《大学计算机基础》 第8章.pptVIP

第;教学目标 了解现代数据库技术的基本特征和数据库的基本概念 了解数据库系统的体系结构，知道三级模式与二级映像的作用 理解关系数据库的模型及体系结构，掌握关系数据库设计的一般方法 了解SQL语言的简单使用，能够根据实际需求进行设计、创建并维护表 ;知识要点 本章主要简述数据库的基础概念 数据库系统结构、关系数据库 数据库的安全性和完整性 SQL语言的功能及简单应用;举案引思 1、火车票订票系统 为了缓解高峰期火车票预定困难问题，我国在2013年春节时期推出了火车票网上实时购票系统，你可知道如何解决数据并发控制问题，即某一瞬间大家都点击购买某个车次相同的车票，数据库系统应该如何处理？ ;2、二代身份证 第二代身份证上有一个人的基本信息，你可知道对于一个15亿人口的国家来说，如何组织并存储这些信息，能够尽快在任何地方都能方便、快捷地查询到某人的信息？ 3、学生管理系统 现在高校都采取信息化管理学生，由于学生变化比较大，信息更新比较快而且更新内容比较多，如何设计数据库，使数据共享程度大，冗余度小？ ;8.1 数据库基本概念 ;8.1.1 概述 ;随着计算机技术的发展和应用，信息处理已成为人们日常生活中必不可少的一部分，各行各业都在构建本领域的信息系统。数字化校园建设是当今高校重点建设的项目之一，以对学生进行管理作为案例，看看以数据为中心的应用系统要考虑哪些问题。 ;2. 表的设计 学生信息不是单一的，有档案信息、成绩信息、课程信息、图书信息、一卡通信息等，这些信息都建立在不同的表中，如何设计这些表，使这些表中数据冗余最少，且保证数据之间满足一定的约束关系，并能够在最短时间里给出某个学生的综合信息？ ;4. 用户界面与数据输出 在不同的应用系统中，对数据的描述方式或输出方式也可能不同。如学生对教师的评价可以用文字方式呈现；学生课程成绩可以用数字方式呈现；某课程成绩情况可以用图表方式呈现。为了方便用户，采取什么样的用户界面，结果用哪种形式表示？ ;8.1.2 数据库的发展 ;2. 文件系统 随着数据量的增加，数据的存储、检索和维护成为紧迫的需要。此时，硬件设???中出现了磁鼓、磁盘等直接存取数据的存储设备。软件方面出现了操作系统和各种高级程序设计语言，操作系统中有了文件管理模块专门负责数据和文件管理，处理方式上不仅有文件批处理，而且能够联机实时处理，如图8-2所示。 ;主要特点： ⑴ 数据以文件的形式长期保存 ⑵ 一个应用程序可使用多个数据文件，一个数据文件也可以被多个应用程序使用，在一定程度上实现了数据共享。 ⑶ 由文件系统管理数据 与人工管理阶段相比，文件系统阶段对数据管理有了很大的进步，但还存在一些本质的问题： ⑴ 数据共享性差、冗余度大 ⑵ 由于相同数据的重复存储、各自管理，在对数据进行更新时，不但浪费磁盘空间，也容易造成数据的不一致性。 因此，文件管理方式仅适合数据规模较小的情况，对于大规模数据的处理，就需要使用数据库系统。 ;3. 数据库系统 从20世纪60年代后期开始，计算机软硬件的发展，促进了数据管理技术的发展，先是对文件系统进行扩充，然后又出现了对数据进行统一管理的软件系统，这就是数据库管理系统，如图8-3所示。 ;主要特点： ⑴ 数据库中的数据按照一定的结构形式（即数据模型）组织到一个结构化的数据库中，从而较好地反映了现实世界事物之间的联系。 ⑵ 由于数据库中数据不再面向某个或某些程序，因此某个用户或程序只使用数据库中部分数据，同一个数据也可以被多个用户或应用程序共享，减少了不必要的数据冗余，也避免了数据之间的不一致性。 ⑶ 数据和应用程序之间彼此独立，简化了应用程序的编制，大大减少了应用程序的维护和修改。 ⑷ 数据由数据库管理系统（DBMS）进行统一管理和控制。;8.1.3 数据库系统的组成 ;用户是指使用数据库的人，他们可以对数据进行存储、维护和检索，分为三类。 ;8.1.4 数据库系统的模式结构 ;1. 三级模式 ;⑴ 模式 模式也称为逻辑模式、概念模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。 ⑵ 外模式 外模式（extermal schema）又称为子模式或用户模式，它是数据库用户能看到并允许使用的局部数据的结构和特征的描述，是数据的局部逻辑表示，也是数据库用户的数据视图，即用户视图。外模式是模式的子集，是从模式推导来的。 ⑶ 内模式 内模式（internal schema）又称存储模式，是三级结构中最内层，也是最靠近物理存储的一层，是与实际存储数据方式有关的一层。它是对数据库存储结构的描述，是数据在数据库内部的表示方式。例如，数据以什么方式存储（顺序存储、B+树存储等）、索引按照什么方式组织、数据是否加密等。一个数据库只有一个内模式。 ; 从上面分析可以看出，一个数据库系统，实际存在的只是物理级数