公信息系统(OIS)、地理信息系统(GIS)…..and … Internet !!!
2019 引言
1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统
数据(Data): 描述事物的符号记录。数据与其语义是不可分的。
数据库(DataBase，DB) 长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
空间的、时间的、多媒体的、 主动的、科学的、知识库
基于Web的数据库系统 （90年代－现在） －基于XML的数据库系统 － Web挖掘
数据仓库和数据挖掘 （ 80年代后期－现在） －数据仓库和OLAP技术 －数据挖掘和知识发现
新一代综合信息系统 （ 2000－…）
2019-9-5
谢谢欣赏
23
新一代数据库系统及其相互关系
谢谢欣赏
13
数据库系统阶段(60年代－ ）
特点：
(1)数据结构化 数据结构化是数据库与文件系统的根本区别。
文件系统中，尽管其记录内部已有了某些结构，但记录之 间没有联系。数据的最小存取单位是记录。
数据库系统实现整体数据的结构化，描述数据时不仅要描 述数据本身，还要描述数据之间的联系。数据不再针对其 一应用，是面向全组织，具有整体的结构化。数据的最小 存取单位是数据项。
(3)码(Key) 唯一标识实体的属性集称为码。
2019-9-5
谢谢欣赏
31
(4)域(Domain) 属性的取值范围称为该属性的域。
例如，学号的域为8位整数，姓名的域为字符串集合，年龄的域为 小于38的整数，性别的域为(男，女)。
(5)实体型(EntityType) 用实体名及其属性集合来抽象和刻画同类实体，称 为实体型。
2019-9-5
谢谢欣赏
24
1.2 数据模型(Data Model)
• 数据库技术的发展是沿着数据模型的主线展开的。 •数据模型是现实世界数据特征的抽象。
数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界 中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟。 • 数据模型应满足三方面要求：一是能比较真实地模拟现实世 界；二是容易为人所理解；三是便于在计算机上实现。
2019-9-5
谢谢欣赏
20
1.1.3 数据库技术的研究领域
1.数据库管理系统软件的研制 2.数据库设计 3.数据库理论
2019-9-5
谢谢欣赏
21
数
数据收集和数据库创建
据
（20世纪60年代和更早） －原始文件处理
库
技
数据库管理系统
术
（70年代）
的
－层次和网状数据库系统 －关系数据库系统
演
－数据建模工具：E-R模型等
2.4 关系代数
5.1 数据库设计的步骤
2.5 关系数据库管理系统
5.2 需求分析
5.3 概念结构设计
第三章 关系数据库标准语言SQL
3.1 SQL的数据定义
5.4 逻辑结构设计
3.2 SQL的查询语句
5.5 数据库物理设计
2019-9-5
谢谢欣赏
2
第 1 章 绪论
1.1 引言 1.2 数据模型 1.3 数据库系统结构
3.数据的约束条件
是一组完整性规则的集合。
完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约
和依存规则，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、有效、相容。
2019-9-5
谢谢欣赏
29
1.2.2 概念模型
概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次 概念模型用于信息世界的建模
文件仍然是面向应用的;数据的冗余度大;数据的修改和维护困难
(4)数据独立性差
不容易扩充；数据与程序之间仍缺乏独立性；是一个无弹性的无结构 的数据集合。
2019-9-5
谢谢欣赏
12
应用程序1
文件1
… …
应用程序2 应用程序n
存取方法
文件2 文件n
图1-4 文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系
2019-9-5
数据管理技术经历了人工管理、文件系统、数据库系 统三个阶段。
2019-9-5
谢谢欣赏
9
人工管理阶段(20世纪50年代中期以前）
特点：
(1)数据不保存 (2)应用程序管理数据
数据需要由应用程序自己管理，没有相应的软件系统负责数据的管 理工作。应用程序中不仅要规定数据的逻辑结构，而且要设计物理结构， 包括存储结构、存取方法、输入方式等。因此程序员负相很重。
数据库系统原理
教材：
• 王珊、陈红，《数据库系统原理教程》，清华大学出版社， 1998
参考书籍：
• 萨师煊 、王珊，《数据库系统概论（第三版） 》 ，高等 教育出版社，2000 • C.J. Date（孟小峰等译），《数据库系统导论》 ，机械 工业出版社，2000
2019-9-5
谢谢欣赏
1
课程讲授的内容
2019-9-5
谢谢欣赏
7
用户 用户 用户
应用系统 应用开发工具
DBMS OS
DBA
DB 图1 数据库系统(DBS)
2019-9-5
图2 数据库在计算机系统中的地位
谢谢欣赏
8
1.1.2 数据管理技术的产生和发展
数据库技术是应数据管理任务的需要而产生的。
数据的处理是指对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列 活动的总和。数据管理则是指对数据进行分类、组织、编码、存储、 检索和维护，它是数据处理的中心问题。
数据结构是对系统静态特性的描述。数据结构是刻画一个数据 模型性质最重要的方面。
2019-9-5
谢谢欣赏
28
2. 数据操作
是指对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许 执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则。
• 数据库主要有检索和更新(包括插入、删除、修改)两大类 操作。
• 数据操作是对系统动态特性的描述
信息世界 概念模型
转换
机器世界 DBMS支持的数据模型
图1-10 对象的抽象过程
2019-9-5
谢谢欣赏
27
1.2.1 数据模型的三个要素
1. 数据结构
是所研究的对象类型的集合。
• 与数据类型、内容、性质有关的对象（例如网状模型中的数据项、记
录，关系模型中的域、属性、关系等）。 • 与数据之间联系有关的对象（例如网状模型中的系型）。
谢谢欣赏
11
文件系统阶段(50年代后期－60年代中期）
特点：
(1)数据可长期保存 (2)由文件系统管理数据
相互独立的数据文件; “按文件名访问，按记录进行存取”的管理技 术;记录内的结构性而整体无结构；存取方法转换使应用程序与数据之 间有了一定的独立性；数据在存储上的改变不一定反映在程序上。
(3)数据共享性差,冗余度大
4.数据库的建立和维护功能：数据库初始数据的输入、转换功能，
重组织、性能监视、分析功能等
2019-9-5
谢谢欣赏
6
数据库系统(DataBase System，DBS)
指在计算机系统中引入数据库后的系统，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 员和用户构成。
数据库管理员(DataBase Administrator,DBA)
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，并可为各种用户 共享。
2019-9-5
谢谢欣赏
5
数据库管理系统(DataBase Management System，DBMS)
位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。主要功能 包括以下几个方面：
1.数据定义功能：数据定义语言(Data Definition Language,DDL) 2.数据操纵功能: 数据操纵语言(Data Manipulation Language,DML) 3.数据库的运行管理:
统一管理、统—控制，以保证数据的安全性、完整性、多用户对数据 的并发使用及发生故障后的系统恢复。
(3)数据不共享
数据是面向应用的，一组数据只能对应一个程序。
(4)数据不具有独立性
数据的逻辑结构或物理结构发生变化后，必须对应用程序做相应的 修改。
2019-9-5
谢谢欣赏
10
应用程序1 应用程序2
数据集1 数据集2
… …
应用程序n
数据集n
图1-3 人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系
2019-9-5
两个实体型之间的联系可以分为三类：
• 一对一联系(1:1) ，如“班级－班长”
• 一对多联系(1:n)，如“班级－学生”
• 多对多联系(m:n)，如“课程－学生”
2019-9-5
谢谢欣赏
33
实体型A 1
数据独立性是由DBMS的二级映象功能来保证的。
2019-9-5
谢谢欣赏
17
(4)数据由DBMS统一管理和控制 数据库的共享是并发的(Concurrency) 。 DBMS还必须提供的数据控制功能：
(1)数据的安全性（Security) (2)数据的完整性(Integrity)
正确性、有效性和相容性
应该具有较强的语义表达能力 应该简单、清晰、易于用户理解。
2019-9-5
谢谢欣赏
30
1. 信息世界中的基本概念 (1)实体(Entity) 客观存在并可相互区别的事物称为实体。 (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。例如：
(94002268，张山，男，1976，计算机系，1994)
2019-9-5
谢谢欣赏