SQL Server数据库教程第1章 数据库系统和数据库设计.ppt
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1、1第第1章章 数据库系统数据库系统和数据库设计和数据库设计1.1 数据库系统介绍数据库系统介绍1.2 数据库设计数据库设计SQL Server 数据库教程(第3版)21.1 数据库系统介绍数据库系统介绍1.1.1 数据库、数据库管理系统数据库、数据库管理系统1.数据数据:数据(Data)是事物的符号表示,数据可以是数字、文字、图像、声音等。2.数据库数据库:数据库(Database)是以特定的组织结构、存放在计算机的存储介质中的相互关联的数据集合。3.数据库管理系统数据库管理系统:数据库管理系统(Data Base Management System,DBMS)是在操作系统支持下的系统软件,它
2、是数据库应用系统的核心组成部分,它的主要功能如下:数据定义功能:提供数据定义语言定义数据库和数据库对象。SQL Server 数据库教程(第3版)31.1 数据库系统介绍数据库系统介绍 数据操纵功能:提供数据操纵语言对数据库中数据进行查询、插入、修改、删除等操作。数据控制功能:提供数据控制语言进行数据控制,即提供数据的安全性、完整性、并发控制等项功能 数据库建立维护功能:包括数据库初始数据的装入、转储、恢复和系统性能监视、分析等项功能。SQL Server 数据库教程(第3版)41.1 数据库系统介绍数据库系统介绍1.1.2 数据模型数据模型 1.层次模型次模型用树状层次结构组织数据,树状结构
3、每一个结点表示一个记录类型,记录类型之间的联系是一对多的联系。层次模型有且仅有一个根结点,位于树状结构顶部,其它结点有且仅有一个父结点。某大学按层次模型组织数据的示例如图1.1所示。SQL Server 数据库教程(第3版)51.1 数据库系统介绍数据库系统介绍2.网状模型网状模型采用网状结构组织数据,网状结构每一个结点表示一个记录类型,记录类型之间可以有多种联系,按网状模型组织数据的示例如图1.2所示。SQL Server 数据库教程(第3版)61.1 数据库系统介绍数据库系统介绍3.关系模型关系模型采用关系的形式组织数据,一个关系就是一张二维表,二维表由行和列组成,按关系模型组织数据的示例
4、如图1.3所示。SQL Server 数据库教程(第3版)71.1 数据库系统介绍数据库系统介绍SQL Server 数据库教程(第3版)81.1 数据库系统介绍数据库系统介绍1.1.3 关系数据库关系数据库关系数据库采用关系模型组织数据,关系数据库是目前最流行的数据库,关系数据库管理系统(Relational Database Management System,RDBMS)是支持关系模型的数据库管理系统。1.关系数据库基本概念关系数据库基本概念 关系:关系就是表(Table),在关系数据库中,一个关系存储为一个数据表。元组:表中一行(Row)为一个元组(Tuple),一个元组对应数据表中的
5、一条记录(Record),元组的各个分量对应于关系的各个属性。属性:表中的列(Column)称为属性(Property),对应数据表中的字段(Field)。SQL Server 数据库教程(第3版)91.1 数据库系统介绍数据库系统介绍 域:属性的取值范围。关系模式:对关系的描述称为关系模式,格式如下:关系名(属性名1,属性名2,属性名n)候选码:属性或属性组,其值可唯一标识其对应元组。主关键字(主键):在候选码中选择一个作为主键(Primary Key)外关键字(外键):在一个关系中的属性或属性组不是该关系的主键,但它是另一个关系的主键,称为外键(Foreign Key)。SQL Serve
6、r 数据库教程(第3版)101.1 数据库系统介绍数据库系统介绍在图1.3中,学生的关系模式为 学生(学号,姓名,性别,出生日期,专业,总学分)主键为学号。成绩的关系模式为 成绩(学号,课程号,成绩)2.关系运算关系运算关系数据操作称为关系运算,投影、选择、连接是最重要的关系运算,关系数据库管理系统支持关系数据库和投影、选择、连接运算。SQL Server 数据库教程(第3版)111.1 数据库系统介绍数据库系统介绍(1)选择选择(Selection)指选出满足给定条件的记录,它是从行的角度进行的单目运算,运算对象是一个表,运算结果形成一个新表。【例1.1】从学生表中选择专业为计算机且总学分在
7、50分以上的行进行选择运算,选择所得的新表如表1.1所示。SQL Server 数据库教程(第3版)121.1 数据库系统介绍数据库系统介绍(2)投影投影(Projection)是选择表中满足条件的列,它是从列的角度进行的单目运算。【例1.2】从学生表中选取姓名、性别、专业进行投影运算,投影所得的新表如表1.2所示。SQL Server 数据库教程(第3版)131.1 数据库系统介绍数据库系统介绍(3)连接连接(Join)是将两个表中的行按照一定的条件横向结合生成的新表。选择和投影都是单目运算,其操作对象只是一个表,而连接是双目运算,其操作对象是两个表。【例1.3】学生表与成绩表通过学号相等的
8、连接条件进行连接运算,连接所得的新表如表1.3所示。SQL Server 数据库教程(第3版)141.1 数据库系统介绍数据库系统介绍1.1.4 数据库系统数据库系统数据库系统(Database System,DBS)是数据库应用系统的简称,数据库系统由数据库、操作系统、数据库管理系统、应用程序、用户、数据库管理员组成,如图1.4所示。SQL Server 数据库教程(第3版)151.1 数据库系统介绍数据库系统介绍数据库应用系统分为客户-服务器模式(C/S)和三层客户-服务器(B/S)模式。1.C/S模式模式应用程序直接与用户打交道,数据库管理系统不直接与用户打交道,因此,应用程序称为前台,
9、数据库管理系统称为后台。因为应用程序向数据库管理系统提出服务请求,所以称为客户程序(Client),而数据库管理系统向应用程序提供服务,所以称为服务器程序(Server),上述操作数据库的模式称为客户-服务器模式(C/S),如图1.5所示。SQL Server 数据库教程(第3版)161.1 数据库系统介绍数据库系统介绍2.B/S模式模式基于Web的数据库应用采用三层客户-服务器模式(B/S),第一层为浏览器,第二层为Web服务器,第三层为数据库服务器,如图1.6所示。SQL Server 数据库教程(第3版)171.2 数据库设计数据库设计1.2.1 需求分析需求分析需求分析阶段是整个数据库
10、设计中最重要的一个步骤,它需要从各个方面对业务对象进行调查、收集、分析,以准确了解用户对数据和处理的需求,需求分析中的结构化分析方法采用逐层分解的方法分析系统,通过数据流图、数据字典描述系统。数据流图:数据流图用来描述系统的功能,表达了数据和处理的关系。数据字典:数据字典是各类数据描述的集合,对数据流图中的数据流和加工等进一步定义,它包括数据项、数据结构、数据流、存储、处理过程等。SQL Server 数据库教程(第3版)181.2 数据库设计数据库设计1.2.2 概念结构设计概念结构设计为了把现实世界的具体事物抽象、组织为某一DBMS支持的数据模型,首先将现实世界的具体事物抽象为信息世界某一
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