第6章数据库1.ppt
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1、1,第6章 信息系统与数据库,6.1 计算机信息系统 6.2 关系数据库系统,2,什么是计算机信息系统,计算机信息系统 (Computer_based Information System ,简称信息系统)是一类以提供信息服务为主要目的的数据密集型、人机交互的计算机应用系统 4个主要技术特点, 数据量大,一般需存放在外存中。 数据存储持久性。 数据资源使用共享性。 信息服务功能多样性(管理,检索,分析等)。,6.1计算机信息系统,3,什么是计算机信息系统,信息系统的结构,实现业务功能的 流程、规则、策略和程序.,向用户显示信息处理结果.如:Web浏览器界面.,支持系统运行的硬件, 系统软件和网
2、络.,各类数据信息, 资源管理系统. 主要有数据库管理系统,数据库等.,6.1 计算机信息系统,4,什么是计算机信息系统,信息系统广泛应用于各个行业和领域的 信息化建设 电子数据管理 管理信息系统 决策支持系统 联机事务处理系统 地理信息系统 多媒体信息系统 电子政务系统 电子商务系统 ,6.1 计算机信息系统,阅读材料,5,信息系统与数据库,数据库,数据库 ( DB ), 属于信息系统结构的资源管理层 长期存放数据的“仓库”外存储器 数据可以“共享”-各类用户和程序 数据按一定方式组织数据模型,6.1 计算机信息系统,阅读材料,6,信息系统与数据库,数据的组织-数据模型 (以学生运动队组织为
3、例),6.1 计算机信息系统,7,信息系统与数据库,关系数据库 (以教务管理系统为例),6.1 计算机信息系统,8,信息系统与数据库, 关系数据库采用的数据模型: “关系”就是二维表(由行和列组成) 二维表之间有关联 对二维表可以进行查询和各类操作,6.1 计算机信息系统,9,信息系统与数据库,数据库管理系统(DBMS), 信息系统资源管理层中的重要部分,是操纵和管理数据库的大型软件 任务:统一管理和控制数据库的建立、运用和维护,用户定义数据和操纵 数据,并保证数据安全性、完整性、多用户并发使用及数据库恢复,6.1 计算机信息系统,10,信息系统与数据库,数据库管理系统(DBMS), 功能:可
4、使多个应用程序和用户建立,修改和查询数据库。 定义数据库的结构 提供交互式的查询 组织与存取数据库中的数据 生成用户事务的程序代码 管理数据库事务运行 为维护数据库提供工具 代表性产品:ORACLE, IDB2, SQL Server、Access和 VFP,以及自由软件MySQL和PostgreSQL等,6.1 计算机信息系统,11,信息系统与数据库,基于数据库的信息系统的组成,组 成,特点,数据结构化,面向全局应用。 数据共享,冗余度低。数据的一致性。 应用与数据相互独立。 统一管理和 控制。,6.1 计算机信息系统,12,信息系统中的数据库访问,数据库访问, 什么是“数据库访问” 何进行
5、“数据库访问” 通过 DBMS 使用数据库语言(SQL),6.1 计算机信息系统,13,信息系统中的数据库访问,数据库访问, “数据库访问”的方式 使用“SQL命令” :直接访问数据库 使用“SQL程序” :C/S模式的数据库访问 使用“SQL表单” :C/S模式的数据库访问,6.1 计算机信息系统,14,信息系统中的数据库访问,使用“SQL命令”直接访问数据库,6.1 计算机信息系统,15,信息系统中的数据库访问,信息系统提供相应的图形用户界面. (菜单、按钮、窗口和对话框等,用户按需输入),需要软件开发人员将实现上述功能的语句(即命令)编制成应用程序,存入程序文件。 在用户访问数据库的时候
6、,系统就可以调用并运行该程序。,查询结果的展示,6.1 计算机信息系统,16,信息系统中的数据库访问,C/S模式的数据库访问,应用需求: 数据库要为多用户(分散远程)服务,与数据库不在同一计算机上,必须通过网络访问数据库。 相关查询的二维表存储在多台计算机的多个不同数据库 中,要求“SQL命令”访问不同的数据库。,6.1 计算机信息系统,17,信息系统中的数据库访问,C/S模式的数据库访问,过程 : 客户机面向用户,应用表现层和业务逻辑层(应用程序)均位于客户机中。在其屏幕上显示查询表单,接受用户的查询任务,然后执行相应的应用程序。当执行遇到“SQL语句”时,表示需要对DB进行操作,客户机将该
7、任务通过网络委托给DB服务器执行。完成对数据库的查询(过程与单机以SQL命令直接访问数据库相同) 优点 : 网络只传输查询语句和查询结果,不必将要使用的二维表传输到客户机,减少网络数据传输量,提高系统效率 客户机上可以独立存放各自的应用程序,对其修改不影响其他用户的使用,6.1 计算机信息系统,18,信息系统中的数据库访问,B/S模式的数据库访问,6.1 计算机信息系统,19,信息系统中的数据库访问,B/S模式的数据库访问 “B/S三层模式”实质上是中间增加了Web服务器的C/S模式 第一层是客户层,配置浏览器,它起应用表现层作用 中间层是业务逻辑层(应用层),Web服务器专门为浏览器做“收发
8、工作”和本地静态数据(包括网页、文件系统)的查询,而动态数据由应用服务器运行动态网页所包括的应用程序而生成,再由Web服务器返回给浏览器。当应用程序中嵌有SQL查询语句时,就将DB访问任务作为一种“查询请求”委托DB服务器执行 第三层是数据库服务器层,专门接收使用SQL语言描述的查询请求,访问数据库并将查询结果(二维表)返回给中间层 ODBC/JDBC是中间层与数据库服务器层的标准接口(API),通过这个接口向数据库服务器提出访问要求,可以连接多个不同的DB服务器,6.1 计算机信息系统,阅读材料,20,第6章 信息系统与数据库,6.1 计算机信息系统 6.2 关系数据库系统,21,关系数据模
9、型结构和完整性,关系数据模型的二维表结构,用户看到的二维表结构 关系代数的术语,“二维表”就是“关系”,6.2 关系数据库系统,22,关系数据模型结构和完整性,关系数据模型的基本结构是关系 在用户观点下,关系数据模型中数据的逻辑结构是一张二维表(Table),它由表名、行和列组成 表的每一行称为一个元组(Tuple) 表的每一列称为一个属性(Attribute),6.2关系数据库系统,23,关系数据模型结构和完整性,关系数据模式:,数据的关系模型结构就是二维表结构 3张二维表分别是数据对象 “学生(S)”、“课程开设(C)” 、 “学生选课成绩(SC)”的反映,这种用关系数据模型对一个具体单位
10、中 客观对象结构描述,称为关系数据模式: R(A1,A2,,Ai,An) R为关系模式名,即二维表名。 Ai(1in)是属性名,6.2 关系数据库系统,24,学生登记表(S),学生登记表(学号,姓名,系别,性别,出生日期,身高) S(SNO,SNAME,DEPART,SEX,BDATE,HEIGHT) 主键为学号(SNO),6.2关系数据库系统,注意:标识“主键”。用它来唯一区分二维表中不同的元组(行)。以上关系数据模式中用下划线标注出的属性就是该模式的主键。,25,课程开设表(c),课程开设表(课程号,课程名,学时,开课时间) C(CNO,CNAME,LHOUR,SEMESTER) 主键为课
11、程号(CNO),6.2关系数据库系统,26,学生选课成绩表(SC),学生选课成绩表(学号,课程号,成绩) SC(SNO,CNO,GRADE),6.2关系数据库系统,27,学生登记表(S)、课程开设表(C)与学生选课成绩表(SC)之间的联系,6.2关系数据库系统,28,关系数据模型结构和完整性,关系数据模型的完整性 关系模式用R(A1,A2,Ai,,An)表示,仅说明关系结构的语法,但并不是每个符合语法的元组都能成为R的元组,它还要受到语义的限制。 数据的语义不但会限制属性的值,而且还会制约属性间的关系。 例子: 如学生选课成绩表中的学生必须是学生登记表中已注册的学生等。 数据库系统用这种制约来
12、保证数据正确性,称其为关系数据模型的完整性。,数据库系统用这种制约来保证数据正确性,称其为关系数据模型的完整性。,6.2 关系数据库系统,阅读材料,29,二维表的基本操作,选择:选择操作是一元操作。它应用于一个关系并产生另一个新关系。新关系中的元组(行)是原关系中元组的子集。选择操作根据要求从原先关系中选择部分元组。结果关系中的属性(列)与原关系相同(保持不变) 例如:从学生登记表(S)中,选出性别为“男”的学生元组,组成一个新关系“男学生登记表”,6.2关系数据库系统,阅读材料,30,二维表的基本操作,投影:投影操作是一元操作,它作用于一个关系并产生另一个新关系。新关系中的属性(列)是原关系
13、中属性的子集。在一般情况下,虽然新关系中的元组属性减少了,但其元组(行)的数量与原关系保持不变 例如:需要了解学生选课情况而不关心其成绩时,可对学生选课成绩表(SC)进行相关的投影操作,6.2关系数据库系统,其结果的每个元组仅包括学(SNO) 课程号(CNO) 两个属性,31,二维表的基本操作,连接:连接操作是一个二元操作。它基于共有属性把两个关系组合起来。连接操作比较复杂并有较多的变化 例如:学生登记表(S)和学生选课成绩表(SC)的连接,生成一个信息更全面的关系,6.2关系数据库系统,对于已选课程的学生而言,结果关系包含SC表原来的信息,并增加了该学生选修课程号(CNO)和成绩(GRADE
14、),32,关系数据库语言SQL,概述, 关系数据库管理系统一般都配置相应的语言,用户用以对数 据库中的二维表进行各式各样的操作,称为数据库语言。 关系数据库语言有多种,应用最广的首推SQL(Structured Query Language)。它使用方便,功能齐全(包括数据 操作、定义、控制和管理等),简洁易学。 一些主流DBMS产品(如 ORACLE、Sybase、DB2、SQL server等)都实现了SQL语言。即使是PC机上配备的小型 DBMS产品(如Access),其SQL也部分地提供了数据库查 询和更新方面的功能。,6.2 关系数据库系统,33,关系数据库语言SQL,SQL 数据库
15、的体系结构,是应用部门整体性的二维表模式,用户使用的二维表模式,对应于视图,6.2 关系数据库系统,34,关系数据库语言SQL,SQL的数据查询 查询是数据库的核心操作。SQL提供SELECT语句,具有灵活的使用方式和极强查询的功能。关系操作中最常用的是“投影、选择和连接”,都体现在SELECT语句中 SELECT A1,A2,An FROM R1,R2,Rm WHERE F SELECT语句语义为:将FROM子句所指出的R(基本表或视图)进行连接,从中选取满足WHERE子句中条件F的行(元组),最后根据SELECT子句给出的A(列名)将查询结果表输出,指出目标表的列名,相应于“投影”,指出基
16、本表或视图,相应于“连接”,F为“选择”操作的条件,6.2关系数据库系统,35,关系数据库语言SQL,单表查询:从指定的一个表中找出符合条件的元组 例如,查询所有男学生名的情况.,SELECT * FROM S WHERE SEX男;,6.2关系数据库系统,36,关系数据库语言SQL,连接查询:一个查询同时涉及两个以上的表,称连接查询。是关系数据库中最主要的查询 例如,查询每个男学生及其选修课程的情况。要求列出学生名,系别,选修课程名及成绩 SELECT SNANE,DEPART,CNAME,GRADE FROM S,C,SC WHERE S.SNOSC.SNO AND SC.CNOC.CNO
17、 AND S.SEX男;,查询涉及S、C和SC三个表, S和SC表通过SNO作连接 ,C和SC表通过CNO来实现连接,6.2关系数据库系统,37,关系数据库语言SQL,SQL的视图 视图是DBMS所提供的一种由用户观察数据库中数据的重要机制。 视图可由基本表或其他视图导出。 视图只是一个虚表,不作为一个表实际存储数据 SQL用CREATE VIEW语句建立视图,其格式为 CREATE VIEW 视图名列名, AS 子查询,6.2关系数据库系统,38,关系数据库语言SQL,CREATE VIEW ME_s AS (SELECT SNO,SNAME,SEX,BDATE,HEIGH FROM S W
18、HERE DEPART管理工程) ;,SELECT SNANE 2008-YEAR(BDATE) FROM ME_S WHERE 2008YEAR(BDATE)25;,SQL视图的例: 例如,若建立管理工程系学生的视图ME_S,语句为: 视图定义后,用户就可以象对基本表操作一样对 视图进行查询。 例如,在管理工程系学生视图中找年龄大于25岁的学生,其SQL语句为:,数据库 ( DB ),ME-S 管理工程系学生视图,习题,阅读材料,39,选择题,1、数据库系统的核心是 。 A. 编译系统 B. 数据库 C. 操作系统 D. 数据库管理系统,2、以下关于二维表的表述,正确的是 。 A. 表中的每
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