第四章数据库基础.ppt

全国计算机等级考试公共基础知识 第四章 数据库设计基础 4.1 数据库系统的基本概念 4.1 数据库系统的基本概念 4.1 数据库系统的基本概念 第四章 数据库设计基础 * 1、数据、数据库、数据管理系统 数据：实际上就是描述事物的符号记录。 数据的特点：有一定的结构，有型与值之分。数据的型给出了数据表示的类型，如整型、实型、字符型等。而数据的值给出了符合给定型的值，如整型（int）值15。 数据库（DB）：是数据的集合，具有统一的结构形式并存放于统一的存储介质内，是多种应用数据的集成，并可被各个应用程序所共享。数据库存放数据是按数据所提供的数据模式存放的，具有集成与共享的特点。 数据库管理系统（DBMS）：一种系统软件，负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、控制及保护和数据服务等，是数据库的核心。 数据库管理系统功能：（1）数据模式定义，即为数据库构建其数据框架。（2）数据存取的物理构建：为数据模式的物理存取与构建提供有效的存取方法与手段。（3）数据操纵：为用户使用数据库的数据提供方便，如查询、插入、修改、删除等以及简单的算术运算及统计。（4）数据的完整性、安生性定义与检查。 （5）数据库的并发控制与故障恢复。（6）数据的服务，如数据拷贝、转存、重组、性能监测、分析等。 为完成以上六个功能，数据库管理系统提供以下的数据语言：（1）数据定义语言：负责数据的模式定义与数据的物理存取构建。（2）数据操纵语言：负责数据的操纵，包括查询及增、删、改等操作。（3）数据控制语言：负责数据完整性、安全性的定义与检查以及并发控制、故障恢复等功能。数据语言按其使用方式具有以下两种结构形式： （1）交互式命令(又称自含型或自主型语言)：它的语言简单，能在终端上即时操作。 （2）宿主型语言：它一般可嵌入某些宿主语言中，如C，C++等高级过程语言中。 4.1 数据库系统的基本概念 数据库管理员（DBA）：对数据库进行规划、设计、维护、监视等的专业管理人员。 数据库系统（DBS）：由数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、数据库管理员（人员）、硬件平台（硬件）、软件平台（软件）五个部分构成的运行实体。 数据库应用系统：由数据库系统、应用软件及应用界面三者组成。 数据库技术的根本目标是解决数据的共享问题。 4.1 数据库系统的基本概念 2、数据库系统的发展 数据库管理发展至今已经历了三个阶段： 人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段 3、数据库系统的基本特点 （1）数据的集成性。 （2）数据的高共享性与低冗余性。 （3）数据独立性。 （4）数据统一管理与控制 数据库系统可以减少数据冗余，但无法避免一切冗余。 （3）数据独立性 数据独立性是数据与程序间的互不依赖性，即数据库中数据独立于应用程序而不依赖于应用程序。也就是说，数据的逻辑结构、存储结构与存取方式的改变不会影响应用程序。 数据独立性一般分为物理独立性与逻辑独立性两级。 物理独立性：物理独立性即是数据的物理结构（包括存储结构，存取方式等）的改变，如存储设备的更换、物理存储的更换、存取方式改变等都不影响数据库的逻辑结构，从而不致引起应用程序的变化。 逻辑独立性：数据库总体逻辑结构的改变，如修改数据模式、增加新的数据类型、改变数据间联系等，不需要相应修改应用程序，这就是数据的逻辑独立性。 （4）数据统一管理与控制 数据统一管理与控制主要包含以下三个方面： 1）数据的完整性检查：检查数据库中数据的正确性以保证数据的正确。 2）数据的安全性保护：检查数据库访问者以防止非法访问。 3）并发控制：控制多个应用的并发访问所产生的相互干扰以保证其正确性。 4、数据库系统的内部结构体系 数据库系统的三级模式：（1）概念模式：数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，是全体用户（应用）公共数据视图。（2）外模式：也称子模式或用户模式，它是用户的数据视图，也就是用户所见到的数据模式，它由概念模式推导而出。（3）内模式：又称物理模式，它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法。内模式的物理性主要体现在操作系统及文件级上，它还未深入到设备级上（如磁盘及磁盘操作）。内模式对一般用户是透明的，但它的设计直接影响数据库的性能。 4、数据库系统的内部结构体系 数据库系统的两级映射： （1）概念模式到内模式的映射； （2）外模式到概念模式的映射。 概念模式到内模式的映射保证数据的物理独立性， 外模式到概念模式的映射保证数据的逻辑独立性。 4.2 数据模型 1、数据模型 数据模型的概念：是数据特征的抽象，它从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态行为和约束条件，为数据库系统的信息表示与操作提供一个抽象的框架。数据模型所描述的内容有三个部分，它们是