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* * 数据库系统概论An Introduction to Database System * * * 数据库技术应用十分广泛 教学管理系统图书馆管理系统工厂、商场、酒店、医院、社区管理系统各类网站、Web应用等等.

* * 第一讲 绪论 1.1 数据库系统概述1.2 数据模型1.3 数据库系统结构1.4 数据库系统的组成1.5 小结 * * 1.1 数据库系统概述 1.1.1 基本概念 1.1.2 数据管理技术的产生与发展 * * 1.1.1 基本概念 数据(Data)数据库(Database)数据库管理系统(DBMS)数据库系统(DBS) * *

一、数据 数据的定义描述事物的符号数据的形式数字、文字、图形、图象、声音等数据的特点数据与其语义是不可分的,语义是数据的含义.数据的数字化数字化是指把数据转化为0和1表示的二进制码.数据是数据库中存储的基本对象 * *

二、数据库 数据库(Database,简称DB)是存放数据的仓库,该仓库位于计算机存储设备上,数据按一定结构存放. * *

三、数据库管理系统 数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS)是数据库的管理软件. * * DBMS的主要功能 数据定义功能定义数据库、数据库中的数据对象数据操纵功能 操纵数据实现对数据库的基本操作数据库的运行管理 保证数据库的安全性、完整性、并发控制、故障恢复 * *

四、数据库系统 什么是数据库系统数据库系统(Database System,简称DBS)是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成.数据库系统的构成由数据库、数据库管理系统、应用开发工具、应用系统、数据库管理员和用户构成. * * 应用系统 开发工具 数据库管理系统 操作系统 数据库 用户 用户 用户 数据库管理员 * * 1.1 数据库系统概述 1.1.1 四个基本概念 1.1.2 数据管理技术的产生与发展 * * 1.1.2 数据管理技术的产生和发展 数据管理技术的发展过程人工管理阶段(40年代中--50年代中)文件系统阶段(50年代末--60年代中)数据库阶段(60年代末--现在) * *

一、人工管理 时期40年代中--50年代中产生的背景应用需求科学计算硬件水平无直接存取存储设备软件水平没有操作系统处理方式批处理 * * 人工管理(续) 特点数据不保存数据不共享数据不具有独立性 * * 应用程序与数据的对应关系(人工管理) 应用程序1 数据集1 应用程序2 数据集2 应用程序n 数据集n ...… ...… * *

二、文件系统 时期50年代末--60年代中产生的背景应用需求科学计算、管理硬件水平磁盘、磁鼓软件水平有文件系统处理方式联机实时处理、批处理 * * 文件系统(续) 特点数据可以长期保存有文件系统管理数据 数据的共享性差数据独立性差 * * 应用程序与数据的对应关系(文件系统) 应用程序1 文件1 应用程序2 文件2 应用程序n 文件n 存取方法 ...… ...… * *

三、数据库系统 时期60年代末以来产生的背景应用背景大规模管理硬件背景大容量磁盘软件背景有数据库管理系统处理方式联机实时处理,分布处理,批处理 * * 应用程序与数据的对应关系(数据库系统) DBMS 应用程序1 应用程序2 数据库 … * * 数据库系统(续) 特点数据结构化数据的共享性高数据的独立性高数据DBMS统一管理和控制 * * 数据结构化 整体数据的结构化是数据库的主要特征之一.数据库中实现的是数据的真正结构化数据的结构用数据模型描述,无需程序定义和解释.数据可以变长.数据的最小存取单位是数据项. * * 数据的高共享性的好处 降低数据的冗余度,节省存储空间避免数据间的不一致性使系统易于扩充 * * 数据独立性 物理独立性指应用程序与数据存储方式是相互独立的.当数据的物理存储改变了,应用程序不用改变.逻辑独立性指应用程序与数据的逻辑结构是相互独立的.数据的逻辑结构改变了,用户程序也可以不变. * * DBMS对数据的控制功能 数据的安全性(Security)保护使每个用户只能按指定方式使用和处理指定数据,保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏.数据的完整性(Integrity)控制将数据控制在有效的范围内,或保证数据之间满足一定的关系. * * DBMS对数据的控制功能 并发(Concurrency)控制对多用户的并发操作加以控制和协调,防止相互干扰而得到错误的结果.数据库恢复(Recovery)将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态. * * 第一讲 绪论 1.1 数据库系统概述1.2 数据模型1.3 数据库系统结构1.4 数据库系统的组成(不要求)1.5 小结 * * 1.2 数据模型 1.2.1 概念模型 1.2.2 逻辑模型 1.2.3 物理模型 * * 现实世界 概念模型 DBMS支持的数据模型 认识抽象 信息世界 机器世界 * * 1.2.1 概念模型 1. 基本概念2. 两个实体(集)之间的联系3. 两个以上实体(集)之间的联系4. 单个实体(集)内的联系5. 概念模型的一种表示方法:实体-联系方法6. 一个实例 * * 1. 概念模型的基本概念 (1) 实体(Entity) 客观存在并可相互区别的事物称为实体.可以是具体的人、事、物或抽象的概念.(2) 属性(Attribute) 实体所具有的某一特性称为属性.一个实体可以由若干个属性来刻画. * * 1. 概念模型的基本概念 (3) 码(key)码也叫关键字,它能够唯一标识一个实体,码可以是单个属性也可以是属性组,如果是属性组不能含有多余的属性.实体集中可以有多个码,但通常选定一个做主码.码也叫候选码. * * 信息世界中的基本概念(续) (4) 域(Domain) 属性的取值范围称为该属性的域. (5) 实体集(Entity Set) 同型实体的集合称为实体集 * * 信息世界中的基本概念(续) (6) 联系(Relationship) 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系实体集间联系 两个实体之间 一对一联系(1:1) 两个以上实体之间 一对多联系(1:n) 一个实体内部 多对多联系(m:n) * * 2.两个实体间的联系 一对一联系 如果对于实体集A中的每一个实体,实体集B中至多有一个实体与之联系,反之亦然,则称实体集A与实体集B具有一对一联系.记为1:1. * * 班级与班长之间的联系: 一个班级只有一个班长 一个班长只在一个班中任职还有:班级与班主任之间的联系 系与系主任之间的联系等 实例 * * 2.两个实体间的联系 (续) 一对多联系 如果对于实体集A中的每一个实体,实体集B中有n个实体(n≥0)与之联系,反之,对于实体集B中的每一个实体,实体集A中至多只有一个实体与之联系,则称实体集A与实体集B有一对多联系. 记为1:n * * 实例 班级与学生之间的联系: 一个班级中有若干名学生, 每个学生只在一个班级中学习还有:班级与辅导员之间的联系 系与教师之间的联系 系与班级之间的联系 系与专业之间的联系等 * * 2.两个实体间的联系 (续) 多对多联系(m:n)如果对于实体集A中的每一个实体,实体集B中有n个实体(n≥0)与之联系,反之,对于实体集B中的每一个实体,实体集A中也有m个实体(m≥0)与之联系,则称实体集A与实体B具有多对多联系.记为m:n * * 实例 课程与学生之间的联系:一门课程同时有若干个学生选修一个学生可以同时选修多门课程还有:课程与教师之间的联系 图书与学生之间的联系 宾馆客房与客人之间的联系等 * * 3.两个以上实体间的联系 多个实体集间的一对多联系若实体集E1,E2,...,En存在联系,对于实体集Ej(j=1,2,...,i-1,i+1,...,n)中的给定实体,最多只和Ei中的一个实体相联系,反之,对于实体集Ei中的每一个实体,实体集Ej中有m个实体(m≥0)与之联系,则我们说Ei与E1,E2,...,Ei-1,Ei+1,...,En之间的联系是一对多的. * * 3.两个以上实体间的联系(续) 实例 课程、教师与参考书三个实体如果一门课程可以有若干个教师讲授,使用若干本参考书,每一个教师只讲授一门课程,每一本参考书只供一门课程使用课程与教师、参考书之间的联系是一对多的多个实体型间的一对一联系多个实体型间的多对多联系 * * 多个实体型间的多对多联系 供应商、项目、零件三个实体 如果一个供应商可以供应多个项目和多种零件, 每个项目、每种零件可以由多个供应商提供. 供应商、项目、零件之间的联系是多对多的 * * 4.同一实体集内实体间的联系 一对多联系实例 职工实体集内部具有领导与被领导的联系某一职工(干部) 领导 若干名职工一个职工仅被另外一个职工直接领导这是一对多的联系一对一联系多对多联系 * * 5.概念模型的一种表示方法:实体-联系方法 概念模型的表示方法很多实体-联系方法(E-R方法)用E-R图来描述现实世界的概念模型E-R方法也称为E-R模型 * * E-R图 实体集用矩形表示,矩形框内写明实体名. 学生 教师 * * E-R图(续) 属性用椭圆形表示,并用无向边将其与相应的实体连接起来 学生 学号 年龄 性别 姓名 * * E-R图(续) 联系联系本身:用菱形表示,菱形框内写明联系名,并用无向边分别与有关实体连接起来,同时在无向边旁标上联系的类型(1:

1、1:n或m:n) 联系的属性:联系本身也是一种实体,也可以有属性.如果一个联系具有属性,则这些属性也要用无向边与该联系连接起来 * * 联系的表示方法 实体1 联系名 实体2

1 1 1:1联系 实体1 联系名 实体2 m n m:n联系 实体1 联系名 实体2

1 n 1:n联系 * * 联系的表示方法(续) 实体1 联系名 m n 同一实体型内部的m:n联系 实体1 联系名 实体2

1 m 多个实体型间的1:n联系 实体3 n * * 联系的表示方法示例 班级 班级-班长 班长

1 1 1:1联系 课程 选修 学生 m n m:n联系 班级 组成 学生

1 n 1:n联系 * * 联系的表示方法示例(续) 职工 领导

1 n 同一实体型内部的1:n联系 课程 讲授 教师

1 m 多个实体型间的1:n联系 参考书 n * * 联系属性的表示方法 课程 选修 学生 m n 成绩 * * 6.实例 E-R图E-R图实例: P17-P19 某工厂物资管理E-R图**某工厂物资管理的概念模型 设计的实体有:仓库:属性有仓库号、面积、电话零件:零件编号、名称、单价、描述供应商:供应商号、名称、地址、电话、账号项目:项目号、预算、开工日期职工:职工号、姓名、年龄、职称 * * 实体集之间的联系 一个仓库可以存放多种零件,一种零件可以存放多个仓库.用库存量表示某种零件在某个仓库的数量一个仓库有多名职工,一个职工只能在一个仓库工作职工之间有领导-被领导的关系一个供应商供应多个项目多种零件,每个项目、每种零件可由多个供应商供应 * * 供应商 仓库 职工 零件 项目 供应 领导 存放 库存量 供应量 所属

1 1 N N P M N M 某工厂物资管理的概念模型 N * * 课堂练习 学校有若干个系,每个系有若干个班级和教研室,每个教研室有若干个老师,每个班级有若干个学生,每个学生选修若干课程,每门课程可由若干个学生选修,每门课程可由若干教师讲解,每个教师最多教一门课.请用E-R图画出该学校的概念模型. * * 系 班级 教研室 老师 学生 课程 所属 所属 所属 所属 选修 讲解 N N N N N N

1 1

1 1 M

1 * * 课堂练习 某工厂生产若干个产品,每个产品由不同的零件组成,有的零件可用在不同的产品上,这些零件由不同的原材料组成,不同的零件所用的原材料可以相同.这些零件按所属的不同产品分别放在仓库中,原材料按类别放在若干个仓库中,产品也按类别放在若干个仓库.中请用E-R图画出该工厂产品、零件、原材料和仓库的概念模型. * * 产品 零件 原材料 仓库 组成 制作 存放 存放 N M

1 N M M N N 存放 N

1 * * 课后作业-概念模型设计 某企业产品生产情况的数据需求,其中: 描述车间的信息有:车间号、车间名、电话、生产产品及数量.描述产品的信息有:产品号、产品名、规格、型号.有关语义如下:同一种产品可以由不同的车间生产;

每一车间可以生产多种产品.根据上述语义画出E-R图,要求在图中注明联系的类型 网站购物车E-R图**商品 购物车 用户 m n 数量 商店销售统计E-R图**商品 销售 商店 m n 数量 日期 住院部E-R图**病房 治疗 医生 ? ? 病人 入住 ? ? ................