数据库系统概论4-第1章.ppt

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1、第一章 序论,教学目标：掌握数据库的基本概念E-R方法。数据库的三级组织结构难点:关系数据库的理解E-R课时：6,1.1 数据库系统概述,1.1.1 数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统一 数据数据信息联系与区别,数据,信息,处理,进一步信息,处理,学生期末各科成绩 数据学生平均成绩 信息 数据 班级平均成绩 信息,数据、信息示意,二数据库(database,DB)数据库-数据的集合 三.数据库管理系统(database management system,DBMS)管理数据的软件例如：Foxpro,access,sql-server Microsoft Oracle Oracle(甲骨文

2、)DB2,(sybase)IBMMySql Sun Oracle,四.数据库系统(database system,DBS)数据库、DBMS、应用程序、数据库管理员,硬件,应用系统,开发工具,DBMS,操作系统,1.1.2 数据库技术的产生及发展,数据管理三个发展阶段人工管理文件系统数据库系统,一.人工管理程序员管理数据的存储特点：,程序,磁盘,二文件管理以文件的方式管理数据特点,程序,OS,磁盘,文件名,学生管理系统：教务系统、图书馆系统、派出所管理系统、系科管理等系统中多有学生档案信息，重复存储,应用程序1,应用程序2,应用程序n,存取方法,文件1,文件2,文件n,三数据库数据库方式与文件方

3、式区别：联系：数据库方式也是以文件方式为基础的,1.1.3 数据库特点数据结构化:描述数据及数据之间的联系共享性好，冗余度低同样的数据只存储一次，不再重复存储数据独立性高逻辑独立性：逻辑结构改变，应用程序不变物理独立性：存储结构改变，逻辑结构不变数据由 DBMS 统一管理和控制,学生信息：学号 姓名 性别 年龄 XH XM XB NL 001 张三 男 20002 李四 男 21003 王开 女 20004 张四 女 20,001张三男20,002李四男21,001002003004,张三李四王开张四,物理,改变,逻辑,程序1,程序2,程序3,DBMS,数据库,数据库方式：程序与数据的对应关系

4、,1.2 数据模型,某企业：材料帐：材料名期初数收入数发出数 结存数A 10 5 4收料单：单据号日期材料名数量金额 001 06.01 A 5 2000发料单:单据号 日期 材料名 数量 金额 1001 06.07 A 4 900数据如何组织?数据间的联系如何安排?,现实世界的模拟满足三方面要求：比较真实的模拟现实世界容易被人理解便于在计算机上实现模型分为两类：概念模型：按用户的观点对数据建立模型逻辑模型：按计算机的观点对数据建立模型,概念模型与数据模型的关系,现实世界,概念模型,逻辑模型,在计算机上实现,系统分析员,+用户,系统分析员,程序员,1.2.1 数据模型的要素,三个要素：数据结构

5、数据操作完整性约束,1.2.2 概念模型,概念模型:是现实世界到计算机世界的一个中间层次,现实世界,概念模型,计算机世界,一.基本概念,实体：定义:可被识别事物的抽象命名(有形或无形)例:学生,书,飞机,成绩单考虑:某学生的姓名可作为实体吗?属性定义:事物性质的抽象,对实体的描述例:学生的属性:学号,姓名,性别,出生年月书:书号,书名,价格,出版社,码（关键字）定义:可以 区别实体集中不同个体的单个属性或几个属性组合例1:学生:学号 姓名 年龄 性别 假设无重名:2个关键字-学号,姓名假设有重名:1个关键字-学号例1:成绩单:学号 课程名 成绩 1个关键字-学号+课程号域学号 姓名 年龄 性别

6、 语文 数学整数 汉字 1-120 男,女 1-100 1-100实体型实体集,例如：实体：学生属性：学号、姓名、性别、出生日期关键字：学号（姓名？）域：性别的域（男、女）实体型：学生（学号，姓名，性别，出生日期）实体集：全体学生例:实体:干部登记表姓名 部门 年龄 级别-李明 生产科 32 19 江涛 财务科 40 17,实体型,实体值,联系两个实体之间的联系一对一联系(1:1)一对多联系(1:n)多对多联系(m:n),1:1 联系:两不同实体集,任一方的一个实体最多与另一方的一个实体相对应例:夫妻关系,班级与班长,李明张强徐杰,王丽刘英袁明,男,女,9701班9702班9703班9704班

7、,李明王用刘钱赵明,1:n 联系两不同实体集合,一方的一个实体对应另一方多个实体;反之,另一方一个实体最多对应本方一个实体.例:母亲与子女,学生与班级,王丽刘英赵开,李伟李方张陶张江赵明,母亲,子女,9701班9702班,李伟李方王开赵明程前方正,m:n 联系两不同实体集合,两实体中任一实体,多与另一方的一个或多个实体相对应例:学生与选修课程,产品与零件,李方张陶李伟,物理化学英语语文,学生,课程,同一实体集内各实体之间存在一对一联系(1:1)，一对多联系(1:n)，多对多联系(m:n)例如：学生与班干部,学生,班干部领导,三个实体间的联系向供应商采购零部件,零部件装配出产品,供应商,工-产-

8、零,m,n,产品,零部件,n,两实体以上的多元联系,练习：补充练习 第一章 一/1，2，4，5，7,实际可能存在的联系情况两个不同实体间的一种联系两个不同实体间的二种以上联系例如:同一个实体集内部个体之间的联系例如,职工,工程,参加,负责,职工,厂长,二概念模型的表示方法：E-R 法,实体-联系方法一.问题的提出,现实世界,E-R 图,数据模型,二.E-R 图的基本图素及画法三种基本图素:实体:属性联系,实体名,属性名,联系名,具体画法:第一步:,丈夫,妻子,夫妻,1,1,子女数,第二步:添加实体的属性,丈夫,妻子,夫妻,1,1,子女数,姓名,年龄,职业,姓名,年龄,职业,在E-R 图上实体的

9、属性可省略,但联系的属性不可省略三种联系的E-R图,丈夫,妻子,夫妻,1,1,学生,班级,属于,n,1,学生,课程,选课,m,n,1:1,1:n,m:n,三.怎样设计 E-R 图E-R 图可归结为如下几种基本形式:A)两实体之间的二元联系(1:1,1:n,m:n)(基本)B)两实体之间的二种以上不同的联系C)同一实体集合内部个体之间的二元联系D)两个实体以上的多元联系,职工可参加多个工程.一个职工可管理多个工程,职工,工程,参加,m,n,两实体之间的二种以上不同的联系,负责,1,n,一个零部件由多个其他零部件组成,该零部件又可装配多种其他零部件,零部件,装配,m,n,同一实体集合内部个体之间的

10、二元联系,供应商供应的某零部件,装配到指定的产品上,供应商,工-产-零,m,n,产品,零部件,n,两实体以上的多元联系,设计E-R 图的原则先设计局部 E-R 图综合各个局部 E-R图,产生总体E-R图消除同名异义或者同义异名消除冗余关系,E-R 图例题,人事部门：某企业的各部门有多名职工，每一职工属于一个部门；企业仅有一名领导；企业的产品由职工承包生产，一职工能承包多种产品，但一种产品仅承包给一个人；职工参加多个产品的生产，一种产品有多名职工生产。车间：每一种产品由多种零部件组装而成，某种零部件可供应给多个产品；零部件也可以由其他多个零部件装配得到，某一种零部件可被装配到多个其他零部件上,例

11、题:局部E-R图,部门,职工,丛属,1,n,职工,领导,1,n,职工,产品,承包,1,n,零部件,装配,m,n,人事科,产品,零部件,m,n,组装,生产科,职工,产品,参加,n,m,综合 E-R图,部门,职工,丛属,1,n,产品,参加,领导,m,1,零部件,n,组装,承包,m,n,1,n,m,装配,m,n,消除异义,产品,零部件,m,n,组装,数量,供应商,零部件,m,n,供应,数量,局部 E-R 图,综合 E-R 图,产品,零部件,m,n,数量1,组装,供应,供应商,m,n,数量2,E-R 练习题1,1)根据职工的工种发放劳保用品,每一工种发放一件劳保用品2)每一种货物只存放在一个仓库中,每

12、一个仓库由多名职工管理3)每一种货物可以存放在多个仓库中,每一个仓库由多名职工管理4)班主任,班级,教室,学生,班长班主任,班级,教室,学生,班长 班主任管理班级每一个班级在固定教室上课每一个学生属于一个班级,职工,工种,劳保用品,属于,1,n,发放,1,1,货物,仓库,职工,存放,1,n,管理,1,N,数量,货物,仓库,职工,存放,m,n,管理,1,N,数量,班主任,班级,管理,教室,上课,学生,属于,领导,1,1,1,1,1,N,1,N,工号,姓名,班主任,班级,教室,学生,管理,1,1,领导,1,n,拥有,1,1,属于,1,n,1 已知某公司有若干部门，每一个部门有多名职工，每一个职工属

13、于一个部门，公司承接多个项目，每一个项目有多名职工参加，每个职工可参与多个项目 1 根据语义，设计 E-R模型 2 将 E-R模型转换程关系模型,E-R 练习题2,部门,职工,工程,聘用,施工,承接,1,n,n,n,m,n,公司（公司代号，公司名)部门（部门代号，部门名称,公司代号）职工（工号，姓名，性别，部门代号）工程（工程号，工程名称，公司代号）施工（工程号，工号，时间）,公司,属于,1,1,时间,2 有下列实体：学生：学号、姓名、性别专业：专业编号、专业名称课程：课程号、课程名教师：工号、姓名每一个学生属于一个专业，每一个学生选修多门课，一个教师只可以上一门课程，一门课程可以有多名教师上

14、。1 画出 E-R图2根据E-R图转换成关系模型,专业,学生,课程,属于,选课,任课,1,n,1,n,m,n,教师,1,3 部门：部门号,部门名称职工：工号,姓名产品：产品编号,品名,价格零部件：零部件编号,名称一个职工属于一个部门；一个职工可以承包一种产品的生产，一种产品只有一个职工承包；一种产品有多种零部件组成，一种零部件可供多种产品使用，一种产品可能会使用几个相同零部件。一种零部件有多种其他零部件装配组成，一种零部件可供装配成多种其他零部件。1 画出 E-R图2根据E-R图转换成关系模型,部门,职工,产品,属于,承包,生产,1,n,1,n,1,1,零部件,m,组装,m,n,部门(部门号,

15、部门名称)职工(工号,姓名)产品(产品编号,品名,价格)零部件(零部件编号,名称),部门(部门号,部门名称)职工(工号,姓名,部门号)产品(产品编号,品名,价格,工号)零部件(零部件编号,名称)生产（产品编号，零部件编号）组装(零部件编号,组装零部件编号),1.2.3 数据模型(逻辑),三种数据模型:层次模型网状模型关系模型,非关系模型,本书重点,1.2.4 层次模型,1一.层次模型特点：,A,B,D,C,1.2.5网状模型,二.网状模型特点：,A,B,C,D,什么是关系模型?用关系表示实体及联系,1.2.6 关系模型,一 关系数据模型的数据结构关系-理解为一张二维表,表示为:R(A1,A2,

16、A3.)例如:学生登记表表示成:学生(学号,姓名,性别,出生年月),1)关系表示实体 学生(学号,姓名,性别,出生年月)教师(工号,姓名,职称)课程(课程号,课程名,学分,学时数)2)关系表示实体间的联系外部关键字:二个实体 R,S,一个属性不是 R 的关键字,但是,是S 的关键字,称该属性为R 的外部关键字,例如:教师(工号,姓名,职称)课程(课程号,课程名,学分,学时数)要反映教师与课程的联系:教师(工号,姓名,职称,课程号)课程号为关系教师的外部关键字,二 关系的完整性约束条件：实体完整性参照完整性用户定义完整性三 关系的存储结构实体及联系：用表表示四 关系模型的优缺点：,1.3 数据库

17、系统结构,1.3.1 数据库系统的模式结构型：对数据结构的说明值：是型的 一个具体实例例如：实体学生 型：学号、姓名、性别、年龄 值：9201 黎明 男 22 9202 王丽 女 21模式：数据的结构及其关系（通俗讲：数据库结构的描述）如：学生：学号 字符型 6 姓名 字符型 8 性别 字符型 2 出生日期 日期型 8,1.3.2三级组织结构,三级模式模式:全体数据的逻辑结构内模式：存储模式外模式：局部的数据逻辑结构,三级组织示意图,应用程序1,应用程序3,应用程序2,外模式A,外模式B,模式,内模式,外模式/模式映射,内模式/模式映射,DBMS 管理,1.3.3 二级映象与数据独立,三个模式

18、之间的映射1 模式与外模式间的映射:保证了逻辑独立性2 模式与内模式间的映射：保证了物理独立性,学生信息：学号 姓名 性别 年龄 XH XM XB NL 001 张三 男 20002 李四 男 21003 王开 女 20004 张四 女 20,001张三男20,002李四男21,001002003004,张三李四王开张四,物理,改变,逻辑,2 采用映射技术的优点保证了数据独立性方便用户使用数据库有利于数据共享有利于数据的安全和保密,1.4 数据库系统的组成,硬件平台、数据库软件人员DBA系统分析员、数据库设计人员应用程序员用户,单用户主机式结构主服务器结构(accessfoxpro)客户/服务

19、器结构(C/S)B/S结构(浏览器)分布式结构,1.6 数据库系统的体系结构,单用户,应用程序DBMS数据,主机式结构,应用程序DBMS数据,终端不进行处理仅键盘、显示,主服务器结构(accessfoxpro),数据,个人计算机应用程序DBMS,客户/服务器结构（C/S),DBMS数据,DBMS应用程序,W/S 结构,WEB 服务器,浏览器,DBMS数据,分布式结构,应用程序DBMS数据,应用程序DBMS数据,网络,作业：,1 写出课程与教师，课程与参考书，的联系。2.在高中，学生，教师，班主任，课程，教室，成绩之间的联系。3 有下列实体：学生：学号、姓名、性别专业：专业编号、专业名称课程：课

20、程号、课程名教师：工号、姓名每一个学生属于一个专业，每一个学生选修多门课，一个教师只可以上一门课程，一门课程可以有多名教师上。1 画出 E-R图2 转换成关系模型,学生,专业,属于,n,1,课程,选修,n,m,教师,授课,1,n,学生(学号、姓名、性别,专业编号)专业(专业编号、专业名称)课程(课程号、课程名)教师(工号、姓名,课程号)选修（学号，课程号),P41/13,产品,零件,组成,m,n,零件,原材料,制成,m,n,仓库,原材料,组成,1,n,产品,零件,存放,1,1,仓库,n,E-R图,产品：零件：仓库：原材料：,组成,m,n,原材料,制成,m,n,组成,1,n,产品,零件,存放,1,1,仓库,n,P41/12-1,学校：系科：,学校,系科,班级,学生,课程,教研室,教员,教授副教授,研究生,拥有,拥有,分成,属于,选修,包括2,带领,1,n,1,n,1,n,1,n,m,n,1,n,n,1,n,包括1,1,P41/12-2,学校：系科：,学校,系科,班级,学生,课程,教研室,教员,研究生,拥有,拥有,分成,属于,选修,包括,带领,1,n,1,n,1,n,1,n,m,n,1,n,1,n,职称,