1、義烏工商職業(yè)技術(shù)學院教 案2011/2012 學年 第 一 學期 課程名稱 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應用 授課教師 陳懿 單元號1單元課題第1章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)授課班級11電子商務1、2、3班授課課時:理論2實踐0單元教學目的及要求了解數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理的概念了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定義和組成了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式熟悉數(shù)據(jù)模型單元教學內(nèi)容數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定義和組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型單元教學重點數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定義和組成數(shù)據(jù)模型單元教學難點數(shù)據(jù)庫的三級模式數(shù)據(jù)模型備注第1章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)一、教學內(nèi)容1.1 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理1.2 計算機數(shù)據(jù)管理的發(fā)展1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定義和組成1.4 數(shù)

2、據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式1.5 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.6 數(shù)據(jù)模型1.7 數(shù)據(jù)庫安全保護二、教學過程引子：古人如何記事？上古的人類還沒有文字，他們用的是結(jié)繩記事的辦法（周易中就有“上古結(jié)繩而治”的記載）。鄭玄的注釋說：“事大，大結(jié)其繩；事小，小結(jié)其繩?！?.1 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理1.1.1 數(shù)據(jù)的概念數(shù)據(jù)與數(shù)字的區(qū)別。數(shù)據(jù)是指現(xiàn)實世界中的客觀事物在計算機中的反映。它的表現(xiàn)形式可以是數(shù)字、文字、圖像、聲音等，這些形式的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字化以后才能為計算機識別和處理。數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象。數(shù)據(jù)的概念包括以下兩部分：（1）數(shù)據(jù)是存儲在某一媒體上可加以鑒別的符號的集合。（2）數(shù)據(jù)內(nèi)容是事物特性的反映或描述。1.1

3、.2 信息的概念信息是來自于現(xiàn)實世界事物的存在方式或運動形態(tài)的集合，是人們進行各種活動所需要的知識，是數(shù)據(jù)加工的結(jié)果。1.1.3 數(shù)據(jù)解釋的概念數(shù)據(jù)解釋是指對數(shù)據(jù)語義的說明，數(shù)據(jù)的語義就是數(shù)據(jù)承載的信息。數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)承載的信息是密不可分的。1.1.4 數(shù)據(jù)處理的概念數(shù)據(jù)處理是指對各種數(shù)據(jù)進行收集、存儲、加工和傳播的一系列活動的總和。數(shù)據(jù)處理是從大量的、雜亂無章的原始數(shù)據(jù)中推導出對人們有價值的信息。數(shù)據(jù)管理是指對數(shù)據(jù)進行的分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護，它是數(shù)據(jù)處理的中心問題。1.1.5 數(shù)據(jù)與信息的關系數(shù)據(jù)是承載信息的物理符號或稱為載體。信息是人們消化理解的數(shù)據(jù)，是對客觀世界的認識，是知識。

4、信息=數(shù)據(jù)+數(shù)據(jù)處理1.2 計算機數(shù)據(jù)管理的發(fā)展1.2.1 人工管理階段數(shù)據(jù)與處理數(shù)據(jù)的程序密切相關，不互相獨立；數(shù)據(jù)不做長期保存；數(shù)據(jù)是依附于計算機程序或軟件。1.2.2 文件系統(tǒng)階段程序與數(shù)據(jù)有了一定的獨立性，程序和數(shù)據(jù)分開存儲，具有程序文件和數(shù)據(jù)文件的各自屬性；數(shù)據(jù)文件可以長期保存，但數(shù)據(jù)冗余度大；缺乏數(shù)據(jù)獨立性；不集中管理數(shù)據(jù)。1.2.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段基本實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，減少了數(shù)據(jù)冗余；采用特定的數(shù)據(jù)模型；具有較高的數(shù)據(jù)獨立性；有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)控制和管理功能。1.2.4 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段分布式數(shù)據(jù)庫在邏輯上是一個整體、地理分布在不同位置的數(shù)據(jù)集合，是計算機網(wǎng)絡環(huán)境下各個局部數(shù)據(jù)庫的邏

5、輯集合，受分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的控制和管理。其特點如下：（1）分布透明性；（2）局部自治與集中控制相結(jié)合；（3）高可靠性和可用性；（4）高效率和靈活性。1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定義和組成1.3.1 數(shù)據(jù)庫定義數(shù)據(jù)庫（Database）是存放數(shù)據(jù)的倉庫，是采用計算機技術(shù)統(tǒng)一管理的相關數(shù)據(jù)的集合，其中的數(shù)據(jù)有一定格式。數(shù)據(jù)庫能為各種用戶共享，具有冗余度最小、數(shù)據(jù)之間聯(lián)系密切、有較高數(shù)據(jù)獨立性等特點。數(shù)據(jù)庫是長期保存在計算機系統(tǒng)中的、有組織的、可以被共享的數(shù)據(jù)集合。1.3.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定義數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS，DataBase System）是指安裝和使用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計算機系統(tǒng)，有時簡稱數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為數(shù)據(jù)

6、庫。1.3.3 數(shù)據(jù)庫的組成1、硬件平臺（1）對內(nèi)存的要求。（2）對外存空間的需求。（3）系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通道能力。 2、軟件（1）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS是為數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護所配制的軟件系統(tǒng)。（2）支持DBMS和數(shù)據(jù)庫運行的操作系統(tǒng)，例如，Windows等。（3）有相關的數(shù)據(jù)庫接口的高級語言和編譯系統(tǒng)，例如，VB編程語言和其相關的編譯系統(tǒng)。（4）以DBMS為核心的應用開發(fā)工具，為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)和使用提供了良好的環(huán)境。 3、人員（1）數(shù)據(jù)庫管理員。（2）系統(tǒng)分析員和數(shù)據(jù)庫設計人員。（3）應用程序員。（4）用戶。1.4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.4.1 概念數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Database Manag

7、ement System，簡稱為DBMS)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，它為用戶或應用程序提供訪問數(shù)據(jù)庫的方法，包括數(shù)據(jù)庫的建立、查詢、更新以及各種數(shù)據(jù)庫控制等。1.4.2 功能（1）數(shù)據(jù)庫的定義功能（2）數(shù)據(jù)操縱功能（3）數(shù)據(jù)庫運行控制功能（4）數(shù)據(jù)字典1.4.3 數(shù)據(jù)獨立性（1）數(shù)據(jù)的物理獨立性。（2）數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。1.5 數(shù)據(jù)模型模型是現(xiàn)實世界的特征和抽象。數(shù)據(jù)模型是工具，是用來抽象、表示和處理現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)和信息的工具。數(shù)據(jù)模型應滿足三個方面要求：（1）能夠比較真實地模擬現(xiàn)實世界。（2）非常容易被人理解。（3）便于在計算機系統(tǒng)中實現(xiàn)。1.5.1 三個世界的概念人們把

8、客觀存在的事物以數(shù)據(jù)的形式存儲在計算機中，經(jīng)歷了對現(xiàn)實社會中事物特性的認識、概念化、到計算機數(shù)據(jù)庫里的具體表示，是一個逐級抽象的過程，是從現(xiàn)實到概念再到數(shù)據(jù)的三個領域。1、現(xiàn)實世界（1）實體：把客觀存在并且可以相互區(qū)別的事物稱為實體。實體可以是實際事物，也可以是抽象事件，例如一個醫(yī)生記錄。 （2）實體集：同一類實體的集合稱為實體集。例如，全體醫(yī)生的記錄構(gòu)成一個完整的醫(yī)生表，是一個實體集。 （3）屬性：描述實體的特性稱為屬性。例如，醫(yī)生的編號、姓名、性別、職稱、科室等。 （4）關鍵字：如果某個屬性或?qū)傩越M合的值能唯一地標識出實體集中的每一個實體，可以選作關鍵字，例如，醫(yī)生編號是唯一標識醫(yī)生的不相

9、重復信息，可選作關鍵字。 （5） 聯(lián)系：實體集之間的對應關系稱為聯(lián)系，反映現(xiàn)實世界事物之間的相互關聯(lián)。2、 概念世界3、數(shù)據(jù)世界1.5.2 ER圖（1）ER圖：是描述概念世界、建立概念模型的實用工具。包括三個要素： 實體（型）：用矩形框表示，框內(nèi)標注實體名稱。 屬性：用橢圓形表示，并用連線與實體連接起來。 實體之間的聯(lián)系：用菱形框表示，框內(nèi)標注聯(lián)系名稱，并用連線將菱形框分別與有關實體相連，并在連線上注明聯(lián)系類型。（2）聯(lián)系的三種類型一對一聯(lián)系（1:1），例如，學校與校長之間是一對一的關系。一對多聯(lián)系（1:n），例如，一個學校和學生之間是一對多的關系。 多對多聯(lián)系（m:n），例如，學生與所選修的

10、課程之間存在多對多的關系。E-R圖舉例：（3）模型類型：層次模型、網(wǎng)狀模型、關系模型。關系模型：一個關系的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維的表，二維表的形式表示實體和實體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為關系數(shù)據(jù)模型。關系在磁盤上以文件形式存儲，每個字段對應表的一列，每個記錄是表中的一行。關系和表：醫(yī)生編號姓名職稱科室編號特長01104李博主任醫(yī)師01牙科01106劉曉副主任醫(yī)師0101020王林副主任醫(yī)師02（4）常用關系運算選擇選擇運算是從關系中找出滿足給定條件的那些元組（記錄）的運算。其中，條件是以邏輯表達式形式給出的，取值為真的元組將被選取。運算是從水平方向選取滿足條件的元組。例如，從學生數(shù)據(jù)庫中找到所有“姓”

11、張的學生記錄，記錄是在水平方向被讀取的。投影從關系模式中挑選若干屬性組成新的關系的運算是投影運算。投影運算是從列（字段）的角度進行運算，相當于對關系進行垂直分解。例如，從“學生”表中選擇幾個字段 “學號、姓名、專業(yè)和班級”生成一個新的關系。聯(lián)接聯(lián)接運算是將兩個關系模式通過共有的屬性名拼接成一個更寬的關系模式的運算。生成的新關系中包含滿足聯(lián)接條件的元組。運算過程是通過聯(lián)接條件來控制的，聯(lián)接條件中將出現(xiàn)兩個關系中的公共屬性名，也可以是具有相同語義、可比的屬性。例如，將“學生”的基本信息表與“成績”表通過“學號”連接。1.6 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式：模式、外模式和內(nèi)模式；與之對應的

12、是數(shù)據(jù)庫的三級結(jié)構(gòu)：全局邏輯結(jié)構(gòu)、局部邏輯結(jié)構(gòu)和物理存儲結(jié)構(gòu)。1.6.1 模式概念數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，模式與具體的數(shù)據(jù)值無關，也與具體的應用程序、高級語言以及開發(fā)工具無關。模式是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)在邏輯上的視圖。模式是唯一的，模式綜合考慮所有用戶的需求，并將其結(jié)合成有機邏輯整體。1.6.2 外模式用戶和程序員最后看到并使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征。一個數(shù)據(jù)庫可以有若干個外模式 。1.6.3 內(nèi)模式是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在存儲介質(zhì)上的保存方式。內(nèi)模式是物理的存儲結(jié)構(gòu)。1.6.4 模式之間的關系1.7 數(shù)據(jù)庫安全保護1.7.1 數(shù)據(jù)的完整性控制域完整性控制：是數(shù)據(jù)庫的表中某個特定字段允許的數(shù)據(jù)元素的類型和范圍。關聯(lián)完整性控制：規(guī)定的約束條件以防止對數(shù)據(jù)進行增、刪、改操作時，破壞本身及其它相關數(shù)據(jù)的完整性，