中国科学技术大学：《数据结构与数据库》课程教学课件（PPT讲稿）第一章 绪论

数据库基础袁平波2021.9课程主页：http://staff.ustc.edu.cn/~ypb

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第一章绪论1.1引言1.2数据模型1.3数据库系统的结构及功能1.4数据库管理系统1.5数据库工程与应用

第一章 绪 论 1.1引言 1.2数据模型 1.3数据库系统的结构及功能 1.4数据库管理系统 1.5数据库工程与应用

1.1引言，数据库技术产生于20世纪60年代中期是数据管理的最新技术·计算机科学的重要分支一计算机应用的三个方面：科学计算、数据管理、过程控制

1.1引言 • 数据库技术产生于20世纪60年代中期 • 是数据管理的最新技术 • 计算机科学的重要分支 – 计算机应用的三个方面：科学计算、数据管理、 过程控制

1.1.1数据库系统等相关概念数据（Data）数据是信息的符号记录。数据是数据库处理和研究的对象。数据库（Database）长期存储在计算机内，有组织的、可共享的相关数据的集合数据库管理系统（DBMS）位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件数据库系统（DBS）计算机硬件为基础的记录保持系统。包括数据库、数据库管理系统、应用系统、管理员和用户，有时还包括计算机硬件

1.1.1数据库系统等相关概念 • 数据（Data） – 数据是信息的符号记录。数据是数据库处理和研究的 对象。 • 数据库（Database） – 长期存储在计算机内，有组织的、可共享的相关数据 的集合 • 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。 • 数据库系统（DBS） – 计算机硬件为基础的记录保持系统。包括数据库、数 据库管理系统、应用系统、管理员和用户，有时还包 括计算机硬件

1.1.2数据管理技术的发展·数据管理是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护·分为三个阶段：一人工管理阶段一文件系统阶段一数据库系统阶段·三个阶段的对比

1.1.2数据管理技术的发展 • 数据管理是指对数据进行分类、组织、编 码、存储、检索和维护 • 分为三个阶段 ： – 人工管理阶段 – 文件系统阶段 – 数据库系统阶段 • 三个阶段的对比

阶段人工文件系统数据库系统背时间60年代末20世纪50年代末60年代中期景/应用背景科学计算、管理大规模管理硬件背景无直接存储设备磁盘、磁鼓大容量磁盘无OS软件背景有DBMS有文件系统处理方式批处理联机和批处理联机和批处理特人数据管理者文件系统DBMS点/数据面向对象现实世界某一应用程序数据共享程度无，穴余大共享性差，穴余较大共享性高亢余小无数据独立性独立性差(无逻辑）有高度独立性无数据结构化记录有结构，整体无数据模型描述1DBMS保护：数据控制能力应用程序控制安全性、完整性、并发控制、数据恢复

阶段 人工 文件系统 数据库系统 背 景 时间 20世纪50年代末 60年代中期 60年代末 应用背景 / 科学计算、管理 大规模管理 硬件背景 无直接存储设备 磁盘、磁鼓 大容量磁盘 软件背景 无OS 有文件系统 有DBMS 处理方式 批处理 联机和批处理 联机和批处理 特 点 数据管理者 人 文件系统 DBMS 数据面向对象 / 某一应用程序 现实世界 数据共享程度 无，冗余大 共享性差，冗余较大 共享性高冗余小 数据独立性 无 独立性差(无逻辑) 有高度独立性 数据结构化 无 记录有结构，整体无 数据模型描述 数据控制能力 / 应用程序控制 DBMS保护: 安全性、完整性、 并发控制、数据恢 复

1.1.3数据库技术的研究领域数据库管理系统软件的研制（面向对象、多媒体数据库等）数据库设计（设计方法学和设计工具、数据模型与建模、设计规范与标准）数据库理论（规范化理论）

1.1.3数据库技术的研究领域 • 数据库管理系统软件的研制（面向对象、 多媒体数据库等） • 数据库设计（设计方法学和设计工具、数 据模型与建模、设计规范与标准） • 数据库理论（规范化理论）

1.1.4*数据库系统的特点·数据的结构化，数据的共享性好、余度低，数据的独立性高：物理、逻辑·数据由DBMS统一管理一数据的安全性（Security）一数据的完整性（Integrity）一并发控制（Concurrency）一数据库恢复（Recovery）·良好的用户接口

1.1.4*数据库系统的特点 • 数据的结构化 • 数据的共享性好、冗余度低 • 数据的独立性高：物理、逻辑 • 数据由DBMS统一管理 – 数据的安全性（Security） – 数据的完整性（Integrity） – 并发控制（Concurrency） – 数据库恢复（Recovery） • 良好的用户接口

1.1.5*数据库在信息科学中的应用·三个世界现实世界信息世界计算机世界实体(Entity)数据(Data)实体记录(Record)记录集实体集数据集特征数据项（属性）属性(Attribute)属性值特征值数据项值属性值域数据项值域特征取值范围

1.1.5*数据库在信息科学中的应用 • 三个世界 现实世界 信息世界 计算机世界 实体(Entity) 实体集 实体记录(Record) 记录集 数据(Data) 数据集 特征 特征值 特征取值范围 属性(Attribute) 属性值 属性值域 数据项（属性） 数据项值 数据项值域

1.2数据模型，数据的组织是数据库技术的核心问题数据库的数据组织是通过数据模型来实现的，数据模型是创建数据库维护数据库的方式是数据库系统定义数据内容和数据间联系的方法数据模型的定义：表示实体类型和实体间联系的模型称数据模型

1.2数据模型 • 数据的组织是数据库技术的核心问题 • 数据库的数据组织是通过数据模型来实现的 • 数据模型是创建数据库维护数据库的方式， 是数据库系统定义数据内容和数据间联系的 方法 • 数据模型的定义：表示实体类型和实体间联 系的模型称数据模型