第1讲引论及因特网应用

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派莞翠
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1 第 7 讲数据库信息科学技术学院林龙新

2 提纲 1. 课程目的和要求参考书教学安排教学模式考核方式 2. 课程教学知识点结构 3. 本讲主体内容 4. 课堂随机提问和讨论 5. 实验要求

3 课程目的和相关要求目的对计算机计算机系统网络有全面认识初步学会用计算机求解本专业问题, 编程是用计算机的核心培养一定的计算思维能力通过程序设计能力的培养提升面向理工类学科的研究要求原则上不能缺课, 缺课三次取消考试资格课前短时间预习课堂 5-10 分钟随机提问互动考核方式平时 30%, 考试 70%( 闭卷理论考试, 含 1 次期末综合实验 ) 平时包含 : 2 次平时小作业 + 考勤综合实验采用 : 分组实现 + 现场讲解的方式闭卷考试 : 基本理论算法编程

4 课程目的和相关要求教材计算机科学基础, 陆汉权主编, 电子工业出版社参考书计算机科学概论 ( 第 3 版 ), Nell Dale,John Lewis, 张欣, 胡伟译, 机械工业出版社计算机网络 (5th),Andrew S.Tanenbaum, David J.Wetherall, 清华大学出版社深入浅出 Networking, AlAnderson,Ryan Benedetti, 电子工业出版社在线资料 WiKi: 数据库

5 教学日历安排课程目的和相关要求

6 教学模式课程目的和相关要求课前简短预习课堂教师讲解和学生问题互动实验训练课后复习考试

7 教学模式课程目的和相关要求

8 课程教学知识点结构大学计算机基础 ( 理工 ) 知识点和总体规划

9 本讲知识点结构

10 第 7 讲数据库 ( 主体内容 )

11 7.1 数据库基本概念什么是数据库? 数据库是一个持久数据的结构化集合, 是数据的组织和存储为什么要使用数据库? 实现了数据的集中管理保持数据的独立性是计算机信息系统与应用程序的核心技术和重要基础支持事务处理, 能够保证数据的完整性可以存放大量的数据, 并能够有效地进行数据的组织和管理可以高速高效检索数据数据库的信息可以重组可以进行各种数据处理

12 什么是数据库系统? 7.1 数据库基本概念构成数据库系统的 4 个部分 : 数据存储器数据库管理系统数据库应用软件 : 包括实用程序开发工具设计辅助报表制作等数据库用户应用程序设计员 : 编写数据库应用程序最终用户 : 数据库的直接使用者数据库管理员或叫做 DBA : 负责对数据库进行规划设计协调维护及管理的工作人员

13 7.1 数据库基本概念数据库管理系统 (DBMS): DBMS 是软件和数据的结合, 是进行数据库创建管理维护的软件系统包括 : 物理数据库 : 数据存放在外存磁盘上,DBMS 以文件或其他形式实现数据的存放数据库引擎 : 实现用户和物理数据库之间的交互数据库模式 : 这是独立于物理数据的逻辑表达, 展示了数据库中各数据项之间的关系

14 7.1 数据库基本概念 DBMS 支持的功能数据定义数据操纵 : 查询添加修改和删除数据库中的数据数据控制 : 设置或者更改数据库用户或角色权限系统存储过程 : 目的在于能够方便地从系统表中查询信息, 或完成更新数据表相关的管理任务, 包括系统管理任务 DBMS 还需要实现对数据库的优化, 保证数据的完整性和安全性, 能够进行数据恢复和进行并发任务, 还包括数据字典

15 常见的数据库产品 Oracle DB2 Sybase MySQL( 开源 ) SQL Server Access( 小型数据库 ) Visual FoxPro 7.1 数据库基本概念

16 7.1 数据库基本概念数据库的三级体系结构内层 : 决定数据在存储器中的实际位置, 需要考虑数据的存取方法, 与操作系统的存储器管理相关概念层 : 定义数据的逻辑结构, 把数据库内部的数据以用户能够接受的形式提供给外层外层 : 提供应用程序和用户的连接

17 7.1 数据库基本概念数据库模型数据库模型定义了数据的逻辑关系, 也给出了不同类型数据之间的关系不同的数据模型有不同类型的数据管理系统, 可分为 : 层次型数据库 : 使用树状结构来表示数据库中的记录及其联系网状型数据库 : 使用有向图 ( 网络 ) 来表示数据库中的记录及其联系关系型数据库 ( 当前最主流 ): 用二维表格的形式来表示数据库中的数据及其联系面向对象型数据库 : 是面向对象技术与数据库技术相结合的产物

18 关系型数据库 7.2 关系型数据库和 SQL 数据库的关系模型首先由 IBM San Jose Research Lab 的 E.F.Codd 于 1970 年提出的关系模型由表 (Table) 集合而成, 确切地说, 是由关系集合而成关系在关系型数据库中, 数据库的外部形态就是表从表面上看, 关系就是一个二维的表格这并不是指数据在数据库中就是以表的形式存储的

19 笛卡尔积 7.2 关系型数据库和 SQL 王芳男计算机语言王雷男计算机语言李平男计算机语言定义 : 给定一组域 D1,D2, Dn, 这些域可以完全不同, 也可以部分或全部相同 D1,D2, Dn, 的笛卡儿积为 D1 D2 Dn= 王芳男数据结构王雷男数据结构李平男数据结构 {(d1,d2, dn) 叫做一个 n 元组, 或简称为元组元素中每一王芳男计算机网络王雷男计算机网络李平男计算机网络个值 di 叫做一个分量笛卡儿积可表示为一个二维表表中的每行对应一个元组, 表中的每王芳女计算机语言王雷女计算机语言李平女计算机语言列对应一个域如果我们给出三个域 : D1={ 王芳, 王雷, 李平 }( 学生集合 ) 王芳女数据结构王雷女数据结构李平女数据结构 D2={ 男, 女 }( 性别集合 ) 王芳女计算机网络王雷女计算机网络李平女计算机网络 D3={ 计算机语言, 数据结构, 计算机网络 }( 课程集合 ) 则 D1 D2 D3=

20 关系 7.2 关系型数据库和 SQL 关系是笛卡尔积的子集, 所以关系也是一个二维表, 表的每行对应一个元组, 表的每列对应一个域, 由于域可以相同, 为了加以区分, 必须对每列起一个名字关系中的每一列称为属性, 列名称为属性名学生选课表 ( 姓名, 性别, 所选课程 ) 姓名性别所选课程王芳女计算机语言王雷男数据结构李平男计算机网络

21 7.2 关系型数据库和 SQL 关系的操作插入 (Insert): 是一元操作, 插入一个新记录 ; 删除 (Delete): 是一元操作, 删除一个新的记录 ; 更新 (Update): 是一元操作,, 更新表的记录选择 (Select): 作用于单个关系, 根据给定的条件从这个关系中得到一个新关系, 如在一个全校性的数据库中选择某一个班级的学生名单连接 (Link): 将两个关系组合成一个新关系, 这是关系代数中最重要也是数据库系统中最难实现的操作并 (Union): 二元操作, 形成一个新关系, 包含了被操作的两个关系中所有不同的记录交 (Intersection): 二元操作, 形成的新关系, 包含了被操作的两个关系中都有的那些记录

22 7.2 关系型数据库和 SQL 关系的并差交和笛卡儿积例 : 设有两个关系 R 和 S, 且 R 和 S 具有相同的关系模式, 则分别求出关系 R 和关系 S 的并差交和笛卡儿积, 如下图所示关系 R A B C a b c d g f x y z 关系 S A B C e b c d g f 关系 R S A B C a b c d g f x y z e y c 关系 R S A B C d g f 关系 R-S A B C a b c x y z 关系 R S A B C A B C a b c b e a a b c d g f d g f b e a d g f d g f x y z b e a x y z d g f

23 关系数据库管理系统 7.2 关系型数据库和 SQL 在目前应用的数据库系统中, 关系型数据库管理系统占据绝对统治地位, 早期的层次型和网状结构的数据库都已经退出了市场关系模型所确定的目标有三点 : 数据的独立性 ; 数据处理的完整性和完备性面向网络的数据操作语言的发展

24 7.2 关系型数据库和 SQL SQL 语言 SQL (Structured Query Language) 结构化查询语言, 最早是 IBM 为其关系数据库管理系统 System R 开发的一种查询语言, 目前大多数关系数据库都支持 SQL 一般的程序设计语言, 如 C Java 等语言, 缺乏对数据库的操作通过嵌入 SQL 语句就可以扩展其对数据库操作的能力数据库应用设计基本上就是采用这个途径, 把这样的通用编程语言叫做宿主语言 (Host Language)

25 7.2 关系型数据库和 SQL SQL 包括 4 个部分 : 数据查询语言 DQL(Data Query Language) 数据操纵语言 DML(Data Manipulation Language) 查询添加修改和删除数据库中数据的语句 ; SQL 语言相对独立的系统, 并不是 DBMS 的一部分 ; 实际上在数据库系统把 SQL 处理器设置为一个内核程序 ; 数据定义语言 DDL(Data Definition Language ) 定义和管理数据库中各种对象, 包括 Create Alter Drop; 数据控制语言 DCL(Data Control Language) 包括 Grant Deny Revoke;

26 7.2 关系型数据库和 SQL SQL 的特点 : 非过程化语言它一次处理一个记录, 对数据提供自动导航允许用户在高层数据结构上工作, 集合输入, 集合输出不要求指定数据存放方法集中精力于要得到的结果 SQL 语句使用查询优化器数据存取的快速手段统一的语言用于所有用户的 DB 活动 DBA 程序员及其他用户命令简单 : 如查询 Selecet, 对数据记录多表查询多种命令包括 : 记录操作 ; 维护 DB 的一致性和完整性以前的 DBMS 为各类操作单独的语言,SQL 统一语言所有关系数据库的公共语言用 SQL 编写的程序都是可以移植的

27 7.2 关系型数据库和 SQL SQL 的特点 : 非过程化语言它一次处理一个记录, 对数据提供自动导航允许用户在高层数据结构上工作, 集合输入, 集合输出不要求指定数据存放方法集中精力于要得到的结果 SQL 语句使用查询优化器数据存取的快速手段统一的语言用于所有用户的 DB 活动 DBA 程序员及其他用户命令简单 : 如查询 Selecet, 对数据记录多表查询多种命令包括 : 记录操作 ; 维护 DB 的一致性和完整性以前的 DBMS 为各类操作单独的语言,SQL 统一语言所有关系数据库的公共语言用 SQL 编写的程序都是可以移植的

28 SQL 查询例子 7.2 关系型数据库和 SQL

29 面向对象的数据库 : 7.3 其他数据库技术及应用将信息与处理信息的过程 ( 程序 ) 综合在一起的数据库模型, 具有存储能力, 同时允许人们使用信息以及处理该信息的程序分布式的数据库 ( 分割式复制式 ) 决策支持和数据仓库数据集市数据挖掘自然语言数据库

30 7.3 其他数据库技术及应用构建数据库系统现代的数据库系统都是基于网络服务器结构, 因此数据库系统可以看作由两个简单的部分组成 (C/S 模式 ): 服务器 (Server) 客户 (Client) 数据库应用程序随着网络技术的发展, 一些数据库应用直接使用网络软件 ( 如浏览器 IE) 进行数据库的访问, 用户不需要专门的数据库应用程序, 这种结构则叫做 B/S(Browse/Server) 模式

31 7.3 其他数据库技术及应用构建数据库系统 C/S 模式 : 应用程序可以是由客户自己编写的, 也可以是委托第三方开发的服务器可被认为是 DBMS, 或者说 DBMS 是安装在服务器上的客户端程序和服务器程序安装在同一台机器上单用户结构如果多个用户使用不同的客户端机器访问另一台机器上的数据库服务器分布式结构应用程序 DBMS 客户端服务器

32 7.4 实验相关

33 7.5 Q & A 大型数据库系统如 Oracle MS SQL Server IBM DB2 MySQL 等, 请通过资料的收集, 归纳其中一种的主要功能和应用情况 MS Office 系统中的 Access 也是一种关系数据库, 它有什么特点? 它是如何工作的? 什么是数据挖掘? 为什么说数据库中隐藏着软黄金? 举例说明如何构建数据库系统?

34 7.6 下一讲内容请预习第 8 章计算机网络

35 Thank you!

幻灯片 1

幻灯片 1 沈阳工业大学 2014 年 6 月第 7 章数据库技术基础主要内容 : 7.1 数据库概述数据库基本概念数据模型逻辑数据模型数据库系统的产生和发展常用的数据库管理系统 7.2 Access 2010 数据库创建及维护创建 Access 2010 数据库创建

第1讲 引论及因特网应用

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