数据库系统概述
? 基本概念：
?数据：用于记录客观世界的符号。是数据库中存
储的 基本对象。
?数据处理：对各种形式的数据进行收集、储存、
加工和传播的一系列活动总和。
?数据管理：对数据的分类、组织、编码、储存、
检索和维护。 数据处理中心问题。
? 数据管理技术的发展阶段：
? 人工管理阶段
? 文件系统阶段
? 数据库系统阶段
人工管理阶段
AP1
AP2
APn
Data collection1
Data collection2
Data collectionn
文件系统阶段
AP1
AP2
APn
Data collection1
Data collection2
Data collectionn
Method
数据库系统阶段
? 特点：
– 数据结构化（记录之间有联系）
– 数据共享、冗余小、易扩充
– 数据与程序具有独立性
– 数据由 DBMS统一管理和控制
AP1
AP2
APn
DBMS Database
数据库系统的基础知识
? 数据库的相关概念：
?DB
?DBMS
?DBS
数据管理软件
数据集合
软、硬件资源组成的系统
?三者关系,DBS包括 DB,DBMS
? 数据库系统
? 数据库系统的组成
数据库
硬件支持系统
软件支持系统：
人员
DBA
最终用户
应用程序员
系统分析员和数据库设计人员
支持 DBMS运行的 OS,DBMS、
实用程序及宿主语言等
注,在 DBS中，最重要的软件,DBMS
最重要的人员,DBA
? 数据库系统的体系结构,三级模式结构
?模式的概念
?三级模式结构
外部级
概念级
内部级
外模式（子模式）DDL
?二级模式映象
外模式 /模式映象
模式 /内模式映象
?逻辑数据独立性
?物理数据独立性
DDL 概念模式（模式、逻辑模式）
DDL 内模式（存储模式）
? DBMS
?功能：
?数据库定义功能
?数据库的操纵功能
?数据库的保护功能
?数据库的维护功能
?数据字典（ DD）
?DBMS架构
?两层 C/S
?三层及多层
数据库恢复
数据完整性控制
多用户下的并发控制
数据安全性控制
定义数据库的三级结构及数
据完整性约束等
管理三级结构
数据库初始数据的载入，转换
客户层
( 用户界面)
服务器层
( 业务逻辑与数据维护 )
DB
ODBC
优点：
?优化网络利用率，
减少网络流量
?响应时间较短
?数据具有独立性
缺点：
?系统的性能随着用
户数的增加而下降
?系统的可靠性, 安
全性差
?系统维护工作繁重
G U I
( W e b 浏览器 )
应用逻辑
数据库或
其他资源
客户端 应用服务器 数据服务器
S Q L
数据库技术
? 发展三阶段
– 层次 IMS（ IBM）
– 网状数据库系统（ DBTG）
– 关系数据库系统（ E.F.Codd）
ORACLE, DB2,SQL Server,SYSBASE
? 研究领域
– DBMS研制
– 数据库设计
– 数据库理论
层次模型
网状模型
关系模型
? 概念,研究数据库结构、存储、设计、管理和使用
的一门软件学科。
数据模型
? 分类：概念数据模型
基本数据模型
? 概念数据模型（ CDM）
?基本概念：
?实体
?实体集
?数据类型、数据的值
?属性
?域（值域）
?键（码）
?联系
?图形化
实体名
属性名
联系名 联系名 联系名1 nmn11
联系
?概念：
?分类：
注：
实体内部联系
实体外部联系
1,1
1,n
m,n
1) 联系也可拥有属性
2) 多个实体间可具有一个联系
E－ R模型实例
? 用 E－ R图描述宿舍与学生的关系
? 建立步骤：
?找出实体及属性
?找出实体间的联系及联系属性
?找出键
? 用 E－ R图描述学生选课的概念模型
? 为某百货公司设计一个 E－ R模型：
该百货公司管辖若干个连锁店，每家店经营
若干商品，每家商店有若干职工，但每个职工
只有服务于一家店。
? 汽车修理管理 E－ R图
作业
P41,1,12或 13,15
[Return]
基本数据模型
（物理数据模型 PDM）
? 常用数据模型,层次模型、网状模型、关系
模型、面向对象模型
? 三要素,
?数据结构：
?数据操作
?完整性约束
? 层次模型
?概念：用树形结构表示实体类型和实体之间的联系
的数据模型。
?数据结构：树的结点是记录类型，非根结点有且只
有一个父结点。
注：上一层记录类型和下一层记录类型联系为 1：
M（包括 1,1）
?多对多联系的表示
?存储结构 邻接法
链接法
?特点：记录之间的联系通过指针，查询效率较高。
?缺点：应用程序编写复杂。
? 网状模型
?数据结构：有向图结构，结点是记录类型，箭头表
示记录间 1,M联系。
?存储结构：
?特点：记录间联系通过指针实现
?缺点：实现复杂。
? 关系模型
?数据结构：由行列组成的二维表。
课程号 课程名 任课教师
C01 数据库 张三
C02 操作系统 李四
?理论基础：数学中的关系代数
?存储结构：
?缺点：多表查询时效率低。
第一章小结
? 理解 DB,DBMS,DBS的概念及其之间
的区别和联系。
? 理解数据库的三级体系结构，知道什么
是数据物理独立性，什么是数据逻辑独
立性
? 掌握如何建立概念数据模型
? 识记数据模型的三要素及三种基本数据
模型的数据结构及特点。
? 基本概念：
?数据：用于记录客观世界的符号。是数据库中存
储的 基本对象。
?数据处理：对各种形式的数据进行收集、储存、
加工和传播的一系列活动总和。
?数据管理：对数据的分类、组织、编码、储存、
检索和维护。 数据处理中心问题。
? 数据管理技术的发展阶段：
? 人工管理阶段
? 文件系统阶段
? 数据库系统阶段
人工管理阶段
AP1
AP2
APn
Data collection1
Data collection2
Data collectionn
文件系统阶段
AP1
AP2
APn
Data collection1
Data collection2
Data collectionn
Method
数据库系统阶段
? 特点：
– 数据结构化（记录之间有联系）
– 数据共享、冗余小、易扩充
– 数据与程序具有独立性
– 数据由 DBMS统一管理和控制
AP1
AP2
APn
DBMS Database
数据库系统的基础知识
? 数据库的相关概念：
?DB
?DBMS
?DBS
数据管理软件
数据集合
软、硬件资源组成的系统
?三者关系,DBS包括 DB,DBMS
? 数据库系统
? 数据库系统的组成
数据库
硬件支持系统
软件支持系统：
人员
DBA
最终用户
应用程序员
系统分析员和数据库设计人员
支持 DBMS运行的 OS,DBMS、
实用程序及宿主语言等
注,在 DBS中，最重要的软件,DBMS
最重要的人员,DBA
? 数据库系统的体系结构,三级模式结构
?模式的概念
?三级模式结构
外部级
概念级
内部级
外模式（子模式）DDL
?二级模式映象
外模式 /模式映象
模式 /内模式映象
?逻辑数据独立性
?物理数据独立性
DDL 概念模式（模式、逻辑模式）
DDL 内模式（存储模式）
? DBMS
?功能：
?数据库定义功能
?数据库的操纵功能
?数据库的保护功能
?数据库的维护功能
?数据字典（ DD）
?DBMS架构
?两层 C/S
?三层及多层
数据库恢复
数据完整性控制
多用户下的并发控制
数据安全性控制
定义数据库的三级结构及数
据完整性约束等
管理三级结构
数据库初始数据的载入，转换
客户层
( 用户界面)
服务器层
( 业务逻辑与数据维护 )
DB
ODBC
优点：
?优化网络利用率，
减少网络流量
?响应时间较短
?数据具有独立性
缺点：
?系统的性能随着用
户数的增加而下降
?系统的可靠性, 安
全性差
?系统维护工作繁重
G U I
( W e b 浏览器 )
应用逻辑
数据库或
其他资源
客户端 应用服务器 数据服务器
S Q L
数据库技术
? 发展三阶段
– 层次 IMS（ IBM）
– 网状数据库系统（ DBTG）
– 关系数据库系统（ E.F.Codd）
ORACLE, DB2,SQL Server,SYSBASE
? 研究领域
– DBMS研制
– 数据库设计
– 数据库理论
层次模型
网状模型
关系模型
? 概念,研究数据库结构、存储、设计、管理和使用
的一门软件学科。
数据模型
? 分类：概念数据模型
基本数据模型
? 概念数据模型（ CDM）
?基本概念：
?实体
?实体集
?数据类型、数据的值
?属性
?域（值域）
?键（码）
?联系
?图形化
实体名
属性名
联系名 联系名 联系名1 nmn11
联系
?概念：
?分类：
注：
实体内部联系
实体外部联系
1,1
1,n
m,n
1) 联系也可拥有属性
2) 多个实体间可具有一个联系
E－ R模型实例
? 用 E－ R图描述宿舍与学生的关系
? 建立步骤：
?找出实体及属性
?找出实体间的联系及联系属性
?找出键
? 用 E－ R图描述学生选课的概念模型
? 为某百货公司设计一个 E－ R模型：
该百货公司管辖若干个连锁店，每家店经营
若干商品，每家商店有若干职工，但每个职工
只有服务于一家店。
? 汽车修理管理 E－ R图
作业
P41,1,12或 13,15
[Return]
基本数据模型
（物理数据模型 PDM）
? 常用数据模型,层次模型、网状模型、关系
模型、面向对象模型
? 三要素,
?数据结构：
?数据操作
?完整性约束
? 层次模型
?概念：用树形结构表示实体类型和实体之间的联系
的数据模型。
?数据结构：树的结点是记录类型，非根结点有且只
有一个父结点。
注：上一层记录类型和下一层记录类型联系为 1：
M（包括 1,1）
?多对多联系的表示
?存储结构 邻接法
链接法
?特点：记录之间的联系通过指针，查询效率较高。
?缺点：应用程序编写复杂。
? 网状模型
?数据结构：有向图结构，结点是记录类型，箭头表
示记录间 1,M联系。
?存储结构：
?特点：记录间联系通过指针实现
?缺点：实现复杂。
? 关系模型
?数据结构：由行列组成的二维表。
课程号 课程名 任课教师
C01 数据库 张三
C02 操作系统 李四
?理论基础：数学中的关系代数
?存储结构：
?缺点：多表查询时效率低。
第一章小结
? 理解 DB,DBMS,DBS的概念及其之间
的区别和联系。
? 理解数据库的三级体系结构，知道什么
是数据物理独立性，什么是数据逻辑独
立性
? 掌握如何建立概念数据模型
? 识记数据模型的三要素及三种基本数据
模型的数据结构及特点。
