中国科学技术大学：《数据结构基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 绪论（主讲：袁平波）

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 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0S 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 数据管理者 人 文件系统 DBMS 点 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

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、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

1.1.4*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) 实体记录(Record)) 数据(Data) 实体集 记录集 数据集 特征 属性(Attribute) 数据项（属性） 特征值 属性值 数据项值 特征取值范围 属性值域 数据项值域

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

数据模型的三个方面要求： 比较真实模拟真实世界 容易为人所理解 便于计算机实现 机器世界 信息世界 现实世界 认识、抽象 DBMS 概念模型 转换 支持的 数据模型

数据模型的三个方面要求： • 比较真实模拟真实世界 • 容易为人所理解 • 便于计算机实现 现实世界 认识、抽象 信息世界 概念模型 转换 机器世界 DBMS 支持的 数据模型