数据库原理及应用

1. 数据库原理及应用 信息管理与工程系 张宇敬 电话：13832200532 QQ：747595008 《数据库原理》是河北省精品课程 http://jpk.hbcf.edu.cn/shujukuyuanli/db/index.html

2. 数据库系统教程 第1章 数据库概述

3. 问题导入 什么是数据库技术？ 你了解当前流行的数据库产品吗？ 举例说明，在我们生活中数据库是如何应用的？ 数据库原理课程的地位，它的先修后续课程有哪些？ 为什么学？学什么？怎么学？

4. 教材及参考书(1) 教材 何玉洁等：数据库系统教程，人民邮电出版社，2010.9

5. 教材及参考书(2)  参考书 萨师煊，王珊：数据库系统概论(第四版) ， 高等教育出版社，中国人民大学 Date C J, An Introduction to DatabaseSystem (Ed.7), Addison-Wesley,2000 王珊，陈红：数据库系统原理教程， 清华大学出版社，2000 2．C.J.Date著，孟小峰，王珊等译. 数据库系统导论. 北京：机械工业出版社. 3．Abraham Silberschatz，Henry F.Korth，S.Sudarshan著，杨冬青，唐世渭等译.

6. 教材及参考书(3) Jeffrey D.Ullman,Jennifer Widom著，史嘉权等译. 数据库系统基础教程. 北京：清华大学出版社. 王珊，陈红. 数据库系统原理教程. 北京：清华大学出版社. 李昭原.数据库技术新进展（第二版）. 北京：清华大学出版社.  上机软件 SQL Server 2005 开发版

7. 学习方式  听课 （启发式、讨论式）  读书 （预习、复习）  报告 （综合练习）

8. 考试成绩 理论课+实验(34+20学时) 期末考试形式为笔试 总评成绩由平时成绩和期末成绩组成 平时成绩占30%～40% 期末考试占70%～60% 课程设计(14学时) 总评成绩由平时成绩和实习作业组成 平时成绩占30% 实习作业占70%

9. 数据库 数据的仓库，即数据存放的地方 9 什么是数据库技术 小数据库 可用手工管理 大型数据库 必须由计算机进行管理 科学计算 计算机三大主要应用领域？ 过程控制 70% 数据处理 • 通讯录： • 图书馆： 北京林业大学 软件教研室

10. 数据库技术的地位 计算机改变了世界。在对各行各业渗透最广、介入最深、影响最大的为数不多的几个计算机技术的分支中，数据库技术占了重要的地位。数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支 数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志 40年来，数据库技术与时俱进，日新月异，不断开拓新的研究方向，推出新的软件系统，涌现新的应用领域。数据库技术已经成为计算机科学基础教育中重要的课程。

11. 数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透。数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透。 动态网页分两部分，前台和后台，前台就是我们一般所见到的网页，后台包括数据库以及连接数据库和前台页面的交互程序，一般有asp,jsp,php等。可以打个比方，数据库好比人的大脑，里面存储着很多内容，前台页面好比人的各种表情动作，交互程序好比人的神经系统，通过神经系统将人大脑中的某项内容指令传递给人体各个部位进行相关动作。 所以，可以说数据库是动态网页的心脏，核心。数据库技术自然是动态网页设计中最重要的一个环节。

12. 所谓MIS（管理信息系统--Management Information System）系统 ，现代管理信息系统是一个以人为主导,利用计算机硬件、软件、网络通信设备以及其他办公设备,进行信息的收集、传输、加工、储存、更新和维护，以企业战略竞优、提高效益和效率为目的，支持企业的高层决策、中层控制、基层运作的集成化的人机系统。 数据库是MIS系统的核心。

13. 生活中的数据库系统 学生选课系统 校园一卡通 图书借阅系统 食堂售饭系统 机房管理系统 火车售票系统 飞机售票系统 信用卡系统

14. 《数据库原理》课程研究对象 本课程以sql server 2005为主线，以数据库系统的基本原理和使用方法作为主要的研究对象，研究如何存储、使用和管理数据，介绍数据库的基本理论、数据库的组织和结构，阐述数据库系统的设计和开发方法，研究当前数据库的最新技术及最新发展，本课程使学生具备数据库系统的设计、管理和维护的能力。

15. 数据库原理课程性质 《数据库原理》是计算机各专业以及电子商务专业的一门专业基础课程。面向实际应用，有较强的理论性和实用性。数据库的理论和技术是计算机科学和技术的一个重要分支，是构成信息系统的重要基础。它研究如何存储、使用和管理数据,有较强的理论性和实用性。 数据库技术起源于实际应用，它的强大生命力在于应用，因此这门课程的特点是理论性和实践性都很强。数据库技术目前已成为信息系统的核心和基础，《数据库系统原理》课程是《数据库综合实训》，《管理信息系统》，《毕业设计》等后续课程的基础。数据库原理将涉及到计算机许多领域的知识和相关的应用，《数据库原理》课程与信息类相关课程有着极为紧密的关系，它是一门承前启后的课程。

16. “数据库原理” 课程的特点： 理论性： 实用性： 可操作性： 创新性: 关系运算理论、模式设计理论等； 数据库语言、数据库设计； 较强,有大量问题和应用值得分析 和设计； 有许多深层的问题具有发展的 余地，有待去挖掘、发现和总结。

17. 课程教学目的和要求：  掌握数据库系统的基本概念和原理；  理解SQL、关系代数和关系演算等数据库语言；  学会关系数据库规范设计的方法和步骤；  了解数据库系统的实现技术； • 具备使用关系数据库软件开发数据库应用 系统的能力 。

18. 第1章 数据库概述 概述 一些基本概念 数据管理技术的发展 数据独立性 数据库系统的组成

19. 1.1 概述 • 随着信息管理水平的不断提高， 应用范围的日益扩大，信息已成为企业的重要财富和资源。 • 作为管理信息的数据库技术也得到了很大的发展，其应用领域也越来越广泛。 • 飞机、火车订票系统、商场的进货与销售、图书馆对书籍及借阅的管理等。

20. 数据库技术 • 数据库是数据管理的最新技术 • 主要研究内容是如何对数据进行科学的管理，以提供可共享、安全、可靠的数据。 • 数据库技术一般包含数据管理和数据处理两部分。

21. 数据库系统 • 本质上是一个用计算机存储数据的系统 • 可以将数据库看成是一个电子文件柜 • 除保存数据外，还提供对数据进行各种管理和处理： • 安全管理 • 数据共享 • 数据查询

22. 1.2 一些基本概念 • 数据是数据库中存储的基本对象。 • 文本、图形、图像、音频、视频、商品销售情况等都是数据。 • 可以将数据定义为：数据是描述事物的符号记录。 • 数据有多种表现形式，可以经过数字化后保存在计算机中。

23. 数据 • 数据需要经过解释才能明确其表达的含义。20 • 当解释其代表人的年龄时就是20岁。 • 当解释其代表商品价格时，就是20元。 • 数据和解释不可分。 • 数据的解释是对数据的说明。 • 数据的含义称为数据的语义。

24. 事物的描述 • 在日常生活中，一般直接用自然语言来描述事物。 • 如描述一门课程的信息： • 数据库系统基础课程，4个学分，第4学期开设。 • 但在计算机中经常按如下形式描述： • （数据库系统基础，4，4） 记录

25. 数据库（Database） • 是存放数据的仓库。 • 永久存储在计算机存储设备上。 • 按一定的格式存储。 • 是有组织的、可共享的大量数据的集合。

26. 数据库管理系统 • Database Management System ——DBMS • 是一个专门用于实现对数据进行管理和维护的系统软件。 操作系统

27. 数据库管理系统主要功能 • 数据库的建立与维护 • 数据定义 • 数据组织、存储和管理 • 数据操作 • 事务的管理和运行

28. 数据库系统 • 一般由数据库、数据库管理系统（及相关实用工具）、应用程序、数据库管理员组成。 应用程序 DBMS 实用工具 应用程序 DBA

29. 1.3 数据管理技术的发展 • 人工管理阶段 • 文件管理系统 • 数据库管理系统

30. 人工管理 时期 40年代中--50年代中 产生的背景 应用需求 科学计算 硬件水平 无直接存取存储设备 软件水平 没有操作系统 处理方式 批处理 30

31. 人工管理(续) 特点 数据的管理者：应用程序，数据不保存。 数据面向的对象：某一应用程序 数据的共享程度：无共享、冗余度极大 数据的独立性：不独立，完全依赖于程序 数据的结构化：无结构 数据控制能力：应用程序自己控制 31

32. 应用程序与数据的对应关系(人工管理) ...… ...… 应用程序１ 数据集１ 应用程序２ 数据集２ 应用程序ｎ 数据集n 32

33. 文件系统 时期 50年代末--60年代中 产生的背景 应用需求 科学计算、管理 硬件水平 磁盘、磁鼓 软件水平 有文件系统 处理方式 联机实时处理、批处理 33

34. 文件系统(续) • 特点 • 数据的管理者：文件系统，数据可长期保存 • 数据面向的对象：某一应用程序 • 数据的共享程度：共享性差、冗余度大 • 数据的结构化：记录内有结构,整体无结构 • 数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序 • 数据控制能力：应用程序自己控制 34

35. 文件管理操作模式

36. 文件管理示例 应用程序A1 应用程序A2 学生基本信息管理 学生选课管理 学生信息 文件F1 课程信息 文件F2 学生选课信 息文件F3 （学号，姓名，系，专业，性别， 通讯地址，联系电话，民族） （学号，姓名，系，专业， 课程号，学分，成绩）

37. 文件方式管理数据的缺点 • 编写应用程序不方便 • 数据冗余不可避免 • 应用程序依赖性 • 不支持对文件的并发访问 • 数据间联系弱 • 难以按用户视图表示数据 • 无安全控制功能

38. 编写应用程序不方便 • 应用程序编写者必须清楚地了解所用文件的逻辑及物理结构， • 如文件中包含多少个字段， • 每个字段的数据类型， • 采用何种逻辑结构和物理存储结构。 • 对文件的查询、修改等处理都必须在应用程序中编程实现。

39. 数据冗余不可避免 • 数据冗余所带来的问题不仅仅是存储空间的浪费，更为严重的是造成了数据的不一致（inconsistency）。 • 如：某学生所学的专业发生了变化，如果只在F1文件中进行修改，而忘记在F3中应做同样的修改。则会造成同一名学生在两个文件中的“专业”不一样。

40. 应用程序依赖性 • 应用程序对数据的操作依赖于存储数据的文件的结构。 • 文件和记录的结构通常是应用程序代码的一部分，如C程序的struct。 • 文件结构的每一次修改，都将导致应用程序的修改。

41. 不支持对文件的并发访问 • 文件最初是作为程序的附属数据出现的，它一般不支持多个应用程序同时对同一个文件进行访问。 • 例如：某用户打开了一个Excel文件，当第二个用户在第一个用户未关闭此文件前打开此文件时，只能以只读方式打开此文件，而不能对此文件进行修改。

42. 数据间联系弱 • 文件与文件之间是彼此独立、毫不相干的，文件之间的联系必须通过程序来实现。 • 比如F3文件中的学号、姓名等学生的基本信息必须是F1文件中已存在的（即选课学生必须是已存在的学生） • 数据之间的联系是实际应用当中所要求，但文件本身不具备自动实现这些联系的功能。

43. 难以满足不同对数据用户的需求 • 不同的用户关注的数据往往不同。 • 例如，对于学生基本信息， • 分配学生宿舍的部门可能只关心学生的学号、姓名、性别和班号。 • 教务部门可能关心的是学号、姓名、所在系、专业和班号。 • 需要为每个用户建立一个文件，这势必造成很多的数据冗余。

44. 无安全控制功能 • 在文件管理方式中，很难控制某个人对文件能够进行的操作。如： • 只允许某个人查询和修改数据，但不能删除数据， • 或者对文件中的某个或者某些字段不能修改等。 • 在实际应用中，数据的安全性是非常重要且不可忽视的。

45. 数据库系统 时期 60年代末以来 产生的背景 应用背景 大规模管理 硬件背景 大容量磁盘 软件背景 有数据库管理系统 处理方式 联机实时处理,分布处理,批处理 45

46. 数据库系统(续) 特点 数据的管理者：DBMS 数据面向的对象：现实世界 数据的共享程度：共享性高 数据的独立性：高度的物理独立性和一定的逻辑独立性 数据的结构化：整体结构化 数据控制能力：由DBMS统一管理和控制 46

47. 数据库操作模式 数据库管理系统

48. 数据库管理示例 各学院 程序 学生基本信息管理 学生有 关的数 据库 数据库 管理系统 教务部门 程序 学生选课管理

49. 数据库管理的优点 • 相互关联的数据的集合 • 较少的数据冗余 • 程序与数据相互独立 • 保证数据的安全、可靠 • 最大限度地保证数据的正确性 • 数据可以并发使用并能保证一致性

50. 学生 课程 相互关联的数据的集合 • 数据库中的数据不是孤立的，数据与数据之间是相互关联的。也就是说，在数据库中不仅要能够表示数据本身，还要能够表示数据与数据之间的联系。 学生与课程之间的联系