目录
课程学习目标
本课程教学内容
课程教材
课程实践使用的数据库软件
第1章 数据库系统概论
1、数据库系统概述
一、基本概念：
数据：文字，图片等数据化后存入计算机；
数据库（DB）：按一定的数据模型组织的共享数据
数据库管理系统（DBMS）：定义数据和对数据进行增删查改的数据库软件
数据库的运行管理：DBMS对数据库的建立、运行、维护等统一管理
数据库系统：数据库，数据库管理系统，应用系统，数据库管理员DBA和用户
二、数据管理与数据处理
数据管理：对数据进行相关操作
数据处理：对数据进行较大本质性的变动
管理与处理的关系：源数据—-数据管理—-数据处理—-新数据
三、数据管理的发展阶段
1、人工管理阶段（程序员管理阶段）：人工通过单个应用程序处理单个数据
2、文件系统阶段：有大容量外存、文件系统、批处理联机实时处理等处理方式为基础，通过操作系统控制多个应用程序处理多个数据
3、数据库系统阶段：文件系统不能适应大数据量、多应用共享数据的根本原因：数据没有集中管理，所以通过数据库统一管理、控制、共享使用，所以通过由DBMS控制多个应用程序和数据库
4、从四个方面各个阶段的比较：
2、数据库系统的构成
数据库系统的构成：五大部分
用户、应用程序员、数据库管理员：用户就是使用数据库的人，应用程序猿是造软件方便用户使用的人，数据库管理员就是管数据库的
数据库、数据库系统与数据管理系统（DBMS） 区别
数据库(DataBase,DB)：就是仓库
数据库系统（DataBase System，DBS）：就是方便使用数据库的系统
数据库管理系统DBMS：就是管理数据库和数据的软件
DBMS的主要功能和机制
1．DBMS的主要功能：建立数据库，增删查改
2．DBMS的工作机制：将用户操作转化为文件操作
DBMS的模块组成
常见的数据库管理系统
数据库系统的结构类型
1、集中式系统：类似银行主机和给用户操作的终端，终端不运算
2. 客户机／服务器系统：服务器负责管理，客户机负责数据处理，客户机运算
2. 三层客户机／服务器系统：易于功能拆分
3．分布式系统：相当于多个数据库通过 线相连
4．并行式系统：多台电脑同时进行操作
数据库系统研究的对象：高效低廉
数据库方向的主要研究领域：
3、数据库技术的特点及应用
1．数据库技术的主要特点
2．数据库技术应用：应用广泛
4 数据库技术的发展
1．分布式数据库技术：将数据库和计算放在本地，数据库之间考 络链接
2. 面向对象数据库技术：存储多个对象的数据库，例如学生（姓名，学 ，学籍等）
3. 面向应用领域的数据库技术：专业领域
数据库技术的发展趋势：未来方向
NoSQL数据库技术：了解即可
NoSQL有如下优点：易扩展和大数据量
NoSQL数据库的类型
（1）键值(Key-Value)存储数据库：哈希表，大量数据查询快，少量慢
（2）列存储数据库：相同的数据类型存一起，适合数据仓库的统计查询，不适合数据处理
（3）文档型数据库：存办公文档
（4）图形(Graph)数据库
NewSQL数据库技术：了解即可
5、数据模型：就是定义一个类：数据结构+操作+约束
数据模型的类型：了解即可
（1）概念模型：只关心数据本身的结构，不关心使用链表还是树状结构存储
（2）逻辑（结构）模型(LDM)：设计出数据结构
（3） 物理数据模型(PDM)：数据的相关操作
概念模型的基本概念
1、实体与记录：就是一个事物的相关数据的集合
信息世界：就是现实世界
数据世界：就是计算机里面概念的一一对应
2、型与值：类似int a的关系，或者柏拉图的理想型
3、实体间的联系：一对一，一对多，多对多
实体内部的联系（属性间的联系）：例如姓名和出生年月的关系
实体之间的联系： 张三和李四是同学关系，还有可能是上下级关系等等
4、概念模型的表示方法之一：
实体—联系方法
数据模型的组成要素：结构+操作+约束
层次数据模型：就是树形的数据结构
状数据模型：就是 状的数据结构
关系数据模型：就是一个元素为元组的数组
面向对象模型：就是java中的类
1. 面向对象的概念
2) 基本思想：贴近生活
2. 面向对象的特性:抽象、封装、多态，了解即可
6、数据库的三级模式结构：了解即可
1．数据模式：int a
2. 数据库的三级模式结构：内、概念、外
（1）外模式：你看到的数据库长什么样子的
（2) 模式：数据结构+存了什么数据
（3）内模式：数据到底是怎么存进计算机的
数据库的二级映像
物理独立性：改变存储设备、方式不改变软件
逻辑独立性：改变数据结构不改变软件
1．外模式／模式映像
2. 模式／内模式映像
数据库理论与应用、设计之间的关系
7、数据库应用系统开发阶段：怎么开发数据库
本讲主要内容回顾
作业
一、单选题
二、判断题
第2章 数据库关系模型
第3章 数据库操作SQL语言
第4章 数据库设计与实现
第5章 数据库管理
第6章 数据库应用编程
第7章 NoSQL数据库技术
课程学习目标
CO1:掌握数据库系统基本概念、数据模型原理、数据库编程语言、数据库系统管理、NoSQL数据库技术原理等基础知识。
CO2:掌握数据库建模设计技术，能够给出数据库的优化设计方案，培养数据库设计能力。
CO3:掌握数据库SQL语言和数据库管理技术，能够对实现结果给出合理性解释,培养数据库操作访问与数据库系统管理能力。
CO4:掌握数据库应用编程技术及其开发工具的使用，培养数据库应用编程能力,同时培养解决复杂工程问题的数据库应用系统开发能力。
本课程教学内容
数据库系统概论
数据库关系模型
结构化查询SQL语言
数据库设计与实现
数据库管理
数据库应用编程
NoSQL数据库技术
课程教材
“数据库系统 – 原理、设计及编程 ”（Mooc版） ，陆鑫，张凤荔，陈安龙，人民邮电出版 , 2019.1
课程实践使用的数据库软件
（1） Postgre SQL 14.2
（2） pgAdmin4
（3） Sybase PowerDesigner16.6
第1章 数据库系统概论
1、数据库系统概述
一、基本概念：
数据：文字，图片等数据化后存入计算机；
数据库（DB）：按一定的数据模型组织的共享数据
数据库管理系统（DBMS）：定义数据和对数据进行增删查改的数据库软件
数据库的运行管理：DBMS对数据库的建立、运行、维护等统一管理
数据库系统：数据库，数据库管理系统，应用系统，数据库管理员DBA和用户
1、数据：描述事务的符 记录。可用文字、图形等多种形式表示，经数字化处理后可存入计算机。
2、数据库（DB）：按一定的数据模型组织、描述和存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
3、数据库管理系统（DBMS）：位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件。
主要功能包括：
数据定义功能：DBMS提供DDL，用户通过它定义数据对象。
数据操纵功能：DBMS提供DML，用户通过它实现对数据库的查询、插入、删除和修改等操作。
数据库的运行管理：DBMS对数据库的建立、运行和维护进行统一管理、统一控制，以保证数据的安全性、完整性、并发控制及故障恢复。
数据库的建立和维护功能：数据库初始数据的输入、转换，数据库的转储、恢复、重新组织及性能监视与分析等。
4、数据库系统（DBS）：计算机中引入数据库后的系统，包括
- 数据库DB
- 数据库管理系统DBMS
- 应用系统
- 数据库管理员DBA和用户
二、数据管理与数据处理
数据管理：对数据进行相关操作
数据处理：对数据进行较大本质性的变动
管理与处理的关系：源数据—-数据管理—-数据处理—-新数据
1、数据管理：
对数据收集、整理、组织、存储、维护、检索、传送等
目标：在恰当的时候以恰当的形式给特定的人提供适当的数据。
2、数据处理：是对数据进行加工的过程。对数据进行的查询、分类、修改、变换、运算、统计、汇总等都属于加工。其目的是根据需要,从大量的数据中抽取出有意义、有价值数据(信息),作为决策和行动的依据，其实质是信息处理。
3、管理与处理的关系：
- 管理是处理的基础
- 处理为管理服务
注意：
数据处理与数据管理的区别：狭义上一般使数据发生较大根本性变化的数据加工称为数据处理(其他称为数据管理)，如汇总，
而广义上时常不加区别地统称为数据处理。
管理和处理又可看成一个问题的两个阶段，故可以统一起来，其中心是管理
三、数据管理的发展阶段
人工管理阶段（50年代中期以前）
文件系统阶段（50年代中期至60年代后期）
数据库系统阶段（60年代后期以后）
1、人工管理阶段（程序员管理阶段）：人工通过单个应用程序处理单个数据
特点：
① 数据不保存
② 程序员负责数据管理的一切工作
③ 数据和程序一一对应，没有独立性和共享性
2、文件系统阶段：有大容量外存、文件系统、批处理联机实时处理等处理方式为基础，通过操作系统控制多个应用程序处理多个数据
基础
硬件：有了大容量直接存储外存设备，如磁盘、磁鼓等
软件：有了专门的数据管理软件–文件系统
处理方式：有批处理、联机实时处理等
又可分为两个阶段
（1）60年代初期出现了初等的文件系统
主要特点：组织方式：顺序文件
数据结构：物理结构 = 逻辑结构
软件功能：仅有简单I/O操作
（2）60年代中期出现了成熟的文件系统
主要特点：组织方式：顺序和随机存取并用
数据结构：物理结构和逻辑结构有了简单的变换
软件功能：软件系统提供了存取方法
三个主要缺点：
① 数据高度冗余：数据基本上还是面向应用或特定用户的。
② 数据共享困难：文件基本上是私有的，只能提供很弱的文件级共享
③ 数据和程序缺乏独立性：只有一定的物理独立性，完全没有逻辑独立性。
3、数据库系统阶段：文件系统不能适应大数据量、多应用共享数据的根本原因：数据没有集中管理，所以通过数据库统一管理、控制、共享使用，所以通过由DBMS控制多个应用程序和数据库
文件系统不能适应大数据量、多应用共享数据的根本原因：数据没有集中管理
数据库方法的基本出发点：把数据统一管理、控制，共享使用
数据与程序的关系：
优点
(1） 数据高度结构化集成，面向全组织
（2） 数据共享性好。可为多个不同的用户共同使用
（3） 数据冗余少，易扩充
（4） 数据和程序的独立性高
物理独立性: 存储结构变，逻辑结构可以不变，从而应用程序也不必改变。
逻辑独立性: 宏观逻辑结构变，局部逻辑结构可以不变，从而应用程序不必改变。
优 点：简化应用程序的编写和维护
（5）数据控制统一
安全性控制：防止泄密和破坏
完整性控制：正确、有效、相容
并发控制：多用户并发操作的协调控制
故障恢复：发生故障时，将数据库恢复到正确状态
4、从四个方面各个阶段的比较：
|
人工管理 |
文件系统 |
数据库系统 |
|
|
谁管理数据 |
程序员 |
操作系统提供存取方法 |
系统集中管理 |
|
面向谁 |
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