第1章 数据库入门.pptx
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1、学习目标/Target 了解数据管理技术的发展,能够说出数据管理技术每个阶段的特点 了解数据库技术的基本术语,能够说出数据库、数据库管理系统和数据库系统的概念 了解数据模型,能够说出数据模型分类和常见术语、E-R图表示方式、关系模型概念和完整性约束 了解常见的数据库产品,能够说出3种以上关系型数据库学习目标/Target 熟悉SQL的作用,能够根据SQL的功能说出SQL的4个类别 掌握MySQL的安装与配置,能够独立安装MySQL,并使用账号登录MySQL 了解MySQL常见的图形化管理工具,能够使用SQLyog和Navicat连接MySQL章节概述/Summary数据库技术是一种计算机辅助管
2、理数据的方法,是计算机数据处理与信息管理系统的核心技术。数据库技术产生于20世纪60年代末,用于解决数据的组织和存储,以及如何高效地获取和处理数据。本章将围绕数据库的相关知识进行详细讲解。目录/Contents01020304数据管理技术的发展数据库技术的基本术语数据模型常见的数据库产品目录/Contents05060708SQL简介MySQL安装与配置常用图形化管理工具上机实践:图书管理系统的E-R图设计数据管理技术的发展1.1任何技术都不是凭空产生的,而是有着对应的发展需求,数据的管理技术也不例外。数据管理技术发展至今,主要经历了3个阶段,分别是人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。
3、关于这3个阶段介绍具体如下。1.1数据库管理技术的发展213在20世纪50年代中期以前,计算机主要用于科学计算,硬件方面没有磁盘等直接存取设备。人工管理阶段从20世纪50年代后期到60年代,数据以文件为单位保存在外存储器上,由操作系统管理。文件系统阶段从20世纪60年代后期开始,为了提高数据管理的效率,数据库技术应运而生,由此进入了数据库系统阶段。数据库系统阶段1.1数据库管理技术的发展数据库技术的基本术语1.2学习数据库技术之前,我们先来认识与数据库技术密切相关的基本术语,分别是数据库(Database,DB)、数据库管理系统(Database Management System,DBMS)
4、和数据库系统(Database System,DBS),具体介绍如下。1.2 数据库技术的基本术语数据库是一个存在于计算机存储设备上的数据(Data)集合,该集合中的数据按照一定的数据模型进行组织、描述和存储。可以把数据库看作是按照一定的格式存储数据的仓库,也可看作是电子化的文件柜,用户可以对文件中的数据进行增加、删除、修改、查找等操作。数据库管理系统是一种介于用户和操作系统之间的数据库管理软件,它可以对数据库的建立、维护、运行进行管理,还可以对数据库中的数据进行定义、组织、存取。数据库系统是指由数据库及其管理软件组成的系统,它是为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理系统。1.
5、2 数据库技术的基本术语通过一张图描述数据库系统,具体如下图所示。图片描述了数据库系统的组成部分,其中用户是使用数据库的主体,用户通过数据库应用程序与DBMS进行通信,进而管理 DBMS中的数据。在数据管理过程中,DBMS提供了对数据的组织、存取、管理和维护等功能,数据库提供了对数据的存储功能。1.2 数据库技术的基本术语数据模型1.3数据模型(Data Model)是数据库系统的核心和基础,它是对现实世界数据特征的抽象,为数据库系统的信息表示与操作提供一个抽象的框架。想要更好地理解数据模型,首先应该掌握一些数据模型的理论知识,下面对数据模型的理论知识进行详细讲解。1.3.1 初识数据模型1.
6、3.1 初识数据模型数据模型所描述的内容包括3个部分,分别是数据结构、数据操作、数据约束。这3个部分的具体介绍如下所示。(1)数据结构:数据结构用于描述数据库系统的静态特征,主要研究数据本身的类型、内容、性质以及数据之间的联系等。(2)数据操作:数据操作用于描述数据库系统的动态行为,是对数据库中对象实例允许执行的操作集合,数据操作主要包含检索和更新(插入、删除和修改)两类。(3)数据约束:数据约束是指数据与数据之间所具有的制约和存储规则,这些规则用以限定符合数据模型的数据库状态及其状态的改变,以保证数据的正确性、有效性和相容性。数据模型组成要素数据模型按照数据结构主要分为层次模型(Hierar
7、chical Model)、网状模型(Network Model)、关系模型(Relational Model)和面向对象模型(Object Oriented Model)。1.3.1 初识数据模型1.3.1 初识数据模型用树形结构来表示数据之间的联系,它的数据结构类似一棵置的树,有且仅有一个根节点,其余的节点都是非根节点。层次模型用网状结构来表示数据之间的关系,网状模型的数据结构允许有一个以上的节点无双亲和至少有一个节点可以有多于一个的双亲。网状模型以数据表的形式组织数据,实体之间的关系通过数据表的公共属性表示,结构简单明了,有逻辑计算、数学计算等坚实的数学理论做基础。关系模型用面向对象的思
8、维方式与方法来描述客观实体,它继承了关系数据库系统已有的优势,并且支持面向对象建模,支持对象存取与持久化,支持代码级面向对象数据操作。面向对象模型数据模型常见的数据模型分类使用计算机管理现实世界的对象,需要将客观存在的对象转换为计算机存储的数据。整个转换过程经历了现实世界、信息世界和机器世界3个层次,相邻层次之间的转换都依赖不同的数据模型。下面通过一张图描述客观对象转换为计算机存储数据的过程。1.3.1 初识数据模型概念数据模型是对信息世界的建模,它能够全面、准确的描述信息世界,概念数据模型有很多常用术语,具体如下所示。1.3.1 初识数据模型(1)实体(Entity):实体是指客观存在并可相
9、互区分的事物。(2)属性(Attribute):属性是指实体所具有的某一特性,一个实体可以由若干个属性来描述。(3)联系(Relationship):这里所说的联系是指实体与实体之间的联系,有一对一、一对多、多对多三种情况。(4)实体型(Entity Type):实体型即实体类型,通过实体名(如学生)及其属性名集合(如“学号、学生姓名、学生性别”)来抽象描述同类实体。(5)实体集(Entity Set):实体集是指同一类型的实体集合,如全校学生就是一个实体集。1.3.1 初识数据模型概念数据模型常用术语E-R图也称为实体-联系图(Entity Relationship Diagram),是一种
10、用图形表示的实体联系模型,由Peter Chen于1976年提出。E-R图提供了表示实体、属性和联系的方法,用来描述现实世界的概念模型。E-R图通用的表示方式如下。实体:用矩形表示,将实体名写在矩形框内。属性:用椭圆框表示,将属性名写在椭圆框内。实体与属性之间用实线连接。联系:用菱形框表示,将联系名写在菱形框内,用连线将相关的实体连接,并在连线旁标注联系的类型,联系的类型分为一对一(11)、一对多(1n)、多对多(mn)。1.3.2 E-R图关系模型由IBM公司研究员Edgar Frank Codd于1970年发表的论文中提出,经过多年的发展,关系模型已经成为目前广泛使用的数据模型之一。下面对
11、关系模型的基本概念和关系模型的完整性约束进行讲解,具体如下。1.3.3 关系模型关系(Relation),关系一词与数学领域有关,它是基于集合的一个重要概念,用于反映元素之间的联系和性质。属性(Attribute),二维表中的列称为属性,每个属性都有一个属性名。元组(Tuple),二维表中的每一行数据称为一个元组。域(Domain),域是指属性的取值范围。关系模式(Relation Schema),关系模式是关系的描述,通常可以简记为关系名(属性1,属性2,属性n)。键(Key),在二维表中,若要唯一标识某一条记录,需要用到键(又称为关键字、码)。关系模型的基本概念1.3.3 关系模型为了保证
12、数据库中数据的正确性和相容性,需要对关系模型进行完整性约束,所约束的完整性通常包括域完整性、实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性,具体介绍如下。1.3.3 关系模型1.3.3 关系模型域完整性域完整性是保证数据库字段取值的合理性。参照完整性参照完整性定义了外键和主键之间的引用规则,要求关系中的外键要么取空值,要么取参照关系中的某个元组的主键值。实体完整性实体完整性要求关系中的主键不能重复,且不能取空值。自定义完整性用户自定义完整性是用户针对具体的应用环境定义的完整性约束条件,由DBMS检查用户自定义的完整性。关系模型的完整性约束常见的数据库产品1.4关系模型几乎是数十年来整个数据模型领域的
13、重要支撑,基于关系数据模型组织数据的数据库管理系统,一般称为关系型数据库。随着数据库技术的发展,关系型数据库产品越来越多,常见的产品如下所示。1.4 常见的数据库产品1.4 常见的数据库产品常见的数据库产品Oracle是由甲骨文(Oracle)公司开发的一款关系型数据库管理系统,在数据库领域一直处于领先地位。Microsoft SQL Server广泛应用于电子商务、银行、保险、电力等行业。IBM Db2是由IBM公司研制的一款大型关系型数据库管理系统。MySQL是以客户端/服务器模式实现的,支持多用户、多线程。多学一招多学一招随着互联网Web 2.0的兴起,关系数据库在处理超大规模和高并发的
14、Web 2.0网站的数据时,存在一些不足,需要采用更适合解决大规模数据集合、多重数据种类的数据库,通常将这种类型的数据库统称为非关系型数据库(Not Only SQL,No SQL)。非关系型数据库的特点在于数据模型比较简单,灵活性强,性能高。常见的非关系数据库有以下4种。多学一招多学一招面向文档数据库面向文档数据库将数据以文档形式存储,每个文档是一系列数据项的集合。键值存储数据库键值数据库类似传统语言中使用的哈希表。可以通过Key来添加、查询或者删除数据。图形数据库图形数据库允许将数据以图的方式存储。以图的方式存储数据时,实体会被作为顶点,而实体之间的关系则会被作为边。列存储数据库列存储数据
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