數據庫技術與應用

－SQLServer2005中南林學院理學院曠嶺QQ：649765188電話：139731468361學習目的：

《數據庫原理及應用》課程是信、測繪I專業的一門必修的專業基礎課。這門課程的主要特點是實踐性很強,不僅要學習基本理論知識,更要注重上機實踐,通過上機實踐驗理解數據庫技術理論,掌握和鞏固所學理論知識。數據庫技術是計算機軟件與理論學科的一個重要分支，它研究如何存儲、使用和管理數據，有較強的理論性和實用性。隨著計算機應用的發展，數據庫應用領域已從數據處理、信息管理、事務處理擴大到計算機輔助設計、人工智能、辦公信息系統等新的應用領域。設立本課程的目的是為了使學生掌握數據庫基本原理和技術，能靈活和教好地應用現有的數據庫管理系統，掌握數據庫結構的設計和數據庫應用系統的開發方法。基本要求通過本課程的學習，學生必須系統的掌握數據庫技術的基本理論、數據庫的設計方法和數據庫應用程序的開發方法。其具體內容包括：了解和掌握數據庫管理技術發展的過程，理解數據庫系統的基本概念、體系結構和全局結構。掌握關系模型的關系運算理論，關系數據庫SQL語言的全貌和使用技術。理解和掌握關系數據庫的規范化理論以及數據庫設計的全過程，能進行數據庫結構的設計和簡單應用程序的設計。2重點難點本課程的重點是關系模型的基本理論，關系數據庫SQL語言的全貌和使用技術以及進行數據庫結構的設計。難點是關系數據庫的規范化理論和數據庫應用程序的設計。學習安排32節理論課+16節實驗課+1周課程設計理論實踐結合學習，掌握數據庫的基礎知識以及SQL語言的編寫，掌握SQLSERVER的使用。3第1章數據庫系統概論4本章內容1.1數據和數據管理1.2數據管理技術的發展1.2數據庫和數據庫系統1.4數據模型1.5數據庫新技術51.1數據和數據管理數據與數據處理1．數據和信息數據是人們用于記錄事物情況的物理符號。例如：數值型、字符型、多媒體等。信息是數據中所包含的意義。通俗地講，信息是經過加工處理并對人類社會實踐和生產活動產生決策影響的數據。數據與信息既有區別，又有聯系。數據是表示信息的，但并非任何數據都能表示信息，信息只是加工處理后的數據，是數據所表達的內容。2.數據處理和數據管理

數據處理是指將數據轉換成信息的過程。它包括對數據的收集、存儲、分類、計算、加工、檢索和傳輸等一系列活動。數據管理是指數據的收集、組織、存儲、檢索和維護等操作

61.2數據管理技術的發展數據管理技術1.人工管理階段程序與數據是一個整體，一個程序中的數據無法被其他程序使用，因此程序與程序之間存在大量的重復數據。特點:程序之間不能共享數據；程序復雜；數據量小且無法長期保存；人工重復輸入數據數據不保存。7人事管理應用程序教師信息數據組學生管理應用程序學生信息數據組教務管理應用程序課程信息數據組學生部門教務部門人事部門圖1-1應用程序和數據的依賴關系81.2數據管理技術的發展2.文件管理階段20世紀50年代后期至60年代后期,計算機外存儲器有了磁鼓和磁盤等直接存取設備；軟件有了操作系統和文件系統；程序通過數據文件訪問數據。外存儲器數據輸入程序數據輸入程序數據文件數據文件9外存儲器特點:多個程序共享數據；易于長期保存數據；程序代碼有所簡化；數據冗余（重復）度較大；程序對數據依賴性較強；人員專業性較強。查詢程序王強長沙市五一路10號1300240731-487451901090103查詢程序例如：數據查詢與報表10學生部門教務部門人事部門文件系統教師數據文件學生數據文件課程數據文件人事管理應用程序學生管理應用程序教務管理應用程序圖1-2應用程序和數據文件的關系111.2數據管理技術的發展3．數據庫管理階段數據庫是在數據庫管理系統的集中控制之下，按一定的組織方式存儲起來的、相互關聯的數據集合。特點：

數據真正實現了結構化數據的共享性高，冗余度低，易擴充數據獨立性高數據由DBMS統一管理和控制12外存儲器此階段將數據集中存儲在一臺計算機上，進行統一組織和管理。數據庫13特點：數據結構化并與程序分離；數據集中式管理，高度共享；數據冗余度小，具有數據一致性和完整性控制規則。外存儲器14學生部門教務部門人事部門學校數據庫數據庫管理系統人事管理應用程序學生管理應用程序教務管理應用程序圖1-3應用程序和數據庫的關系151.3數據庫和數據庫系統數據庫（DB-DataBase）數據庫是存儲在計算機系統中，有組織、結構化的關聯數據集合；以文件方式存儲。硬件存放數據庫的介質常見數據庫文件擴展名：MDF-SQLServer；MDB-Access；DBC-VFP（VisualFoxPro）161.3數據庫和數據庫系統數據庫系統的組成數據庫系統(DatabaseSystem，DBS)是一個計算機應用系統。它是把有關計算機硬件、軟件、數據和人員組合起來為用戶提供信息服務的系統。數據庫系統是由計算機系統、數據庫及其描述機構、數據庫管理系統和有關人員組成的具有高度組織性的總體。應用程序數據庫管理員開發工具數據庫管理系統操作系統數據庫17數據庫系統的簡單結構應用程序1應用程序2……應用程序n數據庫管理系統（DBMS）數據庫管理員（DBA）數據庫基礎181.3數據庫和數據庫系統數據庫：是數據的匯集，它以一定的組織形式存于存儲介質上。DBMS：是管理數據庫的系統軟件，它實現數據庫系統的各種功能。是數據庫系統的核心。DBA：負責數據庫的規劃、設計、協調、維護和管理等工作。應用程序：指以數據庫為基礎的應用程序。相關人員數據庫用應系統DBMSOS硬件191.3數據庫和數據庫系統數據庫的三級模式結構為了有效地組織、管理數據，提高數據庫的邏輯獨立性和物理獨立性，人們為數據庫設計了一個嚴謹的體系結構，數據庫領域公認的標準結構是三級模式結構，它包括外模式、模式和內模式。根據各類人員與數據庫的不同關系，可把視圖（所謂視圖是指觀察、認識和理解數據的范圍、角度和方法）分為三種：對應于用戶的外部視圖對應于應用程序員的概念視圖對應于系統程序員的內部視圖201.3數據庫和數據庫系統外模式模式（概念模式或邏輯模式）內模式21三級模式結構的一個具體實例圖書信息出版社名稱字符型20書名字符型30作者姓名字符型20出版日期日期型

作者著書信息作者姓名字符型20書名字符型30出版社出書類型出版社名稱字符型20書名字符型30類型字符型1

作者

作品

出版社

數據文件數據文件數據文件

索引文件索引文件索引文件

作者

作品

出版社

作者編號字符型5書號字符型6出版社編號字符型5

作者姓名字符型20書名字符型30出版社名稱字符型20

通信地址字符型50類型字符型1城市字符型10

郵編字符型6價格貨幣

電話字符型11出版日期日期型

外模式模式內模式221.3數據庫和數據庫系統數據庫系統的優點數據共享減少數據冗余具有較高的數據獨立性增強了數據安全性和完整性保護231.4數據模型現實世界的數據描述1.數據處理的3個階段現實世界 信息世界機器世界 圖1-5數據處理的三個階段抽象轉換現實信息電腦241.4概念模型1.實體是客觀事物的真實反映。可以是實際存在的對象、抽象概念或事件。（1）屬性將事物特性稱為實體屬性。例如，為描述一個職工，可能涉及如下屬性：編號、姓名、性別、出生日期和職稱。例如：251.4數據模型（2）實體型和實體值實體型就是實體的結構描述，通常是實體名和屬性名的集合；具有相同屬性的實體，有相同的實體型。實體值是一個具體的實體，是屬性值的集合。例如，教師實體型是：教師(編號、姓名、性別、出生日期、職稱、基本工資、研究方向)教師“李亦光”的實體值是：(15031，李亦光，男，09/21/65，教授，678，數據庫技術)261.4數據模型（3）屬性型和屬性值屬性型就是屬性名及其取值類型，屬性值就是屬性在其值域中所取的具體值。例如：“103601”是編號值；“李曉光”是姓名值；“1”是性別值。(4)實體集性質相同的同類實體的集合稱為實體集。如一個系的教師。271.4數據模型3．實體間的聯系實體之間的對應關系稱為聯系，它反映了現實世界事物之間的相互關聯。聯系的類型：一對一聯系記為1：1。(如學校與校長間的聯系)一對多聯系記為１：n。(如宿舍房間與學生的聯系)多對多聯系記為m：n。（如一個教師可以教授多個學生，而一個學生又可以受教于多個教師）281.4數據模型廠長 工廠 任職 1 1 (a) 公司 職員 就職 1 n (b) 讀者 圖書 借閱 m n (c) 圖1-6實體間的聯系 294.概念模型概念模型是反映實體之間聯系的模型。E-R模型:描述現實世界的概念模型。實體：用矩形框表示，框內寫入實體名。屬性：用橢圓形表示，屬性的名稱記入橢圓形內。聯系：用菱形框表示實體間的相互關系，框內注明聯系的名稱。學生學號學生與課程間的聯系1.4數據模型301.4數據模型mn借閱姓名借書證號職稱出版社書號定價書名作者借書日期讀者圖書所在學院圖1-7圖書借閱系統中的E-R模型E-R模型示例311.4邏輯模型邏輯模型概念模型只是將現實世界的客觀對象抽象為某種信息結構，這種信息結構并不依賴于具體的計算機系統，而對應于數據世界的模型則由邏輯模型描述，邏輯模型是數據庫中實體之間聯系的抽象描述即數據結構。邏輯模型數據世界記錄,數據項信息世界實體,屬性常見的邏輯模型：層次模型、網狀模型、關系模型。32樹葉樹枝根通過樹形結構表示實體及聯系。如描述學校管理機構。每個結點表示一個實體（型），箭頭表示實體（型）間的聯系（由父到子）。（1）層次模型33非根根層次模型主要特點：有且僅有一個根結點；每個非根結點有且僅有一個父(直接上層)結點。它最適合表示實體的一對多聯系。34根多個父結點通過網狀結構表示實體及聯系。“網”中每個結點表示一個實體(型)，結點之間箭頭表示實體(型)間的聯系。網狀模型主要特點：網狀數據模型可能有多個根結點，某些非根結點可能有多個父結點，適合表示實體的多對多聯系。（2）網狀模型35層次與網狀模型優缺點:優點:能直觀、形象地描述實體及其聯系，易于被人們所理解和掌握。缺點:數據結構較復雜，存儲數據需要更多的鏈接指針；在檢索數據時，需要考慮數據的存儲路徑；在插入或刪除數據時，涉及到調整鏈接指針。36關系模型與層次模型和網狀模型相比有著本質的差別，它是用二維表格來表示實體及其相互之間的聯系。

（3）關系模型編號姓名性別婚否出生日期職稱基本工資簡歷23101張伶俐女已婚09/24/56教授138023102羅稼宛男已婚11/27/73講師56023103黎達仁男未婚12/23/81助教45023104顧高粲男已婚01/27/63副教授97023105黃丹秋女未婚07/15/79助教480表1-1教師關系37一個關系就是沒有重復行和重復列的二維表，二維表的每一行在關系中稱為元組，每一列在關系中稱為屬性。學生關系的每一行代表一個學生的記錄，每一列代表學生記錄的一個字段。屬性個數（n）稱為關系的元。屬性信息值的集合9元關系381.5數據庫新技術分布式數據庫分布式數據庫系統是地理上分布在計算機網絡的不同結點，邏輯上屬于同一系統的數據庫系統。分布式數據庫的主要特點是：數據是分布的數據是邏輯相關的結點的自治性39圖1-8一個分布式數據庫應用系統實例全國票務中心401.5數據庫新技術多媒體數據庫能存儲和管理多種媒體的數據庫稱為多媒體數據庫。多媒體數據庫對數據庫管理系統的功能要求：要求數據庫管理系統能方便地描述和處理具有內部層次結構的數據。要求數據庫管理系統提供由用戶定義的新的數據類型和相應操作的功能。要求數據庫管理系統能夠提供更靈活的定義和修改模式的能力。要求數據庫管理系統提供對多媒體信息管理中特殊的事務管理與版本控制能力。411.5數據庫新技術工程數據庫所謂工程數據庫是指在工程設計中，主要是CAD/CAM中所用到的數據庫。由于在工程中的環境和要求不同，工程數據庫與傳統的信息管理中用到的數據庫有著很大的區別。應用程序方法庫圖形系統DBMS數據庫圖1-9工程數據庫的應用環境421.5數據庫新技術