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1、数据库原理与应用,什么是数据库？,数据库：存放数据的仓库,数据库：定义为数据的集合。或者说数据库就是为了实现一定的目的而按某种规则组织起来的数据的集合。,从20世纪50年代中期开始，计算机的应用由科学研究部门逐渐扩展到企业、行政部门。至60年代，数据处理已成为计算机的主要应用。在60年代中期，数据库技术作为数据处理中的一门新技术发展起来。经过多年的发展，数据库技术已是计算机软件领域的一个重要分支，形成了较为完整的理论体系和实用技术。数据库技术、计算机网络、人工智能称为当今计算机技术的三大热门技术。,课程简介,课程简介,通过这门课程的学习，可以理解数据库系统的基本概念、原理和方法，掌握数据库应用
2、开发的入门知识，提高计算机理论水平和实践能力。,数据库的应用,数据库的应用领域非常广泛，不管是家庭、公司或大型企业，还是政府部门，都需要使用数据库来存储数据信息。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、国防军工领域、科技发展领域等。,要涉及存储大量数据，一般后台都需要数据库支撑,例如：图书管理系统：用数据库存储图书信息(包括书号、书名、作者、价格、出版社、摘要等),第一章 绪 论,第一章 绪 论,读者借书、还书信息(借书证号、书号、借书日期、还书日期等),思考：第二列能否换成“书名”？,第一章 绪 论,银行：用数据库来管理储户的信息(姓名、身份证号、电话等)电信业：
3、用数据库保存其所有的业务信息(如：客户号码、客户 姓名、消费、欠费信息等)游戏：用数据库来保存所有玩家资料、角色等级和装备信息等高校教务管理系统：用数据库存储教师、学生及成绩等信息。餐厅饭卡管理系统股票交易系统,第一章 绪 论,民航订票系统等等 数据库的使用已经渗透到社会的各个领域，就连我们的生活信息、身份资料、档案等，也都是保存在公安局的数据库里。,课本12页1.1 1.2,1.2 数据库的基本概念,数据（Data）：描述事物的符号记录。它可以是数字、文字、图形、图像、声音、动画等形式。这些数据的多种表现形式都可以经过数字化后存入计算机，用于记录现实世界事物。,第一章 绪 论基本概念,例如，
4、在学生档案管理系统中，学生的基本信息用学号、姓名、性别、出生日期、所在系、专业等数据集合表示。对于某一个学生来说，描述他的一条数据应为：(1104203，张林，男，1991，数学系，统计学),数据库（Database，简称DB）：是持久存放在计算机外存中的大容量、低冗余、可共享、可靠、安全并具有一定独立性的结构化数据集。,第一章 绪 论基本概念,例如，数据库中存放的图书的基本信息如下表所示：,数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）：运行在操作系统之上的一种系统软件，它管理一个或多个数据库，提供数据定义、数据操纵、运行及维护功能。目前市场上主流的DB
5、MS有SQL Server,Oracle及My SQL等。,第一章 绪 论基本概念,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。一般由数据库、数据库管理系统、应用系统(如：教务管理系统)、数据库管理员(DBA)和用户构成。,自学：1.5，了解DBA、用户。完成习题1.3 1.4 1.5,第一章 绪 论基本概念,第一章 绪 论 1.3 数据库的主要特征,从最早的计算机应用开始，数据管理一直是计算机系统的核心功能。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。,第一章 绪 论 1.3 数据库的主要特征,第一章 绪 论 1.3 数据库的
6、主要特征,第一章 绪 论 1.3 数据库的主要特征,第一章 绪 论 1.3 数据库的主要特征,第一章 绪 论 1.3 数据库的主要特征,第一章 绪 论 1.3 数据库的主要特征,第一章 绪 论 1.3 数据库的主要特征,2.数据库的主要特征 数据的结构化 以关系型数据库为例，一个应用系统的所有数据以表的形式来表示。,表中的每一行表示一条记录，一条记录代表一种图书信息。这种结构化的数据，不仅易于管理，访问上也非常方便和高效。,数据结构化是数据库管理阶段与文件管理阶段的根本区别。,第一章 绪 论 1.3 数据库的主要特征,高共享、低冗余和大容量 数据库系统是设计成可以为许多用户同时提供服务的，数据
7、库中存储的数据不再是面向单个应用程序的，而是面向整个系统。所以，数据可以被多个用户和多个应用程序所共享。同时，数据的共享也可以大大地减少数据冗余。为了适应应用的需求，数据库系统可以管理非常大容量的数据。这么大容量的数据如果仅靠人工或文件系统进行管理是很难想象的。数据库技术在数据存储、查询等方面进行了优化，保证了大容量数据处理的高效率。,第一章 绪 论 1.3 数据库的主要特征,可靠性高 计算机在运行过程中，会出现各种各样的故障，如硬件故障、系统崩溃、电源故障、介质故障等，而数据资源对于一个组织来说是极为重要的。数据库系统保证了在出现故障情况下的数据恢复，主要采取的技术有日志、备份等。安全性 数
8、据库的安全性一方面要防止非法用户的入侵；另一方面，并不是合法用户都可以访问所有的数据。数据库系统提供权限管理，设置不同的用户的访问权限。,第一章 绪 论 1.3 数据库的主要特征,数据独立性 数据独立性使得数据从程序中剥离出来，对数据的管理由数据库管理系统来完成，使得应用开发者可以从繁杂的数据管理任务中解脱出来，着重关注应用的业务逻辑。这样，简化了应用程序的开发，也减少了应用程序的维护工作。,1.4 数据模型,数据模型就是现实世界的模拟,现实世界中的数据是各种各样、千变万化的，它不可能直接由计算机来处理，人们首先要把这些具体的数据转换为计算机能够处理的数据。这就需要数据模型这个工具来对现实世界
9、中的具体数据进行模拟和抽象。,一、数据结构 数据结构用于描述系统的静态特性，研究与数据类型、内容、性质有关的对象，例如关系模型中的域、属性、关系等。二、数据操作 数据库主要有检索和更新（包括插入、删除、修改）等两大类操作。数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作符号、操作规则（如优先级）以及实现操作的语言。三、数据的约束条件 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储存规则，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。此外，数据模型还应该提供定义完整性约束条件的机制。,第一章 绪 论1 数据模型的组成要素,在
10、数据库中，数据模型主要分为两类：(1)概念模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。目前最流行的是实体联系模型(ER模型)。(2)数据模型，它是按计算机系统的观点对数据建模，主要用于DBMS的实现。包括网状模型、层次模型、关系模型等。,第一章 绪 论2 数据模型的分类,目前最流行的是实体联系模型。该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型。E-R图提供了表示实体型、属性和联系的方法：实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。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 联系：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
11、:1、1:n或m:n）。,第一章 绪 论3.表示概念模型的实体联系方法（Entity-Relationship Approach）,第一章 绪 论表示概念模型的实体联系方法示例,本章小结,掌握DB、DBMS、DBS等概念了解数据管理的三个阶段：人工管理、文件系统、数据库技术。掌握数据库的5个主要特征：数据的结构化；高共享、低冗余和大容量；可靠性高；安全性；数据独立性。掌握数据模型的三个组成要素：数据结构、数据操作和数据的约束条件。,习题：,1.数据库是在计算机系统中按照一定的数据模型组织、存储和应用的_。A.文件的集合 B.数据的集合 C.命令的集合 D.程序的集合2.数据模型的三要素是_。A.外模式、概念模式和内模式 B.关系模型、网状模型和层次模型 C.实体、属性和联系 D.数据结构、数据操作和数据约束条件,B,D,习题：,3.数据库是在计算机系统中按照一定的数据模型组织、存储和应用的_(1)_，支持数据库各种操作的软件系统叫_(2)_，_(3)_由计算机、操作系统、DBMS、数据库、应用程序及用户组成的。,(1)A.命令的集合 B.程序的集合 C.数据的集合 D.文件的集合(2)A.数据库系统 B.文件系统 C.操作系统 D.数据库管理系统(3)A.数据库管理系统 B.文件系统 C.数据库系统 D.软件系统,
