第4章數(shù)據(jù)庫概述=創(chuàng)新教育基礎與實踐=大連理工大學

第4章數(shù)據(jù)庫概述孫燾重點：數(shù)據(jù)庫的相關概念1SQLServer數(shù)據(jù)庫環(huán)境2基于SQLServer圖形界面的數(shù)據(jù)操作34.1數(shù)據(jù)庫的相關概念數(shù)據(jù)庫技術產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)管理的最新技術，是計算機科學的重要分支數(shù)據(jù)庫技術是信息系統(tǒng)的核心和基礎，它的出現(xiàn)極大地促進了計算機應用向各行各業(yè)的滲透數(shù)據(jù)庫的建設規(guī)模、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個國家信息化程度的重要標志4.1.1四個基本概念數(shù)據(jù)(Data)數(shù)據(jù)庫(Database)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)4.1.1.1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象數(shù)據(jù)的定義描述事物的符號記錄數(shù)據(jù)的種類文字、圖形、圖象、聲音數(shù)據(jù)的特點數(shù)據(jù)與其語義是不可分的4.1.1.1數(shù)據(jù)舉例學生檔案中的學生記錄（李明，男，1972，江蘇，計算機系，1990）數(shù)據(jù)的形式不能完全表達其內(nèi)容數(shù)據(jù)的解釋語義：學生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學時間解釋：李明是個大學生，1972年出生，江蘇人，1990年考入計算機系請給出另一個解釋和語義4.1.1.2數(shù)據(jù)庫人們收集并抽取出一個應用所需要的大量數(shù)據(jù)之后，應將其保存起來以供進一步加工處理，進一步抽取有用信息數(shù)據(jù)庫的定義數(shù)據(jù)庫(Database,簡稱DB)是長期儲存在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合4.1.1.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)什么是DBMS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，簡稱DBMS）是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。DBMS的用途科學地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護數(shù)據(jù)4.1.1.3

DBMS的主要功能數(shù)據(jù)定義功能

提供數(shù)據(jù)定義語言(DDL)定義數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)操縱功能:提供數(shù)據(jù)操縱語言(DML)

操縱數(shù)據(jù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的基本操作

(查詢、插入、刪除和修改)4.1.1.3

DBMS的主要功能數(shù)據(jù)庫的運行管理保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶對數(shù)據(jù)的并發(fā)使用發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能(實用程序)

數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)批量裝載數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲介質(zhì)故障恢復數(shù)據(jù)庫的重組織性能監(jiān)視等4.1.1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡稱DBS）是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構成。在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構成由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員（和用戶）構成。4.1.2數(shù)據(jù)管理技術的產(chǎn)生和發(fā)展什么是數(shù)據(jù)管理對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護，是數(shù)據(jù)處理的中心問題數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展過程人工管理階段(40年代中--50年代中)文件系統(tǒng)階段(50年代末--60年代中)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(60年代末--現(xiàn)在)4.1.2.1文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結構記錄內(nèi)有結構。數(shù)據(jù)的結構是靠程序定義和解釋的。數(shù)據(jù)只能是定長的。可以間接實現(xiàn)數(shù)據(jù)變長要求，但訪問相應數(shù)據(jù)的應用程序復雜了。文件間是獨立的，因此數(shù)據(jù)整體無結構?？梢蚤g接實現(xiàn)數(shù)據(jù)整體的有結構，但必須在應用程序中對描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。4.1.2.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點數(shù)據(jù)的管理者：DBMS數(shù)據(jù)面向的對象：現(xiàn)實世界 數(shù)據(jù)的共享程度：共享性高 數(shù)據(jù)的獨立性：高度的物理獨立性和一定的邏輯獨立性 數(shù)據(jù)的結構化：整體結構化數(shù)據(jù)控制能力：由DBMS統(tǒng)一管理和控制4.1.2.2應用程序與數(shù)據(jù)的對應關系(數(shù)據(jù)庫系統(tǒng))DBMS應用程序1應用程序2數(shù)據(jù)庫…4.1.3數(shù)據(jù)模型在數(shù)據(jù)庫中用數(shù)據(jù)模型這個工具來抽象、表示和處理現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)和信息。通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實世界的模擬數(shù)據(jù)模型應滿足三方面要求能比較真實地模擬現(xiàn)實世界容易為人所理解便于在計算機上實現(xiàn)4.1.3數(shù)據(jù)模型(續(xù))數(shù)據(jù)模型分成兩個不同的層次(1)概念模型也稱信息模型，它是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模。(2)數(shù)據(jù)模型主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關系模型等，它是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模。

4.1.3數(shù)據(jù)模型的組成要素數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)的約束條件

4.1.3.1數(shù)據(jù)結構什么是數(shù)據(jù)結構對象類型的集合兩類對象與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關的對象與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關的對象數(shù)據(jù)結構是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述4.1.3.2數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實例（值）允許執(zhí)行的操作及有關的操作規(guī)則數(shù)據(jù)操作的類型檢索更新（包括插入、刪除、修改）4.1.3.2數(shù)據(jù)操作(續(xù))數(shù)據(jù)模型對操作的定義操作的確切含義操作符號操作規(guī)則（如優(yōu)先級）實現(xiàn)操作的語言數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。4.1.3.3數(shù)據(jù)的約束條件數(shù)據(jù)的約束條件一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和儲存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。4.1.3.3數(shù)據(jù)的約束條件(續(xù))數(shù)據(jù)模型對約束條件的定義反映和規(guī)定本數(shù)據(jù)模型必須遵守的基本的通用的完整性約束條件。例如在關系模型中，任何關系必須滿足實體完整性和參照完整性兩個條件。提供定義完整性約束條件的機制，以反映具體應用所涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定的語義約束條件。4.1.4概念模型概念模型信息世界中的基本概念概念模型的表示方法4.1.4概念模型概念模型的用途概念模型用于信息世界的建模是現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次是數(shù)據(jù)庫設計的有力工具數(shù)據(jù)庫設計人員和用戶之間進行交流的語言對概念模型的基本要求較強的語義表達能力，能夠方便、直接地表達應用中的各種語義知識；簡單、清晰、易于用戶理解。4.1.4信息世界中的基本概念

(1)實體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體?？梢允蔷唧w的人、事、物或抽象的概念。(2)屬性（Attribute）實體所具有的某一特性稱為屬性。一個實體可以由若干個屬性來刻畫。(3)碼（Key）唯一標識實體的屬性集稱為碼。

4.1.4信息世界中的基本概念(續(xù))(4)域（Domain）屬性的取值范圍稱為該屬性的域。(5)實體型（EntityType）用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體稱為實體型(6)實體集（EntitySet）同型實體的集合稱為實體集4.1.4信息世界中的基本概念(續(xù))(7)聯(lián)系（Relationship）現(xiàn)實世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界中反映為實體內(nèi)部的聯(lián)系和實體之間的聯(lián)系實體型間聯(lián)系:兩個實體型一對一聯(lián)系（1:1）三個實體型一對多聯(lián)系（1:n）一個實體型多對多聯(lián)系（m:n）

4.1.4兩個實體型間的聯(lián)系實體型1聯(lián)系名實體型2111:1聯(lián)系實體型1聯(lián)系名實體型2mnm:n聯(lián)系實體型1聯(lián)系名實體型21n1:n聯(lián)系4.1.4兩個實體型間的聯(lián)系一對一聯(lián)系如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中至多有一個實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集A與實體集B具有一對一聯(lián)系。記為1:1。

實例。班級與班長之間的聯(lián)系：一個班級只有一個正班長一個班長只在一個班中任職4.1.4兩個實體型間的聯(lián)系(續(xù))一對多聯(lián)系如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體集B有一對多聯(lián)系，記為1:n。實例。班級與學生之間的聯(lián)系：一個班級中有若干名學生，每個學生只在一個班級中學習4.1.4兩個實體型間的聯(lián)系(續(xù))多對多聯(lián)系如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中也有m個實體（m≥0）與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體B具有多對多聯(lián)系。記為m:n。實例。課程與學生之間的聯(lián)系：一門課程同時有若干個學生選修一個學生可以同時選修多門課程4.1.4概念模型的表示方法概念模型的表示方法很多實體－聯(lián)系方法(E-R方法)用E-R圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型E-R方法也稱為E-R模型SQLServer2000特點(1) 支持多層客戶機／服務器結構(2) 有完善的分布式數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫功能(3) 具有強大的數(shù)據(jù)庫管理功能(4) 具有強大的網(wǎng)絡功能(5) 支持ANSISQL（標準SQL），并將標準SQL擴展成為更加實用的Transact-SQL；4.2SQLServer介紹是微軟公司推出的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使用SQLServer2000常用工具：企業(yè)管理器、服務管理器、查詢分析器、聯(lián)機叢書。企業(yè)管理器利用企業(yè)管理器能完成的工作有：管理SQLServer服務器；建立與管理數(shù)據(jù)庫；建立與管理表、視圖、存儲過程、觸發(fā)程序、角色、規(guī)則、默認值等數(shù)據(jù)庫對象，以及用戶定義的數(shù)據(jù)類型；備份數(shù)據(jù)庫和事務日志、恢復數(shù)據(jù)庫；復制數(shù)據(jù)庫；設置任務調(diào)度；設置警報；提供跨服務器的拖放控制操作；管理用戶帳戶；建立Transact-SQL命令語句以及管理和控制SQLMail。服務管理器SQLServer服務管理器是在服務器端實際工作時最有用的實用程序。服務管理器用來啟動、暫停、繼續(xù)和停止數(shù)據(jù)庫服務器的實時服務，其提供的服務包括：SQLServer、SQLServerAgent、MSDTC（MicrosoftDistributedTransactionCoordinator，微軟分布式事務協(xié)調(diào)器）。查詢分析器SQLServer2000新的圖形化查詢分析器用于輸入和執(zhí)行Transaction-SQL語句，并且迅速查看這些語句的結果，以分析和處理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。這是一個非常實用的工具，對掌握SQL語言，深入理解SQLServer的管理工作有很大幫助現(xiàn)在使用的數(shù)據(jù)庫為關系型數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫主要有數(shù)據(jù)表組成數(shù)據(jù)表為一個二維的表格表格形式如下：創(chuàng)建一個表主要包括：表名每列的列名數(shù)據(jù)類型長度是否為空常見數(shù)據(jù)類型：整型：bit，smallint，tinyint，int精確數(shù)值型：numeric，decimal貨幣型：money，smallmoney近似數(shù)值型：float，real日期時間型：datetime，Smalldatetime字符型：char，varchar，text統(tǒng)一編碼字符型：nchar，nvarchar，ntext二進制數(shù)據(jù)類型：binary，varbinary，image例如：列名 含義 類型 長度 允許空鍵Sno 學號 char 8 N PSname 姓名 varchar 10 Y Ssex 性別 char 1 Y Sbirth 出生日期 datetime 8 Y Sdept 院系代碼 char 3 Y F4.3基于SQLServer圖形界面的數(shù)據(jù)操作過程如下：啟動企業(yè)管理器選擇或創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫選擇表，右鍵，新建表保存剛才設計表格student，右鍵點擊表，選擇打開表，選擇返回所有行在這個表中即可插入數(shù)據(jù)了練習1在SQLServer上建立：“學生”表Student、“院系”表Department、“課程”表Course、“學生選課”表SC練習2(1) 向Student表增加“入學時間”列Scome，其數(shù)據(jù)類型為日期型；(2) 將姓名字段Sname長度改為20；(3) 刪除Sbirth列；(4) 刪除學生表；關于主鍵主鍵的存在就代表著表結構的完整性，表的記錄必須得有唯一區(qū)分