1、SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著第第1 1章章 数据库技术基础数据库技术基础 1.1 1.1 数据管理的概述数据管理的概述 1.2 1.2 数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)(DBMS)1.3 1.3 数据模型数据模型 1.4 1.4 数据库设计数据库设计SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.1.1 1.1.1 数据、数据管理与数据处理数据、数据管理与数据处理1.1.2 1.1.2 数据管理的发展数据管理的发展1.1.3 1.1.3 数据库、数据库管理系统和数据库系统数据库、数据库管理系统和数据库系统1.1.4 1.1.4 数据库系统的组成数
2、据库系统的组成1.1 1.1 数据管理的概述数据管理的概述SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.1.1 1.1.1 数据、数据管理数据处理数据、数据管理数据处理信息是维持生产活动、经济活动和社会活动信息是维持生产活动、经济活动和社会活动必不可少的资源；数据是将现实世界中的各种信必不可少的资源；数据是将现实世界中的各种信息记录下来、可识别的符号，它用类型和值来表息记录下来、可识别的符号，它用类型和值来表示。示。数据的形式本身并不能完全表达其内容，它数据的形式本身并不能完全表达其内容，它需要经过语义解释。数据与其语义是不可分的；需要经过语义解释。数据与其语义是不可分的；并不是
3、所有的数据都是信息，信息是一种已经被并不是所有的数据都是信息，信息是一种已经被加工为特定形式的数据，这种数据形式对接收者加工为特定形式的数据，这种数据形式对接收者来说是有意义的。即只有有价值的数据才是信息。来说是有意义的。即只有有价值的数据才是信息。SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.1.1 1.1.1 数据、数据管理与数据处理数据、数据管理与数据处理数据处理是用计算机对数据进行处理的系统应数据处理是用计算机对数据进行处理的系统应用。它是一个由人、计算机等组成的能进行信息用。它是一个由人、计算机等组成的能进行信息的收集、传递、存储、加工、维护、分析、计划、的收集、传递、
4、存储、加工、维护、分析、计划、控制、决策和使用的系统，这些基本操作环节称控制、决策和使用的系统，这些基本操作环节称为数据管理，数据管理技术是解决上述基本环节为数据管理，数据管理技术是解决上述基本环节的，而其它环节的，而其它环节(加工加工/计算、输出等操作计算、输出等操作)是由是由应用程序实现的，所以数据库是信息系统的核心。应用程序实现的，所以数据库是信息系统的核心。SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.1.2 1.1.2 数据管理的发展数据管理的发展 人工管理阶段人工管理阶段 文件系统阶段文件系统阶段 数据库系统阶段数据库系统阶段 SQL Server 数据库应用技术 张
5、蒲生 何升 编著应用程序应用程序1数据集数据集1应用程序应用程序2数据集数据集2数据集数据集3应用程序应用程序3人工管理阶段人工管理阶段 SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著文件系统阶段文件系统阶段 文件文件n应用程序应用程序1应用程序应用程序2应用程序应用程序n文件文件1文件文件2文文件件系系统统SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著数据库系统阶段数据库系统阶段 应用程序应用程序1应用程序应用程序2应用程序应用程序n数数据据库库数数 据据 库库管理系统管理系统SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.1.3 1.1.3 数据库、数据库管
6、理系统和数据库系统数据库、数据库管理系统和数据库系统数据数据(Data)是描述事物的符号记录。除了常用的是描述事物的符号记录。除了常用的数字数据外，文字数字数据外，文字(如名称如名称)、图形、图象、声音等、图形、图象、声音等信息，也都是数据。日常生活中，人们为了交流，信息，也都是数据。日常生活中，人们为了交流，会直接用自然语言会直接用自然语言(如汉语如汉语)去描述事物。在计算机去描述事物。在计算机中，为了存储和处理这些事物，就要抽出对这些事中，为了存储和处理这些事物，就要抽出对这些事物感兴趣的特征组成一个记录来描述。物感兴趣的特征组成一个记录来描述。数据库数据库(Database，简称，简称D
7、B)中的数据按一定的数中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度，较据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著 数据库管理系统数据库管理系统(Database Management(Database Management SystemSystem简称简称DBMS)DBMS)是位于用户与操作系统之间的是位于用户与操作系统之间的数据管理软件。数据库在建立、运用和维护时由数据管理软件。数据库在建立、运用和维护时由数据库管理系统统一管理、
8、统一控制。它使用户数据库管理系统统一管理、统一控制。它使用户方便地定义数据和操纵数据，并能够保证数据的方便地定义数据和操纵数据，并能够保证数据的安全性、完整性、以及多用户对数据的并发使用安全性、完整性、以及多用户对数据的并发使用及发生故障后的数据库恢复。及发生故障后的数据库恢复。1.1.3 1.1.3 数据库、数据库管理系统和数据库系统数据库、数据库管理系统和数据库系统SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著 1.1.4 1.1.4 数据库系统的组成数据库系统的组成用户用户用户用户用户用户应用系应用系统统数据库管理系统数据库管理系统数据库数据库数据库管理员数据库管理员应用开发工
9、具应用开发工具SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.2.1 DBMS1.2.1 DBMS的功能的功能1.2.2 DBMS1.2.2 DBMS的组成的组成1.2 1.2 数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)(DBMS)SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.2.1 DBMS1.2.1 DBMS的功能的功能1.1.数据定义数据定义2.2.数据操纵数据操纵3.3.数据库运行管理数据库运行管理4.4.数据组织、存储和管理数据组织、存储和管理5.5.数据库的建立和维护数据库的建立和维护6.6.数据通信接口数据通信接口SQL Server 数据库应用技术 张蒲
10、生 何升 编著1.2.2 DBMS1.2.2 DBMS的组成的组成1.1.数据定义语言及其翻译处理程序数据定义语言及其翻译处理程序2.2.数据操纵语言及其翻译解释程序数据操纵语言及其翻译解释程序3.3.数据运行控制程序数据运行控制程序4.4.实用程序实用程序SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.3.1 1.3.1 数据模型的三要素数据模型的三要素1.3.2 1.3.2 概念模型概念模型1.3.3 1.3.3 数据模型的分类数据模型的分类1.3 1.3 数据模型数据模型SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著 1.3.1 1.3.1 数据模型的三要素数据模型
11、的三要素1.1.数据结构数据结构 数据结构用于描述系统的静态特性。数据结构用于描述系统的静态特性。2.2.数据操作数据操作 数据操作用于描述系统的动态特性。数据操作用于描述系统的动态特性。3.3.数据的约束条件数据的约束条件 一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效和兼容。态的变化，以保证数据的正确、有效和兼容。SQL Server 数据库应用技术 张蒲生
12、何升 编著 1.3.2 1.3.2 概念模型概念模型实体实体(Entity)(Entity)：客观存在并可以相互区分的事：客观存在并可以相互区分的事物。物。属性属性(Attribute)(Attribute)：实体所具有的某一特征，：实体所具有的某一特征，一个实体可以由若干个属性来刻画。一个实体可以由若干个属性来刻画。码码(Key)(Key)：唯一标识实体的属性或属性组合。：唯一标识实体的属性或属性组合。域域(Domain)(Domain)：属性的取值范围，例如，性别的：属性的取值范围，例如，性别的域为域为(男，女男，女)。SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.3.2 1
13、.3.2 概念模型概念模型 实体型实体型(Entity Type)(Entity Type)：具有相同属性的实体：具有相同属性的实体具有共同的特征和性质，用实体名及其属性名集合具有共同的特征和性质，用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。来抽象和刻画同类实体，称为实体型。实体集实体集(Entity Set)(Entity Set)：同型实体的集合称为实：同型实体的集合称为实体集。体集。联系联系(Relationship)(Relationship)：实体内部的联系通常是：实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系。两个实体型之间指组成实体的各属性之间的联系。两个实体型之间
14、的联系可以分为三类：的联系可以分为三类：一对一联系一对一联系(1:1)(1:1)、一对多联系、一对多联系(1:n)(1:n)、多对多、多对多联系联系(m:n)(m:n)。SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著 1.3.21.3.2 概念模型概念模型概念模型的表示方法最常用的是实体概念模型的表示方法最常用的是实体-联系方联系方法法(Entity-Relationship Approach)(Entity-Relationship Approach)，是，是P.P.S.P.P.S.ChenChen于于19761976年提出的，该方法是用年提出的，该方法是用E-RE-R图来描述现图
15、来描述现实世界的概念模型。实世界的概念模型。SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.3.21.3.2 概念模型概念模型E-RE-R方法采用如下方法来表示实体方法采用如下方法来表示实体-联系：联系：使用长方形来表示实体型，框内写上实体名。使用长方形来表示实体型，框内写上实体名。椭圆型表示实体的属性，并用无向边把实体椭圆型表示实体的属性，并用无向边把实体和属性连起来。和属性连起来。用菱形表示实体间的联系，菱形框内写上联用菱形表示实体间的联系，菱形框内写上联系名，用无向边把菱形分别与有关实体相连接，在系名，用无向边把菱形分别与有关实体相连接，在无向边旁标上联系的类型无向边旁标上联
16、系的类型(1:1(1:1，1:n1:n或或m:n)m:n)，若实，若实体之间联系也具有属性，则把属性和菱形也用无向体之间联系也具有属性，则把属性和菱形也用无向边连接上。需要注意的是，联系本身也是一种实体边连接上。需要注意的是，联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这型，也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来。些属性也要用无向边与该联系连接起来。SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.3.3 1.3.3 数据模型的分类数据模型的分类数据模型有层次模型；网状模型；关系模型三数据模型有层次模型；网状模型；关系模型三种。种
17、。1.1.层次模型用树形结构来表示各类实体以及实层次模型用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。每个结点表示一个记录类型，结点体间的联系。每个结点表示一个记录类型，结点之间的连线表示记录类型间的联系，这种联系只之间的连线表示记录类型间的联系，这种联系只能是父子联系。能是父子联系。SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.3.31.3.3 数据模型的分类数据模型的分类2.网状数据模型是一种比层次模型更具普遍性网状数据模型是一种比层次模型更具普遍性的结构，它去掉了层次模型的两个限制，允许多个的结构，它去掉了层次模型的两个限制，允许多个结点没有双亲结点，允许结点有多个双亲结点，此
18、结点没有双亲结点，允许结点有多个双亲结点，此外它还允许两个结点之间有多种联系外它还允许两个结点之间有多种联系(称之为复合称之为复合联系联系)。3.在用户看来，一个关系模型的逻辑结构是一在用户看来，一个关系模型的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。在关系模型中，实体张二维表，它由行和列组成。在关系模型中，实体以及实体间的联系都是用关系来表示。关系模型要以及实体间的联系都是用关系来表示。关系模型要求关系必须是规范化的，最基本的条件就是，关系求关系必须是规范化的，最基本的条件就是，关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项，即不允的每一个分量必须是一个不可分的数据项，即不允许表中还有表。许表中还有表
19、。SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.4.1 1.4.1 需求分析阶段需求分析阶段1.4.2 1.4.2 概念结构设计概念结构设计1.4.3 1.4.3 逻辑结构设计逻辑结构设计1.4.4 1.4.4 数据库物理设计数据库物理设计1.4.5 1.4.5 数据库实施数据库实施1.4.6 1.4.6 数据库运行与维护数据库运行与维护1.41.4 数据库设计数据库设计SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著1.4.1 1.4.1 需求分析阶段需求分析阶段需求收集和分析，得到的结果是数据字典描述需求收集和分析，得到的结果是数据字典描述的数据需求和数据流图描述的处
20、理需求。的数据需求和数据流图描述的处理需求。1.1.需求分析的任务需求分析的任务2.2.需求分析的方法需求分析的方法3.3.数据字典数据字典数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理过程过程SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著 1.4.2 1.4.2 概念结构设计概念结构设计通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体成一个独立于具体DBMSDBMS的概念模型，可以用的概念模型，可以用E-E-R R图表示。图表示。1.1.概念结构设计的方法概念结构设计的方法2.2.数据抽象与局部数据抽象与
21、局部E-RE-R设计设计3.3.局部局部E-RE-R图的优化图的优化SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著 1.4.3 1.4.3 逻辑结构设计逻辑结构设计 将概念结构转换为某个将概念结构转换为某个DBMSDBMS所支持的数据模所支持的数据模型型(例如关系模型例如关系模型)，并对其进行优化。，并对其进行优化。1.E-R1.E-R图向关系模型的转换图向关系模型的转换2.2.数据模型的优化数据模型的优化3.3.设计用户子模式设计用户子模式SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著 1.4.4 1.4.4 数据库物理设计数据库物理设计为逻辑数据模型选取一个最适合应用环
22、境的物为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构理结构(包括存储结构和存取方法包括存储结构和存取方法)。1.1.确定数据的存储结构确定数据的存储结构2.2.设计数据的存取路径设计数据的存取路径3.3.确定数据的存放位置确定数据的存放位置4.4.确定系统配置确定系统配置5.5.评价物理结构，评价的重点是时间和空间评价物理结构，评价的重点是时间和空间效率效率SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著 1.4.5 数据库实施数据库实施运用运用DBMSDBMS提供的数据语言提供的数据语言(例如例如SQL)SQL)及其程序设及其程序设计语言计语言(例如例如C)C)，根据逻辑设计和物理设
23、计的结果，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。库，并进行试运行。数据库实施主要包括以下工作：数据库实施主要包括以下工作：1.1.用用DDLDDL定义数据库结构定义数据库结构2.2.组织数据入库组织数据入库3.3.编制与调试应用程序编制与调试应用程序4.4.数据库试运行数据库试运行SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著 1.4.6 1.4.6 数据库运行与维护数据库运行与维护数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。在数据库系统运行过程中必须不
24、断地对其进行。在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改。行评价、调整与修改。1.1.数据库的转储和恢复数据库的转储和恢复2.2.数据库的安全性、完整性控制数据库的安全性、完整性控制3.3.数据库性能的监督、分析和改进数据库性能的监督、分析和改进4.4.数据库的重组织和重构造数据库的重组织和重构造SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著 试述数据库、数据库管理系统、数据库系统试述数据库、数据库管理系统、数据库系统三个概念的含义及联系。三个概念的含义及联系。解释层次模型、网状模型和关系模型的含义。解释层次模型、网状模型和关系模型的含义。简述简述E-RE-R图的构成三
25、要素。图的构成三要素。简述关系的性质。简述关系的性质。实体之间的联系有哪几种，并简述之。实体之间的联系有哪几种，并简述之。什么是什么是DBMSDBMS？什么是？什么是DBADBA？课后作业课后作业SQL Server 数据库应用技术 张蒲生 何升 编著 试举出三个实例，要求实体型之间分别有一试举出三个实例，要求实体型之间分别有一对一、一对多、多对多的联系。对一、一对多、多对多的联系。学校中有若干系，每个系有若干个班级和教学校中有若干系，每个系有若干个班级和教研室，每个教研室有若干名教师，其中教师每人研室，每个教研室有若干名教师，其中教师每人各带若干教学班。每个班有若干学生，每个学生各带若干教学班。每个班有若干学生，每个学生选修若干课程，每门课可由若干学生选修。用选修若干课程，每门课可由若干学生选修。用E-RE-R图画出学校的概念模型。图画出学校的概念模型。课后作业课后作业
