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第 1章 概论 数据库原理与应用
第 1 章 概 论
? 1.1 数据库技术的产生与发展
? 1.2 数据库的基本概念
? 1.3 数据库系统的体系结构
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第 1章 概论 数据库原理与应用
1.1 数据库技术的产生与发展
一、数据库技术的产生
●什么是数据库？
●为什么要发展数据库技术？
⒈ 计算机应用从科学计算进入数据处理是一个划时代的转折。
⒉ 数据：描述事物的符号。
⒊ 数据处理：是指对数据进行收集、组织、加工储存、传播等一系列
工作的总和，目的是提取、推导出有价值的信息。
4.数据管理,是指对数据的分类、组织、储存、检索和维护等工作，是
数据处理的中心问题。
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第 1章 概论 数据库原理与应用
⒌ 数据管理的发展：
人工管理阶段 （ 不保存, 无软件, 不共享 ）
文件系统阶段（保存、有软件、共享）
数据库系统阶段（结构化、独立性、共享）
⒍ 数据库：统一管理的相关数据的集合。
（冗余度小、共享、储存独立、并发使用）
⒎ 数据库技术所研究的问题是如何科学地组织和存储数据，如何高效地获
取和处理数据，是当代计算机系统的重要组成部分。
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第 1章 概论 数据库原理与应用
二、数据库技术的发展
起源 20世纪 60年代中期，已成为计算机信息系统和应用系统的重
要技术支柱。
以数据模型的发展为主线，有以下三代：
第一代：网状、层次数据库系统；
第二代：关系数据库系统；
第三代：分布式和面向对象数据库系统。
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第 1章 概论 数据库原理与应用
1.2 数据库基本概念
一、基本概念
⒈ 数据：描述事物的符号。
⒉ 数据库：统一管理的相关数据的集合。
⒊ 数据库管理系统：用户与操作系统之间的管理软件，提供访问数据
库的方法。
⒋ 数据库系统：有数据库的计算机系统。
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第 1章 概论 数据库原理与应用
二, 数据模型
⒈ 模型：对现实世界的抽象；分为概念和数据 。
⒉ 概念模型：直接从现实世界中抽象出实体类型及实体间联系 。
（ 实体 — 联系模型, E— R模型 ）
实体：现实世界中可区别的客观对象 。 （ 矩形 ）
属性：实体特征 。 （ 椭圆 ）
联系：实体间相互对应关系 （ 菱形 ）
⒊ 数据模型：直接面向数据库的逻辑结构 。
三要素：数据结构, 数据操作, 数据完整性约束 。
层次模型 —— 树
网状模型 —— 有向图
关系模型 —— 二维表
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第 1章 概论 数据库原理与应用
1.3 数据库系统的体系结构
一, 模式概念
数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 。
二, 数据库系统的三级体系结构
1,体系结构：数据库系统一个总的框架 。
数据库管理系统, 支持的数据模型, 使用的数据库语言, 使用的 OS，
存储结构都不相同, 体系结构相同, 即三级模式结构, 两级映象功能 。
2、三级模式结构：外模式、模式、内模式
模式：也称逻辑模式, 是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 。
外模式：也称子模式或用户模式, 是用户用到的那部分数据的逻辑结
构和特征的描述 。
内模式,也称存储模式, 是数据物理结构和存储方式的描述 。
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第 1章 概论 数据库原理与应用
内模式
DB
模式
外模式 2外模式 1 外模式 3
应用 A 应用 B 应用 C 应用 D 应用 E
外模式 /模式映象
模式 /内模式映象
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第 1章 概论 数据库原理与应用
三、数据库的两级映象功能与数据的独立性
1、外模式 / 模式映象：定义外模式与模式之间的对应关系，如果模式
改变，对外模式 / 模式映象作相应改变，可使外模式保持不变，可不
必修改应用程序。数据与程序独立。
2、模式 / 内模式映象：定义数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对
应关系，如果存储结构改变，对模式 / 内模式映象作相应改变，可使
模式保持不变，可不必修改应用程序。数据的物理独立性。
3、模式是数据库的中心与关键，独立于数据库其他所有结构的描述。
内模式依赖于它的模式，但独立于外模式；
外模式依赖于它的模式，但独立于内模式；
应用程序依赖于外模式。
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第 1章 概论 数据库原理与应用
四、用户访问数据的过程
1 应用程序将读记录命令传给 DBMS；
2 DBMS分析，命令调出外模式；
3 从外模式映象到模式，决定应读记录；
4 将模式映象到内模式，确定应读的物理记录；
5 DBMS向 OS发出从指定地址读记录命令；
6 OS执行命令, 读出记录到缓冲区, 并向 DBMS回答；
7 DBMS收到 OS回答后, 将数据转换成外部记录；
8 DBMS将外部记录送到程序 A的工作区中；
9 DBMS向运行日志数据库中写入信息；
10 DBMS将读记录成功与否的信息返回给程序 A；
11 程序 A根据返回的信息决定是否使用工作区中的数据 。
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? 1.2 数据库的基本概念
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1.1 数据库技术的产生与发展
一、数据库技术的产生
●什么是数据库？
●为什么要发展数据库技术？
⒈ 计算机应用从科学计算进入数据处理是一个划时代的转折。
⒉ 数据：描述事物的符号。
⒊ 数据处理：是指对数据进行收集、组织、加工储存、传播等一系列
工作的总和，目的是提取、推导出有价值的信息。
4.数据管理,是指对数据的分类、组织、储存、检索和维护等工作，是
数据处理的中心问题。
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第 1章 概论 数据库原理与应用
⒌ 数据管理的发展：
人工管理阶段 （ 不保存, 无软件, 不共享 ）
文件系统阶段（保存、有软件、共享）
数据库系统阶段（结构化、独立性、共享）
⒍ 数据库：统一管理的相关数据的集合。
（冗余度小、共享、储存独立、并发使用）
⒎ 数据库技术所研究的问题是如何科学地组织和存储数据，如何高效地获
取和处理数据，是当代计算机系统的重要组成部分。
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第 1章 概论 数据库原理与应用
二、数据库技术的发展
起源 20世纪 60年代中期，已成为计算机信息系统和应用系统的重
要技术支柱。
以数据模型的发展为主线，有以下三代：
第一代：网状、层次数据库系统；
第二代：关系数据库系统；
第三代：分布式和面向对象数据库系统。
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1.2 数据库基本概念
一、基本概念
⒈ 数据：描述事物的符号。
⒉ 数据库：统一管理的相关数据的集合。
⒊ 数据库管理系统：用户与操作系统之间的管理软件，提供访问数据
库的方法。
⒋ 数据库系统：有数据库的计算机系统。
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二, 数据模型
⒈ 模型：对现实世界的抽象；分为概念和数据 。
⒉ 概念模型：直接从现实世界中抽象出实体类型及实体间联系 。
（ 实体 — 联系模型, E— R模型 ）
实体：现实世界中可区别的客观对象 。 （ 矩形 ）
属性：实体特征 。 （ 椭圆 ）
联系：实体间相互对应关系 （ 菱形 ）
⒊ 数据模型：直接面向数据库的逻辑结构 。
三要素：数据结构, 数据操作, 数据完整性约束 。
层次模型 —— 树
网状模型 —— 有向图
关系模型 —— 二维表
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第 1章 概论 数据库原理与应用
1.3 数据库系统的体系结构
一, 模式概念
数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 。
二, 数据库系统的三级体系结构
1,体系结构：数据库系统一个总的框架 。
数据库管理系统, 支持的数据模型, 使用的数据库语言, 使用的 OS，
存储结构都不相同, 体系结构相同, 即三级模式结构, 两级映象功能 。
2、三级模式结构：外模式、模式、内模式
模式：也称逻辑模式, 是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 。
外模式：也称子模式或用户模式, 是用户用到的那部分数据的逻辑结
构和特征的描述 。
内模式,也称存储模式, 是数据物理结构和存储方式的描述 。
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内模式
DB
模式
外模式 2外模式 1 外模式 3
应用 A 应用 B 应用 C 应用 D 应用 E
外模式 /模式映象
模式 /内模式映象
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三、数据库的两级映象功能与数据的独立性
1、外模式 / 模式映象：定义外模式与模式之间的对应关系，如果模式
改变，对外模式 / 模式映象作相应改变，可使外模式保持不变，可不
必修改应用程序。数据与程序独立。
2、模式 / 内模式映象：定义数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对
应关系，如果存储结构改变，对模式 / 内模式映象作相应改变，可使
模式保持不变，可不必修改应用程序。数据的物理独立性。
3、模式是数据库的中心与关键，独立于数据库其他所有结构的描述。
内模式依赖于它的模式，但独立于外模式；
外模式依赖于它的模式，但独立于内模式；
应用程序依赖于外模式。
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第 1章 概论 数据库原理与应用
四、用户访问数据的过程
1 应用程序将读记录命令传给 DBMS；
2 DBMS分析，命令调出外模式；
3 从外模式映象到模式，决定应读记录；
4 将模式映象到内模式，确定应读的物理记录；
5 DBMS向 OS发出从指定地址读记录命令；
6 OS执行命令, 读出记录到缓冲区, 并向 DBMS回答；
7 DBMS收到 OS回答后, 将数据转换成外部记录；
8 DBMS将外部记录送到程序 A的工作区中；
9 DBMS向运行日志数据库中写入信息；
10 DBMS将读记录成功与否的信息返回给程序 A；
11 程序 A根据返回的信息决定是否使用工作区中的数据 。
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