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第8章数据库系统基础
第八章 数据库系统基础 本章内容: 信息、数据的处理、数据库的发展。 层次模型、网状模型、关系模型的概念。 关系代数概念及运算、数据库设计及管理。 Access 2003数据库介绍。 8.1数据库系统概论 8.1.1数据库基本概念 1 数据、信息: 数据是一组表示数量、行动和目标的非随机的可鉴别的符号,它可以是字母、数字或其它符号,也可以是图形、声音等。信息是客观事物属性的反映,是经过加工处理并对人类客观行为产生影响的数据表现形式,具有可感知、可存储、可加工、可传递、可再生、可压缩等属性。数据必须经过加工处理之后才能成为信息,数据是信息的载体和表现形式。 2.数据处理 数据处理是对数据(包括数值的和非数值的)进行分析和加工的技术过程。包括对各种原始数据的采集、整理、检索、计算、分析等的加工和处理。数据处理的基本目的是从大量的、可能是杂乱无章的、难以理解的数据中抽取并推导出对于某些特定的人们来说是有价值、有意义的数据。 3、数据库 数据库是“按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库”。 例如,企业或事业单位的人事部门常常要把本单位职工的基本情况(职工号、姓名、年龄、性别、籍贯、工资、简历等)存放在表中,这张表就可以看成是一个数据库。严格地讲,数据库是长期存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型进行组织、描述、和存储,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可为用户共享。 4、数据库管理系统(DBMS) 数据库管理系统(database management system)是一种操纵和管理数据库的大型软件,是用于建立、使用和维护数据库,简称DBMS。它对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全性和完整性。它的主要功能有:数据定义功能;数据存取功能;数据操纵功能;数据库运行管理功能;数据库的建立和维护功能等。 8.1.2 数据库管理技术的发展 1、人工管理阶段 这一阶段,大致是在50年代中期之前,当时计算机技术相对落后,计算机主要用于科学计算。硬件方面,计算机的外存只有磁带、卡片、纸带,没有磁盘等直接存取的存储设备,存储量非常小;软件方面,没有操作系统,没有高级语言,数据处理的方式是批处理,也即机器一次处理一批数据,直到运算完成为止,然后才能进行另外一批数据的处理,中间不能被打断,原因是当时的外存如磁带、卡片等只能顺序输入。这一阶段数据管理的特点是:数据不保存、数据不能独立、数据是面向应用的。 2、文件系统阶段 从50年代后期到60年代中期,数据管理发展到文件系统阶段。此时的计算机不仅用于科学计算,还大量用于管理。硬件方面,外存储器有了磁盘等直接存取的存储设备。在软件方面,操作系统中已有了专门的管理数据软件,称为文件系统。处理方式上,不仅有了文件批处理,而且能够联机实时处理。这一时期的特点是:数据长期保留 、数据的独立性、文件组织多样化、对数据的操作以记录为单位 。 3、数据库系统阶段 20世纪60年代后期随着计算机的广泛应用、数据量急剧增长、磁盘技术取得重要进展、系统软件进一步成熟,数据要求共享的呼声越来越强。在这样的背景下,从60年代后期开始,数据管理技术进入数据库系统阶段。在这一阶段,数据管理具有下面的特点:数据冗余小,易扩充 、数据独立于应用程序 、数据由DBMS统一管理和控制 。 8.2 数 据 模 型 8.2.1 概念模型 概念模型也称信息模型,是对真实世界中问题域内的事物的描述,是现实世界到机器世界的一个中间层次。它既是数据库设计的有力工具,也是数据库开发人员与用户之间进行交流的语言。它是按用户的观点来对数据和信息建模,目前最常用的是实体-联系模型(E-R模型)。E-R模型中主要有实体、属性、实体间的联系等基本概念。 1、实体(Entity) 客观存在并可以相互区别的事物称为实体。实体可以是看得见、摸得着的具体事物,也可以是抽象的概念和关系。例如一名工人、一个学生、一门课程、一场篮球比赛和上下级关系等都是实体。 2、属性(Attribute) 实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来描述。例如:“学生”这一个实体可以由学号、姓名、性别、出生年月等属性来描述。 3、关键字(Key) 能唯一标识实体的属性称为关键字,关键字可以是单个属性,也可以是组合属性。例如:学号是学生实体的关键字,如果某个班中有同名不同性别的两个学
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