多思考、多提问、多练习！多思考、多提问、多练习！Overview of Database SystemOverview of Database System