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《数据库原理及应用》教案

新乡学院计算机与信息工程学院

第1章 数据库技术概论

? 教学目的：本章概述了数据库管理的进展、数据模型和数据库系统构成的

一般概念，说明什么是数据库设计以及为什么要发展数据库技术，使学生对数据库系统有一个初步的认识。

? 教学重点： 1、 数据管理的三个阶段及特点。

2、 三种主要模型的概念。 3、 E-R图。

4、 DBS体系结构。

? 教学难点：E-R图

1.1 数据库系统概论

? 教学目的：从已有的知识对学生进行启发，认识到DB的重要性以及本课程

的任务和目的。

? 教学重点：1、数据管理种计算机化的三个阶段。

2、三个阶段的特点。

? 教学难点：数据库系统阶段的特点。 ? 教学内容：

1.1.1 引言

1. 计算机的应用领域：

数值计算

数据处理 80%以上 实时控制 人工智能 辅助设计

2. 数据处理

指对各种形式的数据进行收集、存储、加工和传播等一系列活动的总和。

目的：是从大量、原始的数据中抽取、推导出对人们有价值的信息作为行为决策的依据。

方式：借助于计算机科学的保存和管理复杂的大量数据，以便能方便地利用信息资源。

3. 出现（存在）的问题：

(1)大量的数据如何存放。（存储） (2)大量的数据如何组织。（结构） (3)大量的数据如何分类、查找、统计。（处理） (4)大量的数据如何有效使用。（共享、保护） (5)大量的数据如何维护。（维护）

正是这些问题的存在，迫使人们去形成一套数据处理的理论、方法、技术。-----数据库技术。

4. 基本概念

(1) 数据库技术-----是研究数据库结构、存储、设计、管理和使用的一门软件学科。

(2) 数据库（Data Base）-----是长期存储在计算机内有组织的、大量的、共享的数据集合，具有最小的冗余和较高的数据独立性，并为各种用户共享。

(3) 数据库管理系统（Data Base Management System）-----位于用户和OS之间的一层数据管理软件，包括DB的建立、查询、更新。

(4) 数据库系统（Data Base System）-----实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便用户访问的计算机软、硬件和数据资源组成的系统。

1.1.2 数据管理的进展

数据处理的中心问题是数据管理

数据的分类 数据的组织 数据的编码

数据管理包括 数据的存储

数据的检索 数据的维护

依据其使用： 技术的不同、设备的不同， 数据管理（处理）可分为：

人工式：人工处理数据阶段1800年以前，算盘， 笔记 手工数据处理 机械辅助式：机械辅助阶段1800—1890 手摇电动计算机 机械数据处理 机电阶段 1890—1946年 穿空机、验空机、分类机、卡片机、

制表机

电子数据处理 电子阶段 1946年后

本书所讲的是电子数据处理发展经过的三个阶段： 人工管理 电子数据处理 文件系统

DBS

1. 人工管理阶段

(1)背景 50年代中期前，用于科学计算

软件：汇编语言 没有OS

硬件：磁带、卡片等顺序存储设备 数据处理方式：批处理 (2)特点

? 数据不保存，用完即撤走。（用于科学计算）

? 没有专门的数据管理软件（文件与记录的描述安置在每一个应用程

序中，程序员不仅要规定数据的逻辑结构，而且还要在程序中设计物理结构，实质上，也并无逻辑、物理结构之分，数据和程序是一体的。） ? 数据不共享。（数据是面向应用的。一组数据对应一个程序） ? 无控冗余，不一致数据。（存储浪费空间，同一数据有可能出现不

一致性）

? 数据缺乏独立性。（程序和数据的任何一方改动，都会引起程序的

修改）

数据组1 应用程序1

数据组2 应用程序2

数据组n 应用程序n

2. 文件系统阶段

(1)背景 50--60年代 计算机不仅用于科学计算，开始处理数据

软件：高级语言，OS，文件系统 硬件：磁盘、磁鼓等直接存储设备 数据处理方式：批处理，联机实时处理 (2)特点

? 数据以文件的形式长期保存。

? 由文件系统管理数据，数据与应用程序之间有了一定的独立性。 ? 数据冗余度较大，共享性差。

应用程序1 文件1 应用程序2 应用程序n

3. 数据库系阶段

文件系统 文件2 文件n (1)背景 60年代后期 数据量的管理越来越大，共享性的要求高。 软件：软件价格上升，编制和维护软件的成本增加，“软件危机” 硬件：大容量的磁盘，且价格下降。

数据处理方式：批处理，联机实时处理，分布处理。 (2) 进入DBS的三大标志 1968年 IBM公司的 IMS 1969年 美国 CODASYL（conference on data system language）

下的DBTG报告

1970年 IBM公司 E. F. Codd的关系模型 (3) 特点

? 数据结构化。(采用复杂的数据模型表示数据结构，数据模型不

仅描述数据，还要描述结构，如：学号，C 8 主键)

? 数据的共享性高，冗余度小，易扩充。数据的最小存储单位是

数据项，可以在各种范围上对数据进行操作。（数据不再面向某个应用，而是面向整个系统，因此可以文多个用户、应用共享使用。DB中，并非不要冗余，如：合法检查，为提高效率数据有多个副本，但冗余是受控的，系统预定的。可以在数据项、记录、文件级别）

? 有较高的数据独立性。DBS提供了两级映像。

局部逻辑结构

逻辑独立性 全局逻辑结构

物理独立性 存储结构

? 数据由DBMS的统一管理和控制。

在实际应用中，还要考虑（当DB中的数据有一个、多个用