第一章 数据库系统概论 教学目的与要求： 1、了解数据处理技术的各个阶段的不同特点； 第一章 数据库系统概论   教学目的与要求： 1、了解数据处理技术的各个阶段的不同特点； 2、了解和掌握实体、联系、属性、码等概念的含义，以及ER图的应用； 3、了解数据库设计中的各种逻辑结构模型的特点，特别是关系数据模型的优点； 4、了解数据库系统的构成，数据库用户的分类，数据库体系结构，存取数据库中数据的大致过程等内容。 教学过程：

第一节 数据处理技术发展经历 数据：是指存储在某一种 媒体（介质）上可以加以鉴别的符号资料。 数据内容是事物特性的反映或描述 第一节 数据处理技术发展经历 数据：是指存储在某一种 媒体（介质）上可以加以鉴别的符号资料。 数据内容是事物特性的反映或描述 数据是存储在某一种媒体上符号的集合 符号：不仅指数字、字母的其他符号，而且还包括图形、图象、动画、影象、声 音等多媒体数据。 信息：是关于现实事物的存在方式或运动形态的综合反映，是人们进行各种活动所需要的知识，是消化理解后的数据。 数据与信息的区别与联系 区别：数据是载荷信息的物理符号或称为载体。信息是各种形式的数据所包含 的意义。 联系：信息是人们消化理解了的数据，是对客观世界的认识。 数据处理：是指数据转换成信息的过程。广义包括：对数据的收集、存储、加 工、分类、检索、传播等一系列活动；狭义是指对所输入的数据进行加工整理。 信息=数据+处理

信息系统：是指为了某些明确的目的而建立的由人员、设备、程序和数据集合构 成的统一整体。分为开放式信息系统和内部式管理信息系统。 管理信息系统：目的是为一个组织机构运行、管理、或决策提供信息服务。分为 数据处理系统、管理系统和决策支持系统。 管理信息系统分类： 数据处理系统 EDP 管理信息系统 MIS 决策支持系统 DSS

一、人工管理阶段 二、文件管理阶段 三、数据库管理阶段 具有以下特点： 1、数据结构化 2、数据共享 3、数据独立性 4、数据粒度小 5、独立的数据操作界面 6、由DBMS统一管理 主要有以下四个方面的管理控制功能 （1）安全性控制 （2）一致性控制 （3）并发性控制 （4）数据库恢复 四、分布式数据库管理阶段

第二节 概念数据模型 一、ER模型的有关概念 1、实体 实体 是现实世界中存在的可以相互区别的事物或活动的抽象（数据描述）。 实体集 是指同一类实体的集合。 实体型 是对同类实体的共有特征的抽象定义。 实体值 就是符合实体性定义的每个具体实体。 2、联系 联系 实体之间的相互关系。

联系集 是同一类联系的集合。 联系型 是对同类联系的共有特征的抽象定义。 元数 联系中涉及的实体型数成为该联系的元数 3、属性 属性 是描述实体或联系中的一种特征 码 或称键是实体间相互区别的一种惟一标识 主属性 在实体中能作为码的属性，否则称为 非主属性 在实体中不能作为码的属性 域 是实体中相应属性的取值范围

4、联系分类 是讨论两实体型（含联系型在内）之间的联系情况。 （1）1对1联系 若一个实体型中的一个实体至多与另一个实体型中一个实体发生关系，同样另一个实体型中的一个实体至多与该实体型中的一个实体发生关系，则这两个实体型之间的联系被定义为1对1联系，简记为1：1 例：公司同总经理之间 职工实体和工资实体 （2） 1对多联系 若一个实体型中的一个实体与另一个实体型中的任意多个实体（含0个）发生关系，而另一个实体型中的一个实体至多与该实体型中的一个实体发生关系，，则这两个实体型之间的联系被定义为1对多联系，简记为1：1

例 ： 单位和职工之间 1对多联系相反的是多对1联系 例如：职工和单位之间 (3) 多对多联系 若一个实体型中的一个实体与另一个实体型中的任意多个实体（含0个）发生关系，反过来也一样，另一个实体型中的一个实体与该实体中的多个实体（含0个）发生关系，则这两个实体型之间的联系被定义为多对多联系，简记为：m:n 例：学生和所选课程之间

二、ER模型 ER模型是人们描述数据及其联系的概念数据模型，是数据库应用系统设计人员和普通非计算机专业用户进行数据建模和沟通与交流的有力工具，使用起来非常直观易懂、简单易行。 1、ER模型中的基本构件 ER模型是一种用图形表示数据及其联系的方法，所使用的图形构件（元件）包括矩形、菱形、椭圆形和连接线。 矩形表示实体，矩形框内写上实体名。 菱形表示联系，菱形框内写上联系名。 椭圆形表示属性，椭圆形框内写上属性名。

连接线表示实体、联系与属性之间的所属关系或实体与联系之间的相连关系。 2、各种联系的ER图表示 售货员 顾客 m n 购物 p 商品

1 1 实体1 联系 实体2 n 1 联系 实体1 实体2 n m 联系 实体1 实体2

三、逻辑数据模型：由模型结构、数据操作、和完整性规则构成。 1、层次模型：用树型结构表示实体及其之间的联系的模型。 系 R1 系号 系名 系主任 教研室 课程 室名 办公室 室主任 课号 课程名 时数 教师名 R21 R22 教师 姓名 性别 职称 R31 R32 特点：1）有且仅有一个结点无父结点，此结点为根结点； 2）其它结点有且仅有一个父结点。

2、网状模型：用图型结构表示实体及其之间的联系的模型。 A B 学号姓名年龄 性别 课号 课程名 课程 C 学生 学号 课号 得分 D 学生选课 特点：(1) 可以有一个以上的结点无双亲； （2）至少有一个结点有多于一个的双亲。 优点：表示多对多的联系具有很大的灵活性。

3、关系模型：一个关系的逻辑结构就是一张二维表。 表1-1 定单关系 定单号 货号 定货单位 售价 订购量 送货地点 97001 97002 97003 97004 97005 97006 SL02 DH03 DS01 DS02 阳光公司 友谊商城 和平饭店 五环实业 大地宾馆 蓝天乐园 800.50 500.88 4000.99 5000.00 500 400 600 100 50 80 甲地 乙地 丙地

表 1-2 商品关系 货号 品名 库存量 仓库地点 进价 DH03 DH04 SL01 SL02 LX88 DS01 DS02 电话机A 电话机B 收录机A 收录机B 录象机A 电视机B 电视机C 1000 800 1200 300 2600 3000 乙地 甲地 丙地 450.00 300.00 666.90 750.50 2000.00 3050.00 4600.00 关系术语：关系、关系名、元组、域、关系模型、关键字、属性、 元数。 特点：(1)关系必须规范化；（2）模型概念单一； （3）集合操作

（4）自然联接：是去掉重复属性的等值联接。 （5）外关键字：如果一个关系中的属性或属性组并非该关系的关键字，但它们是另外一个关系的关键字，则称其为该关系的外关键字。

表1-3 图书关系 总编号 分类号 书名 作者 出版单位 单价 445501 445502 445503 332211 112266 表1-3 图书关系 总编号 分类号 书名 作者 出版单位 单价 445501 445502 445503 332211 112266 221144 114455 113388 446601 446602 446603 449901 449902 118801 118802 TP3/12 TP5/10 TS7/21 TR9/12 TR7/90 TP4/13 TP4/14 TP4/15 数据库导论 计算机基础 FoxBase 高等数学 线性代数 大学英语 数据库基础 FoxPro大全 计算机网络 Date 李伟 张三 刘澎 孙冬 杨琼 马凌云 周虹 黄力钧黄力钧 科学出版社 高等教育出版社 电子工业出版社 北京大学出版社 清华大学出版社 人民邮电出版社 17.90 22.00 23.60 19.00 20.80 12.50 22.50 32.70 21.80

表1-4 读者关系 借书证号 单位 姓 名 性别 职 称 地 址 111 112 113 114 115 116 117 118 119 表1-4 读者关系 借书证号 单位 姓 名 性别 职 称 地 址 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 信息系 财会系 经济系 计算机系 国际贸易国际贸易 国际贸易 王维利 李 立 张 三 周华发 赵正义 李 明 李晓峰 许鹏飞 刘大龙 李 雪 李 爽 王 纯 沈小霞 朱 海 马英明 女 男 教 授 副教授 讲 师 工程师 助 教 助 工 1号楼424 2号楼316 3号楼105 1号楼316 1号楼224 1号楼318 1号楼214 1号楼216 4号楼506 4号楼510 4号楼512 2号楼202 2号楼210 2号楼212

例1 从图书关系中找出高等教育出版社的，单价不超过20元的书目。 .LIST FOR 出版社=“高等教育出版社” AND 单价<=20 例2 按单位在前，姓名在后的次序列出读者名单。 .USE 读者 .LIST FIELDS 单位，姓名 例3 将定单和商品联接起来。 SELECT 1 USE 定单 SELECT 2 USE 商品 JOIN WITH A XGX FOR A货号=货号

四、数据库系统概论 1、数据库系统构成 硬件、数据库、操作系统、数据库管理系统、数据库应用开发工具、数据库应用系统、终端用户 2、数据库系统用户 第一种是数据库管理员（DBA) 第二种是数据库设计员 第三种是应用程序员 第四种是终端用户

3、数据库体系结构 DBMS把数据库建立成为三级体系结构和二级存储映象。 三级模式： 模式（概念模式、逻辑模式、全局模式）：它是对 整个数据库逻辑结构和特征的描述。处于中间层 内模式（存储模式、物理模式）：它是对整个数据库的存储结构和特征的描述。处于最下层 外模式（子模式、应用模式、局部模式）：它是对数据库在某个方面局部应用所涉及数据的逻辑结构和特征的描述。处于最上层 两级映像：外模式和模式之间的数据映像，以及模式和内模式之间的数据映像

数据的逻辑独立性：是指当数据库的整体逻辑结构发生变化时，通过调整外模式和模式之间的影响，使得外模式中的局部数据及其结构（即外模式定义）不变，从而使外模式上的应用程序也不用修改。 数据的物理独立性：是指当数据库的存储结构（即内模式定义）发生变化时，通过调整模式和内模式之间的映像，仍然能够保持数据库的整体模式不变，当然其所有外模式及应用程序都不用改变。 4、DBMS的主要功能 1、数据定义和操纵 2、数据库管理控制 3、数据库辅助服务 4、提供使用数据库工具 5、建立和维护数据字典

5、使用数据库系统存取数据过程 （1）用户向DBMS发出读取数据（或写入数据）的请求 （2）DBMS检查用户的存取权限，确定是否接受请求 （3）如果是合法用户进行合法访问，则DBMS察看外模式到模式的硬，确定在模式中对应的数据定义 （4）DBMS察看模式岛内模式的映像，确定在内模式中对应的数据定义 （5）DBMS按照内模式数据定义向操作系统发送读取数据的命令 （6）操作系统执行此命令从外存数据库中读出指定的数据并送入在内存的系统缓冲区中

（7）DBMS取出系统缓冲区的数据并相继进行内模式到模式、模式到外模式的数据转换后，把它写入到用户缓冲区。

本章小结