第1章认识数据库

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1、第第1 1章章 认识数据库认识数据库本章教学目标本章教学目标n掌握数据库、数据库管理系统、数据库系统、数据模型等基本概念；n理解数据库系统结构、数据库系统的体系结构；n掌握关系、关系模型、关系数据库、关系运算等基本概念；n掌握安装配置SQL Server 2012实例的基本方法；n了解数据库的安全性与完整性；n了解当前流行数据库管理系统情况。本章教学任务本章教学任务认知数据库系统认知数据库系统 认知关系数据库认知关系数据库安装配置安装配置SQL Server 2012123任务任务1.1 1.1 认知数据库系统认知数据库系统数据库服务器数据库服务器响应和提供数据响应和提供数据应用程序操作和查询

2、操作和查询数数 据据 库库任务任务1.1 1.1 认知数据库系统认知数据库系统任务描述任务描述（1）了解数据管理技术的发展情况。（2）掌握数据库、数据库管理系统、数据库系统等基本概念。（3）理解数据库系统结构、数据库系统的体系结构。1.1.数据、数据管理数据、数据管理数据与信息：信息是有具体含义的数据；数据是用来表示信息的物理符号。数据处理与数据管理：数据处理是指将数据转换成信息的过程。数据管理是指在数据处理的一系列活动中，数据收集、存储、分类、排序、检索、统计等操作是基本环节，这些基本环节统称。信息=数据+数据处理1.1.数据管理数据管理思考：思考：如何理解数据与信息、数据管理、数据处理及相

3、互之间的关系，数据管理体现了数据处理的共性问题？1.1.数据管理数据管理数据管理三阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段。应用程序1应用程序2应用程序n数据库管理系统DBMS数 据 库DataBase1.1.数据管理数据管理思考：n如何理解人工管理阶段程序与数据之间的关系？n如何理解文件系统阶段程序与数据之间的关系，数据冗余是指什么，出现数据冗余的主要原因是什么？n如何理解数据库阶段程序与数据之间的关系，什么是数据独立性，为什么说数据库系统具有较高的数据独立性，而文件系统缺乏数据独立性？2.2.数据库系统数据库系统数据库：数据库：数据库（数据库（DataBaseDataBase，DB

4、DB）是长期存储在计算机系统内、有结构）是长期存储在计算机系统内、有结构的、大量的、可共享的数据集合。的、大量的、可共享的数据集合。它不仅包括数据本身，而且包括关于数据之间的联系。其数据结构独立于使用数据的程序，具有最小的冗余度和较高的数据独立性。对于数据的增加、删除、修改、检索及用户管理等由统一系统进行控制。保证数据库的安全性、完整性及系统可恢复性。2.2.数据库系统数据库系统数据库管理系统：DBMS是管理数据库的软件，是数据库系统的核心。它是在操作系统支持下运行的，是位于操作系统与用户之间的一层数据管理软件，负责对数据库进行统一管理和控制。通过数据库管理系统，用户能够方便地定义数据和操纵数

5、据。通过它保证数据的安全性、完整性，能够保证多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。2.2.数据库系统数据库系统思考思考数据库管理系统主要功能是什么？数据库管理系统主要功能是什么？如何理解数据安全性与数据完整性？如何理解数据安全性与数据完整性？2.2.数据库系统数据库系统数据库系统：数据库系统（DBS）是指具有管理和控制数据库功能的计算机应用系统，也称数据库应用系统（DBAS）。数据库系统由5部分组成：硬件系统及相关软件、数据库集合、数据库管理系统、数据库管理员（DBA）和用户。3.3.数据库系统结构数据库系统结构从数据库管理系统角度看：数据库系统通常采用三级模式结构。从数据库用户角度看

6、：数据库系统的体系结构分为单用户结构、主从式结构、分布式结构、客户/服务器结构及浏览器/服务器结构等。3.3.数据库系统结构数据库系统结构数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构3.3.数据库系统结构数据库系统结构数据库的两级映像数据库的两级映像在数据库系统中，用户看到的数据与计算机中存储的数据是两回事，两者之间是有联系的，实际上它们之间已经过两次变换，即为两级映像。一次是系统为了减少冗余，实现数据共享，把所有用户的数据进行综合，抽象成一个统一的数据视图。第二次是为了提高存取效率，改善性能，把全局视图的数据按照物理组织的最优形式存放。3.3.数据库系统结构数据库系统结构思考思考n数据库

7、系统结构中的三种模式、两级映像你理数据库系统结构中的三种模式、两级映像你理解了吗？解了吗？3.3.数据库系统结构数据库系统结构数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构单用户结构的整个数据库系统包括操作系统、DBMS、应用程序及数据库等都安装在一台计算机上，不同计算机之间不能共享。主从式结构的数据库系统是一种采用大型主机和终端相结合的系统。分布式结构的数据库系统是指数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但在物理上分布在计算机网络的不同结点上的分布式数据库系统。客户机/服务器（C/S）结构的数据库系统是指由数据库服务器和客户机构成的系统。浏览器/服务器（B/S）结构的数据库系统是指由数据库服务器、We

8、b服务器及浏览器构成的系统。任务任务1.2 1.2 认知关系数据库认知关系数据库任务描述任务描述（1 1）理解数据模型的概念、组成及类型。）理解数据模型的概念、组成及类型。（2 2）掌握关系、关系模型、）掌握关系、关系模型、关系数据库等基本概念。关系数据库等基本概念。（3 3）理解关系集合运算、关系基本运算。）理解关系集合运算、关系基本运算。1.1.数据模型数据模型数据模型数据库中的数据是有结构的，这种结构反映出事物和事物之间的联系。数据模型就是指数据以及数据之间的联系的描述，体现了数据库的逻辑结构。任何一个数据库管理系统都是基于某种数据模型的，它不仅管理数据的值，而且要按照模型管理数据间的联

9、系。一个具体数据模型应当反映出数据之间的整体逻辑关系。1.1.数据模型数据模型数据模型的组成：数据模型由三部分组成，即数据结构、数据操作和完整性规则。数据结构是数据模型最基本部分，它将确定数据库的逻辑结构，是对系统静态特性的描述。数据操作提供了对数据库的操纵手段，主要有检索和更新两大类操作，它是对系统动态特性的描述。完整性规则是对数据库有效状态的约束。1.1.数据模型数据模型数据模型的类型：层次模型、网状模型、关系模型及面向对象模型等。层次模型是用“树结构”来表示数据之间的联系。网状模型是用“图结构”来表示数据之间的联系。关系模型是用“二维表”（或称为关系）来表示数据之间的联系。面向对象模型是

10、用“对象、类及类层次”来表示数据、操作及相互联系。1.1.数据模型数据模型思考思考如何理解数据模型的三部分组成内容？如何理解数据模型的三部分组成内容？2.2.关系模型关系模型 关系关系关系名（表名）：关系名（表名）：客户表客户编号客户单位客户电话表头表头元组元组（行、（行、记录）记录）CR001德胜电器贸易有限公司87456565表体表体CR002麦强数码有限公司87568899CR003凌科数码有限公司87687878属性（列、字段）属性（列、字段）关系名（表名）：关系名（表名）：客户表2.2.关系模型关系模型关系的性质关系的性质列是同质的，即每一列中的分量均是同类型的数据。不同的列可以出自

11、同一个域，每一列称为一个属性。每一分量必须是不可再分的数据项。任意两个元组不能完全相同。列的顺序是无所谓的，即列的次序可以变换。行的顺序是无所谓的，即行的次序可以变换。2.2.关系模型关系模型思考思考关系的含义是什么，有什么性质？关系的含义是什么，有什么性质？2.2.关系模型关系模型关系模型 关系模型是由三部分组成：关系（即数据结构）关系操作 关系完整性2.2.关系模型关系模型关系：关系：在关系模型中，无论是实体还是实体之间的联系均由关系（单一的类型结构）来表示。关键字：关系中的某一组属性，若其值可以唯一地标识一个元组。关系模式：R（A1，A2，An），其中R是关系名，A1，A2，An为属性名

12、。关系数据库模式：关系数据库模式是指数据库结构的描述，它包括关系数据库名，若干属性的定义，以及这些属性上的若干关系模式。2.2.关系模型关系模型关系操作：关系操作主要有：并、交、差、选择、投影、连接等，其中选择、投影及连接是最基本的关系操作。n这些操作均对关系的内容或表体实施操作的，得到的结果仍为关系。n关系数据库语言的主要优点是其高度的非过程化，用户只须知道语句做什么，而不必知道怎么做。n关系操作的特点是集合操作，即操作对象和结果都是集合。关系操作可以分为关系代数与关系演算两大类，关系演算又可以分为元组演算和域关系演算。2.2.关系模型关系模型关系模型的完整性：实体完整性、参照完整性及用户定

13、义的完整性。n实体完整性是指：若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值且不能重复。n参照完整性是指：若基本关系R中含有另一个基本关系S的主关键字Ks所对应的属性组F，则在关系R中的每个元组中的F上的值必须满足：或是取空值（即F中的每个属性值均为空值）；或等于S中某个元组的主关键字的值。n用户定义的完整性是指：它涉及到某一具体的应用中的数据所必须满足的要求，由用户根据需要进行定义。2.2.关系模型关系模型思考思考关系模型有什么特点，如何理解关系模型、关关系模型有什么特点，如何理解关系模型、关系模式、关系数据库模式及相互之间的联系系模式、关系数据库模式及相互之间的联系与区别？与区别？2.2

14、.关系模型关系模型关系数据库描述：是指定义数据库的模式，数据库模式是由若干关系模式构成，根据关系模型的要求必须逐个对关系模式进行描述。n描述关系，首先对域进行描述，然后在域上定义各个关系模式。n一种采取问答式建立关系模式，另一种用专门的DDL语言写成关系模式，非问答式生成关系模式。2.2.关系模型关系模型关系数据库操纵：数据描述语言DDL，数据操纵语言DML和数据控制语言DCL。nDDL负责数据库的描述，提供一种数据描述机制，用来描述数据库的特征或数据的逻辑结构。nDML负责数据库的操作，提供一种数据处理操作的机制。nDCL负责控制数据库的完整性和安全性，提供一种检验完整性和保证安全的机制。2

15、.2.关系模型关系模型思考思考如何理解关系数据库？如何理解关系数据库？3.3.关系运算关系运算传统的集合运算：传统的集合运算：传统的集合运算是二目运算。设关系R和关系S具有相同的度，且相应的属性值取自同一个域，则它们之间能进行并、交及差运算。n并运算：两个关系并运算：两个关系R R与与S S的并记为的并记为RSRS，它是一个新的关，它是一个新的关系，由属于系，由属于R R或属于或属于S S的元组组成。的元组组成。n交运算：两个关系交运算：两个关系R R与与S S的交记为的交记为RSRS，它是由属于，它是由属于R R且属且属于于S S的元组组成。的元组组成。n差运算：两个关系差运算：两个关系R

16、R与与S S的差记为的差记为R RS S，它是由属于，它是由属于R R但不但不属于属于S S的元组组成。的元组组成。3.3.关系运算关系运算专门的关系运算：选择运算、投影运算及连接运算。n选择运算。选择运算是从某个给定的关系中筛选出满足限定条件的元组子集，它是一元关系运算。n投影运算。选择运算是从某个关系中选取一个“行”的子集，而投影运算实际上是生成一个关系的“列”的子集，它从给定的关系中保留指定的属性子集而删去其余属性。n连接运算。连接运算是从两个给定的关系的笛卡尔积中选取满足一定条件的元组子集。3.3.关系运算关系运算思考思考如何理解关系的集合运算？如何理解关系的集合运算？三种专门的关系运

17、算的作用？三种专门的关系运算的作用？任务任务1.3 1.3 安装配置安装配置SQL Server 2012SQL Server 2012任务描述任务描述（1 1）了解）了解SQL ServerSQL Server的版本演进、组成元素及的版本演进、组成元素及SQL SQL ServerServer数据库等概念。数据库等概念。（2 2）掌握）掌握SQL Server 2012SQL Server 2012实例的安装方法。实例的安装方法。（3 3）掌握）掌握SQL Server 2012SQL Server 2012服务的配置方法。服务的配置方法。（4 4）了解）了解SQL Server Manag

18、ement StudioSQL Server Management Studio的功能。的功能。1.SQL Server 1.SQL Server 基础基础SQL Server 的版本演进：SQL Server 是微软公司针对企业级市场的数据库产品n1988年SQL Server问世n1995年推出了SQL Server 6.0版本n1998年推出了SQL Server 7.0版本n2000年8月推出了SQL Server 2000n2012年4月推出了SQL Server 2012，SQL Server 2012是目前最新的Microsoft SQL Server 数据库产品，它不仅延续了S

19、QL Server 2008 数据平台的强大功能，而且全面支持云技术。1.SQL Server 1.SQL Server 基础基础SQL Server SQL Server 的组成元素：的组成元素：SQL Server SQL Server 架构的基本元素架构的基本元素有服务、实例和工具。有服务、实例和工具。n服务（Services）：Windows 操作系统的服务是一种在背景执行的程序，通常都是计算机启动后就自动执行，因为它并不需要与用户互动。n实例（Instances）：SQL Server 可以在同一台计算机安装多个实例，可以将SQL Server实例视为是在同一台计算机安装了多个SQL

20、 Server 数据库服务器。n（Tools）：SQL Server 提供多种工具来帮助我们管理、开发和查询SQL Server数据库：SQL Server Management Studio（SSMS）、SQL Server配置管理器。1.SQL Server 1.SQL Server 基础基础SQL Server 数据库：系统数据库和用户数据库。n系统数据库是安装SQL Server后自动创建的系统运行所需要的数据库：master、model、msdb、tempdb、resource。n用户数据库是用户创建并能控制管理的数据库。2.2.安装安装SQL Server 2012 SQL Ser

21、ver 2012 SQL Server 2012SQL Server 2012的组成：的组成：n数据库引擎n分析服务n集成服务n报表服务。2.2.安装安装SQL Server 2012SQL Server 2012SQL Server 2012的版本：（1）企业版（SQL Server 2012 Enterprise Edition）（2）标准版（SQL Server 2012 Standard Edition）（3）商业智能版（SQL Server 2012 Business Intelligence Edition）（4）Web版（SQL Server 2012 Web Edition）（

22、5）开发版（SQL Server 2012 Developer Edition）（6）精简版（SQL Server 2012 Express Edition）2.2.安装安装SQL Server 2012SQL Server 2012SQL Server 2012SQL Server 2012的软硬件需求的软硬件需求（1 1）SQL Server 2012 SQL Server 2012 的硬件需求的硬件需求（2 2）SQL Server 2012 SQL Server 2012 的软件需求的软件需求SQL Server 2012SQL Server 2012实例的安装实例的安装3.SQL S

23、erver 3.SQL Server 管理工具的使用管理工具的使用 SQL ServerSQL Server配置管理器：配置管理器：nSQL Server配置管理器属于MMC（Microsoft Management Console）嵌入管理工具用来管理SQL Server相关服务、设置服务器或客户端的网络协议，以及管理客户端计算机的网络连接配置。（1）启动SQL Server配置管理器（2）启动、停止或暂停服务（3）改更启动模式3.SQL Server 3.SQL Server 管理工具的使用管理工具的使用SQL ServerSQL Server集成管理工具：集成管理工具：nSQL Serv

24、er Management Studio（SSMS）集成管理工具是SQL Server 2012图形使用界面的集成管理环境。让用户方便访问、设置、控制、管理及开发SQL Server 的所有组件，同时还提供脚本编辑功能，可以编写Transact-SQL、XML等脚本。（1）SSMS的启动与连接（2）SSMS的使用综合训练综合训练1 1 安装配置安装配置SQL Server 2012SQL Server 2012实训目的与要求（1）了解SQL Server 2012系统安装方法；（2）掌握SQL Server 2012系统配置方法；（3）掌握SSMS的启动与连接方法。实训内容与过程1模拟SQL Server 2012系统安装过程；2配置SQL Server 2012系统；3启动连接SSMS；4熟悉SSMS界面。