数据库原理及应用第1章数据库系统概述主要内容1.1数据与数据管理1.2数据库系统组成1.3数据描述与数据模型1.4关
系模型1.5数据库的内部体系结构1.6SQLServer2012关系数据库管理系统第1章数据库系统概述1.1数
据与数据管理一、信息与数据1、信息信息(Information)在不同的应用领域，其含义有所不同。从信息的基本含义和其具有
的内涵和外延来说，可将信息定义为：信息是事物属性的标识。一、信息与数据1、信息在信息是“事物属性的标识”这个定义中：“事物
”泛指存在于人类社会、人类思维活动和自然界中的一切可能的对象。“属性”可以是事物的基本特征，可以是对事物存在方式的描述，也可以是
对事物运动状态的表现形式的刻画。一、信息与数据1、信息也就是说，事物以其存在的方式和运动状态的表现形式的不同而具有不同的属性
标识。“存在方式”反映了事物的内部结构和外部联系。“运动状态”反映了事物在时间和空间上变化所展示的特征、态势和规律。一、信息
与数据2、数据数据是记录在某种物理载体上的，可以被鉴别的符号；是用符号表示的用于反映客观世界中客体属性的记录。数据的基本形
式是数字、字符和字符串，广义的数据还可以包括文字、报表、图形、图像、语音等。一、信息与数据数据具有以下基本特征：（1）数据具有
“型”和“值”之分◆数据的型是指数据的结构，也即数据的内容构成及其对外的联系。比如：描述学生学习了某些课程的数据的型（结构）的
可能格式：structstu_c{charsnum[9];/学号charsname[16];/
姓名charcnum[7];/课程号charcname[20];/课程名intgrade;
/考试分数}一、信息与数据数据具有以下基本特征：（1）数据具有“型”和“值”之分◆按数据的型赋予数据的具体值后，称
为数据的值。比如：stu_c{{‘201401002’,‘李建平’,‘c401001’,‘数据结构’，88}一、信息与数据
数据具有以下基本特征：（2）数据具有数据类型和取值范围之约束条件structstu_c{charsnum[9]
;charsname[16];charcnum[7];charcname[20];floatgrade;
}一、信息与数据数据具有以下基本特征：（3）数据可以通过观察、测量和考核等手段获得。一、信息与数据3、数据与信息的区别与
联系数据是关于现实世界中的事物、事件，以及其它对象或概念的描述和表达；是对通过物理观察得到的事实和概念的符号表示。数据本身并没
有意义。一、信息与数据3、数据与信息的区别与联系信息是对数据及其语义的解释，数据只有经过解释并赋予一定的意义后才能成为信息。
因此可以说，信息是经过加工以后并对客观世界和生产活动产生影响的数据，是数据的内涵。一、信息与数据3、数据与信息的区别与联系
数据和信息许多情况下可以混用：比如：信息处理和数据处理有时并没有严格的语义区别。但有时却必须加以区分，比如数据文件不能说成信息
文件。二、数据管理技术的发展1、数据管理与数据处理数据管理是指人们对数据进行收集、整理、组织、存储、维护、检索、传送和利用
的一系列活动的总和。数据处理是指对数据进行采集、存储、加工（变换、合并、分类、计算）和传播的技术过程。二、数据管理技术的发展
1、数据管理与数据处理数据管理与数据处理的联系：数据管理是数据处理业务中必不可少的共有部分，是数据处理的基础。而且，数据管理
技术的优劣直接影响数据处理的效率。二、数据管理技术的发展2、数据管理技术的发展1）人工管理阶段2）文件管理阶段3）数
据库管理阶段第1章数据库系统概述1.2数据库系统组成数据库应用系统1数据库应用系统2数据库应用系统3数据库管理系统数
据库2数据库系统的组成涉及到数据库管理系统、数据库应用系统和数据库三个层次的问题。数据库1数据库3DataBase一、数据库
1.数据库的定义及含义数据库（DataBase，简称DB）是按照一定的数据结构组织、存储和管理数据的数据仓库；数据库的表象是
存储在计算机存储设备上的一组数据库文件。DataBase一、数据库1.数据库的定义及含义（1）按一定的数据结构组织数据是说，
为服务于特定应用而被组织在一起的数据，是按结构化形式的数据模型被组织和存储在一起的。比如，按二维表格形式的关系模型组织和存储数据
。DataBase一、数据库1.数据库的定义及含义（2）数据库的表象是存储在计算机存储设备上的一组数据库文件是说，数据库中
的所有数据是存放在一组数据库文件中的，而这些数据库文件是存储在计算机硬盘上的。DataBase一、数据库1.数据库的概念及含义
（3）面向某一特定应用的数据库文件由数据文件和日志文件组成。如，本教材中的大学教学信息管理数据库应用系统的数据库文件包括数据文
件JXGL.mdf和日志文件JXGL_log.ldf。一、数据库2.结构化数据与非结构化数据（1）结构化数据结构化数据
是一种用高度格式化的统一结构表示的、严格地遵循数据格式与长度规范的数据；最典型的就是由二维表结构来表示和组织的关系模型数据。一
、数据库2.结构化数据与非结构化数据（2）非结构化数据非结构化数据是数据结构不规则或不完整，没有预先定义的数据模型，不方便
用二维表结构表现的数据。比如，各种格式的办公文档、文本、图片、HTML、图像、音频和视频数据等。一、数据库3.非结构化文
件与数据库数据文件的主要区别文件按其存储数据的组织方式而言分为结构化（有结构）文件和非结构化（无结构）文件两种。结构化文件通常
特指的就是数据库的数据文件，因为其中的数据是按结构化形式的数据模型组织和存储在一起的。一、数据库3.非结构化文件与数据库数据
文件的主要区别结构化文件通常特指的就是数据库的数据文件，因为其中的数据是按结构化形式的数据模型组织和存储在一起的。非结构化文件
是指传统意义上的文件，其内容为非结构化的数据或半结构化的数据，其特点是文件中的数据由一个个数据记录组成，而数据记录则由非固定长度的
数据项组成，比如C语言程序文件、word文档形式的文本文件等。DB2数据库系统的组成涉及到数据库管理系统、数据库应用系统和数据库
三个层次的问题。数据库应用系统1数据库应用系统2数据库应用系统3数据库管理系统DB1DB3二、数据库管理系统1.数据库管理系
统的概念数据库管理系统（DBMS）是建立、管理和维护数据库的软件系统，是一种位于应用软件和操作系统之间，实现数据库管理功能的系统
软件。二、数据库管理系统2.数据库管理系统的主要功能定义数据库操纵数据库DBMS的功能控制数据库维护数据库通信功能二、数
据库管理系统2.数据库管理系统的主要功能利用数据定义语言定义数据库的各种模式、数据的约束条件和访问规则等。定义数据库操
纵数据库DBMS的功能控制数据库维护数据库通信功能二、数据库管理系统2.数据库管理系统的主要功能利用数据操纵语言实现对数
据库中的数据的查询、插入、删除、修改等操作。定义数据库操纵数据库DBMS的功能控制数据库维护数据库通信功能二、数据库管理系统2
.数据库管理系统的主要功能定义数据库操纵数据库DBMS的功能控制数据库利用系统的控制机制，实现对数据库中数据的安全性、完整
性和并发性等控制功能。维护数据库通信功能二、数据库管理系统2.数据库管理系统的主要功能定义数据库操纵数据库DBMS的功
能控制数据库利用系统的维护机制，实现对数据库中数据的转储、恢复、重组和性能监控等。维护数据库通信功能二、数据库管理系统2.
数据库管理系统的主要功能定义数据库操纵数据库DBMS的功能控制数据库维护数据库提供与操作系统、各功能部件和逻辑模块之间的数
据传输缓冲机制与通信功能通信功能二、数据库管理系统3.DMBS与OS及应用软件之间的关系软件的分类与层次：1）系统软件
：操作系统、DBMS、语言编译系统等。其中，操作系统是系统软件的核心和基础。2）应用软件：各种文字处理软件、各种工具软件、用户针
对应用需求设计的各种数据管理和数据处理软件。数据库应用系统是目前最具有代表性的应用软件之一。应用程序应用软件包(用户接口)存储记录
接口DBMS操作系统(OS)硬件(DB)二、数据库管理系统4.DMBS与OS及应用软件之间的关系二、数据库管理系统4.
典型的数据库管理系统软件ORACLEOracle前身叫SDL，由LarryEllison和另两个编程人员在1977创办，
他们开发了自己的拳头产品，在市场上大量销售，1979年，Oracle公司引入了第一个商用SQL关系数据库管理系统。Oracle
公司是最早开发关系数据库的厂商之一，其产品支持最广泛的操作系统平台。目前Oracle关系数据库产品的市场占有率名列前茅。二、数据库
管理系统4.典型的数据库管理系统软件SQLServer1987年，http://baike.baidu.com/vie
w/2353.htm微软和IBM合作开发完成OS/2，IBM在其销售的OS/2ExtendedEdition系统中绑定了O
S/2DatabaseManager，而微软产品线中尚缺少数据库产品。为此，微软将目光投向Sybase，同Sybase签订了
合作协议，使用Sybase的技术开发基于OS/2平台的关系型数据库。1989年，微软发布了SQLServer1.0版。二、数
据库管理系统4.典型的数据库管理系统软件ACCESSAccess美国Microsoft公司于1994年推出的微机型桌面数据
库管理系统。它具有界面友好、易学易用、开发简单、接口灵活等特点，是典型的新一代桌面数据库管理系统。ACCESS是Office套件的
一部分，可实现与Internet的连接，可方便地生成各种数据对象，可视性好。Access主要适用于中小型应用系统，或作为客户机/
服务器系统中的客户端数据库。DB2数据库系统的组成涉及到数据库管理系统、数据库应用系统和数据库三个层次的问题。数据库应用系统1数
据库应用系统2数据库应用系统3数据库管理系统DB1DB3三、数据库应用系统1.数据库应用系统的概念数据库应用系统（DBAS
，DBS）是以计算机为开发和应用平台，以OS、DBMS、某种程序语言和实用程序等为软件环境，以某一应用领域的数据管理需求为应用背景
，采用数据库设计技术建立的一个可实际运行的，按照数据库方法存储和维护数据的，并为用户提供数据支持和管理功能的应用软件系统。三、数
据库应用系统2.数据库应用系统的三个基本要素1）数据：是数据库系统的操作对象，包括数据本身和数据之间的联系。{也就是说，反
映数据之间联系的信息也是一种数据}2）物理存储器：是保存数据的硬件介质。{这里实质上是强调计算机硬件环境的支持和存在}3）数
据库软件：是对数据进行定义、描述、操作和维护的软件系统，亦即DBMS软件系统。第1章数据库系统概述1.3数据描述与数据模
型现实世界信息一、现实世界的数据描述数据的源点是现实世界：现实世界是存在于人们头脑之外的客观世界。现实世界既包括象宇宙、地
球、山脉、河流等一切自然存在的实体和现象，也包括人类社会进步与发展的演变过程和各种生产活动。所以可狭义地将现实世界看作为各个事物
、各个现象、各个单位的实际情况，例如一个大学、一个企业、一个工厂的仓库等。现实世界计算机信息一、现实世界的数据描述对数据和信息的
处理是在计算机世界——数据世界中完成的。现实世界计算机信息？信息世界一、现实世界的数据描述信息世界是现实世界在人们头脑中的反映
和解释，是现实世界的概念化。现实世界计算机信息信息世界一、现实世界的数据描述通过对现实世界中人们关心的“事物”及其之间联系的概
念化抽象，形成了信息世界中的概念模型。概念化抽象概念模型现实世界计算机信息DBMS支持的数据模型形式化转换信息世界一、现实世界的
数据描述概念化抽象概念模型现实世界计算机信息DBMS支持的数据模型概念化抽象形式化转换信息世界概念模型进一步讲，概念模型向DBM
S支持的数据模型的转换，本质上是对信息世界的进一步抽象，是信息世界的形式化和数据化，反映了数据之间的联系和数据的共性特征，由此形成
了由数据模型描述的数据世界，也即计算机世界。一、现实世界的数据描述二、数据模型数据模型是现实世界中的各种事物及各事物之间的联系
用数据及数据间的联系来表示的一种方法。一个数据库的数据模型实际上给出了在计算机系统上进行描述和动态模拟现实世界信息结构及其变化
的方法。二、数据模型？？数据模型的定义二、数据模型数据模型：是一组面向计算机的概念集合，由数据结构、数据操作、数据约束三
部分组成：数据结构：包括应用所涉及的对象、对象具有的特征和对象间的联系。是对数据库静态特征的描述。数据操作：是一组对数据结构
的任何实例执行的操作集合，如查询、插入、删除、修改，反映了数据的动态特性。数据约束：是对数据静态特征和动态特性的限定，定义了相
容的数据库状态的集合及可允许的状态变化，保证了数据库中数据的正确、有效和安全。二、数据模型传统的数据模型分为（分类）：层次模型
网状模型关系模型三、层次模型层次模型由满足如下条件的结点组成：（1）根结点：是唯一的一个无双亲结点。（2）其它结点：有且
仅有一个双亲结点。大学学院部、处研究所系科研究室教研室班级三、层次模型图1.3大学的行政管理机构层次模型三、层次模型特征：
是一种用树型（层次）结构来组织数据的数据模型。树中的每个结点代表一种记录类型。系号系名系主任名编制人数教研室号教研室名
教研室主任名编制人数教员编号教员姓名性别出生年月职称专长1专长2三、层次模型……图1.4图1.3的层次模型中的部分记录类型
示例三、层次模型层次模型的优点：（1）结构清晰，容易理解；（2）结点间联系简单，记录之间的联系通过指针来实现，查询效率较高。
四、网状模型网状模型由满足如下条件的结点组成：（1）至少有一个结点多于一个双亲结点；（2）至少有一个结点无双亲结点。ABEH
JCFDGK图1.5网状模型结构四、网状模型班级社团学生图1.6网状模型示例四、网状模型四、网状模型◆特征：是用有向图结
构来组织数据的数据模型。网状数据模型中的每个结点也代表一种记录类型。◆优点：在网状模型中，结点间的联系更具有任意性，更能表
示事物之间的复杂联系，更适合于描述客观世界。层次模型和网状模型是数据库发展过程中最先使用的两种模型，但由于他们都有非常明显的不
足，已经被下一节我们将要讲的关系模型所取代。第1章数据库系统概述1.4关系模型一、关系模型的基本概念关系模型是一种满足
一定约束条件的，用于表示数据及数据与数据之间联系的二维表格结构。约束条件的基本要求是表格中每行和每列交汇处的值唯一和不可分割，也
即表中不能有子表。DEPNAMELOCS-PARTDEP1XIANP1P2DEP2WUHANP1P3DEP3CHENGDUP2一、
关系模型的基本概念在关系模型中，一个二维表格及其数据就构成了一个关系。一、关系模型的基本概念学号姓名性别出生年月籍贯专业代码班
级200401001张华男1996-12-14北京S0401201401200401002李建平男1996-08-20上海S040
1201401200401003王丽丽女1997-02-02上海S0401201401200402001杨秋红女1997-05-0
9西安S0402201402200402002吴志伟男1996-06-30南京S0402201402200402003李涛男199
7-06-25西安S0402201402200403001赵晓艳女1996-03-11长沙S0403201403(a)学生关系S
图1.8用二维表格结构表示的关系的状态/当前值示例一、关系模型的基本概念专业代码专业名称S0401计算机科学与技术S040
2指挥信息系统工程S0403网络工程S0404信息安全课程号课程名学时C401001数据结构70C401002操作系统60C
402001计算机原理60C402002通信原理60C403001计算机网络60C403002信息安全技术50C404001信息编
码与加密60(b)专业关系SS(c)课程关系C图1.8用二维表格结构表示的关系的状态/当前值示例一、关系模型的基本概念专业代
码课程号S0401C401001S0401C402001S0401C402002S0401C403001S0402C402001S
0402C402002S0402C403001S0403C403001S0403C403002S0404C401001S0404C
404001学号课程号分数200401001C40100190200401001C40200290200401001C403001
85200401002C40100175200401002C40200288200401003C40200269200402001
C40100187200402001C40100290200402002C40300192200402003C4030018320
0403001C40300291（e）学习关系SC（d）设置关系CS一、关系模型的基本概念教职工号课程号T040100
1C401002T0401002C401001T0402001C402002T0402002C402002T040
3002C403001图1.8用二维表格结构表示的关系的状态/当前值示例(g)讲授关系TEACH(g)讲授关系TEACH教
职工号姓名性别出生年月职称教研室电话T0401001张国庆男1960-05-01教授计算机13288881010T0401002
徐浩男1987-06-22讲师计算机13288881020T0402001张明敏女1972-08-30教授指挥信息系统1
3288881030T0402002李阳洋女1978-12-11副教授指挥信息系统13288881040T0403001郭宏伟
男1969-11-29副教授网络工程13288881050T0403002宋歌女1992-03-15网络工程132888
81060(f)教师关系T一、关系模型的基本概念下面以课程关系为例，了解关系的相关概念。课程号课程名学时C401001数据结构
70C401002操作系统80C402001计算机原理60属性关系模式关系状态属性值一、关系模型的基本概念课程号课程名
学时C401001数据结构70C401002操作系统80C402001计算机原理60课程关系C元组1元组2元组3关系
模式名（属性名1，属性名2，…，属性名n）关系模型：关系模式组成的集合一、关系模型的基本概念关系模式的表示：1、学生关系（学
号，姓名，性别，出生年月，籍贯，专业代码，班级）2、专业关系（专业代码，专业名称）3、课程关系（课程号，课程名，学时）4、设置关
系（专业代码，课程号）5、学习关系（学号，课程号，分数）6、讲授关系（教职工号，课程号）7、教师关系（教职工号，姓名，性别，出生年
月，职称，教研室，电话）一、关系模型的基本概念用符号表示关系模式：学生关系：S（S#，SNAME，SSEX，BIRTHIN，
PLACEOFB，SCODE#，CLASS）专业关系：SS（SCODE#，SSNAME）课程关系：C（C#，CNAME，CLA
SSH）学习关系：SC（S#，C#，GRADE）二、关系的键与关系的属性1、候选键如果一组属性集能唯一地标识一个关系中
的元组而又不含有多余的属性，则称该属性集为该关系的候选键。比如，学生关系：学号姓名…班级200401001张华…2014012
00401002李建平…201401200401003王丽丽…201401…………二、关系的键与关系的属性1、候选键如果一组
属性集能唯一地标识一个关系中的元组而又不含有多余的属性，则称该属性集为该关系的候选键。又比如：邮寄地址（城市名，街道名，邮政编
码，单位名，收件人）有两个候选键:{城市名，街道名}和{街道名，邮政编码}二、关系的键与关系的属性2、主键用户选定
的那个候选键称为主键。比如：◆学生关系（学号，姓名，性别，出生年月，籍贯，专业代码，班级）{学号}◆邮寄地址（城市名
，街道名，邮政编码，单位名，收件人）{城市名，街道名}/{街道名，邮政编码}二、关系的键与关系的属性2、主键用户选定
的那个候选键称为主键。■唯一性学生关系S学号姓名…班级200401001张华…201401200401002李建平…20
1401200401003王丽丽…201401…………二、关系的键与关系的属性2、主键用户选定的那个候选键称为主键。■
唯一性■非冗余性学习关系SC学号课程号分数201401001C40100190201401001C4020027020140
1002C40100175201401002C40200280二、关系的键与关系的属性2、主键用户选定的那个候选键称为主键。
■唯一性■非冗余性■有效性学习关系SC学号课程号分数201401001C40100190201401001C40
200270201401002C40100175201401002C40200280学习关系SC/R1课程关系C/R2二、
关系的键与关系的属性3、外键如果关系模式R1中的某属性集是另一关系模式R2的主键，则该属性集是关系模式R1的外键。{外
键用来表示多个关系之间的联系}学号课程号分数201401001C40100190201401002C40100175201401
003C40200269课程号课程名学时C401001数据结构70C401002操作系统60C402001计算机原理60课程号是
学习关系SC的外键二、关系的键与关系的属性4、主属性与非主属性主属性：包含在任何一个候选键中的属性称为主属性。比如：◆
学生关系（学号，姓名，性别，出生年月，籍贯，专业代码，班级）◆邮寄地址（城市名，街道名，邮政编码，单位名，收件人）二、关系的
键与关系的属性4、主属性与非主属性非主属性：不属于任何候选键中的属性称为非主属性或非键属性。显然：◆学生关系（学号，姓
名，性别，出生年月，籍贯，专业代码，班级）◆邮寄地址（城市名，街道名，邮政编码，单位名，收件人）二、关系的键与关系的属性
简单情况下，一个关系只有一个主属性：课程关系C课程号课程名学时C401001数据结构70C401002操作系统60C4020
01计算机原理60专业代码 课程号S0401 C401001S0401C402002S0402
C402001S0402 C402002S0403 C403001S0403 C403002S040
4 C401001S0404 C404001二、关系的键与关系的属性极端情况下，一个关系的全部属性都是主属性。
设置关系CS###第1章数据库系统概述1.5数据库的内部体系结构低简单强…应用程序1应用程序2应用程序3应用程序M…外模
式1外模式2外模式N逻辑模式内模式结构易用性复杂性数据库图1.10数据库的三级模式结构一、数据库内部体系结构的三级模式结构一、数
据库内部体系结构的三级模式结构1、逻辑模式（LogicalSchema）逻辑模式是对数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述，包
括有描述某一用户组织数据管理需求的多个关系模式，以及反映这些关系模式对应的数据完整性和安全性约束学生关系（学号，姓名，性别，出生年
月，籍贯，专业代码，班级）专业关系（专业代码，专业名称）课程关系（课程号，课程名，学时数）设置关系（专业代码，课程代码）学习关系（
学号，课程号，分数）教师关系（教工号，教员姓名，教员性别，教员出生年月，教研室，电话）讲授关系（教工号，课程号）…应用程序1应用
程序2应用程序3应用程序M…外模式1外模式2外模式N逻辑模式内模式数据库图1.10数据库的三级模式结构二、数据库的两级映象1、三
级数据库结构①该7个关系模式组成了该数据库应用系统的逻辑模式②显然是一种整体逻辑结构的描述一、数据库内部体系结构的三级
模式结构1、逻辑模式（LogicalSchema）逻辑模式是对数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述，包括有描述某一用户组织数
据管理需求的多个关系模式，以及反映这些关系模式对应的数据完整性和安全性约束。逻辑模式是对DB中全部数据的整体逻辑结构的描述，体
现了全局、整体的数据观点。一、数据库内部体系结构的三级模式结构2、外模式（ExternalSchema）外模式是与某一具体
应用有关的数据的逻辑表示，是对不同数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能看见和使用的那部分局部数据的逻辑结构的描述，是数据库用户
的数据视图。…应用程序1应用程序2应用程序3应用程序M…外模式1外模式2外模式N逻辑模式内模式数据库图1.10数据库的三级模式
结构一、数据库内部体系结构的三级模式结构用户1用户2用户M一个DB可有多个外模式。一、数据库内部体系结构的三级模式结构2、外
模式外模式反映的是数据库中数据的局部逻辑结构。说明：①一个DB可有多个外模式。②外模式是用户和数据库应用系统（DBA
S）的接口。外模式示例课程号课程名学时数任课教员任课教研室(a)学号姓名课程号课程名学时分数(b)学号姓名平均
分数(c)教学安排：TA(C#，CNAME，CLASSH，TNAME，TRSECTION)课程成绩：CG(S#，SNAME，C#
，CNAME，CLASSH，GRADE)平均成绩：A_GRADE(S#，SNAME，AVE_GRADE)(d)外模式示例课程号
课程名学时数任课教员任课教研室(a)学号姓名课程号课程名学时分数(b)学号姓名平均分数(c)教学安排：TA(C
#，CNAME，CLASSH，TNAME，TRSECTION)课程成绩：CG(S#，SNAME，C#，CNAME，CLASSH，G
RADE)平均成绩：A_GRADE(S#，SNAME，AVE_GRADE)(d)外模式示例课程号课程名学时数任课教员任
课教研室(a)学号姓名课程号课程名学时分数(b)学号姓名平均分数(c)教学安排：TA(C#，CNAME，CLASSH，
TNAME，TRSECTION)课程成绩：CG(S#，SNAME，C#，CNAME，CLASSH，GRADE)平均成绩：A_GRA
DE(S#，SNAME，AVE_GRADE)(d)…应用程序1应用程序2应用程序3应用程序M…外模式1外模式2外模式N逻辑模式内
模式数据库图1.10数据库的三级模式结构排课外模式(课程号，课程名，学时，教员姓名，教研室)学习成绩外模式(学号，姓名，课程号，课
程名，学时，分数)平均成绩外模式(学号，姓名，平均分数)一、数据库内部体系结构的三级模式结构1、三级数据库结构外模式示例课
程号课程名学时数任课教员任课教研室(a)学号姓名课程号课程名学时分数(b)学号姓名平均分数(c)教学安排：TA
(C#，CNAME，CLASSH，TNAME，TRSECTION)课程成绩：CG(S#，SNAME，C#，CNAME，CLASSH
，GRADE)平均成绩：A_GRADE(S#，SNAME，AVE_GRADE)(d)外模式示例课程成绩CGS#SNAMEC#CN
AMECLASSHGRADE外模式/虚表C#CNAMECLASSHC5数据库50CSSCS＃C＃GRADES256C580S＃S
NAMESSEX…S256…WangF…实际的表外模式示例课程成绩CGS#SNAMEC#CNAMECLASSHGRADES25
6WangC5数据库5080C#CNAMECLASSHC5数据库50CSSCS＃C＃GRADES2
56C580S＃SNAMESSEX…S256…WangF…一、数据库内部体系结构的三级模式结构3、内模式（Internal
Schema）内模式是对数据库数据在存储介质上的存储方式和物理结构的描述，由数据库数据文件的物理组织方式、数据表的物理组织方式、
数据记录在物理存储器上存储方式和寻址方式，以及索引方式等确定。…应用程序1应用程序2应用程序3应用程序M…外模式1外模式2外模式N
逻辑模式物理索引内模式记录间链接数据库图1.10数据库的三级模式结构一、数据库内部体系结构的三级模式结构3、内模式一、数
据库内部体系结构的三级模式结构4、三级模式结构的形象化示例下图是对数据库三级模式结构的形象化描述！二、DB内部体系结构的两级
映像与数据独立性1、应用程序◆应用程序是指完成用户组织中所有不同用户对数据库中数据操作功能的程序模块的全体。◆用户组织中不同
用户/管理人员对数据库中数据操作的功能是由不同的应用程序模块实现的。◆不同的应用程序模块只实现对数据库中一个或多个外模式的数据的
操作。用户A1用户A2用户B1用户B2应用程序A1应用程序A2应用程序B1应用程序B2用户级DB外模式A外模式B局部逻辑结构DBM
S概念级DB逻辑模式全局逻辑结构存储级DB内模式OS存储组织结构数据库二、DB内部体系结构的两级映像与数据独立性2、三级数据库结
构用户A1用户A1用户A1用户A1应用程序A1应用程序A2应用程序B1应用程序B2用户级DB外模式A外模式B局部逻辑结构外模式到
模式的映象A外模式到模式的映象BDBMS概念级DB逻辑模式全局逻辑结构存储级DB内模式OS存储组织结构数据库二、DB内部体系结构的
两级映像与数据独立性3、外模式与逻辑模式之间的映射二、DB内部体系结构的两级映像与数据独立性3、外模式与逻辑模式之间的映射教学
安排外模式（视图）：TA(C#，CNAME，CLASSH，TNAME，TRSECTION)课程成绩外模式（视图）：CG(S
#，SNAME，C#，CNAME，CLASSH，GRADE)平均成绩外模式（视图）：A_GRADE(S#，SNAME，AVE(G
RADE))CC#CNAMECLASSHSS#SNAMESSEX…SCS#C#GRADE二、DB内部体系
结构的两级映像与数据独立性3、外模式与逻辑模式之间的映射实现方法：CG(S#,SNAME,C#,CNAME,CLAS
SH,GRADE)CREATEVIEWCGASSELECTS.S#,SNAME,SC.C#,CNAME,CLA
SSH,GRADEFROMS，SC，CWHERES.S#=SC.S#ANDSC.C#=C.C#ORDER
BYS.S#二、DB内部体系结构的两级映像与数据独立性3、外模式与逻辑模式之间的映射S#SNAMEC#CNAMECLASSHG
RADES256WangC5数据库5080课程成绩CGC#CNAMECLASSHC5数据库50CSSCS＃C＃GRADES256C
580S＃SNAMESSEX…S256…WangF…二、DB内部体系结构的两级映像与数据独立性4、逻辑模式与内模式之间的映射用
户A1用户A1用户A1用户A1应用程序A1应用程序A2应用程序B1应用程序B2外模式A外模式B外模式到模式的映象A外模式到模式的映
象BDBMS逻辑模式模式到内模式的映象内模式数据库二、DB内部体系结构的两级映像与数据独立性图1.14数据库系统的体系结构用户
A1用户A1用户A1用户A1应用程序A1应用程序A2应用程序B1应用程序B2用户级DB外模式A外模式B局部逻辑结构外模式到模式的映
象A外模式到模式的映象BDBMS概念级DB逻辑模式全局逻辑结构模式到内模式的映象存储级DBOS内模式存储组织结构数据库二、DB内部
体系结构的两级映像与数据独立性需要强调的是：数据库三级模式之间的转换是在数据库管理系统（DBMS）的统一控制下实现的。图1.14
数据库系统的体系结构应用程序外模式逻辑模式内模式外模式／模式映象模式／内模式映象当数据库的逻辑模式因某种原因修改时，可通过修
改外模式与逻辑模式之间的映像而使外模式保持不变，从而不需修改应用程序，这样就实现了数据库的逻辑数据独立性。。二、DB内部体系结构
的两级映像与数据独立性5、数据库的逻辑数据独立性和物理数据独立性①数据库的逻辑数据独立性（外模式与逻辑模式间的映射）应
用程序外模式逻辑模式内模式外模式／模式映象模式／内模式映象当数据库的存储结构发生改变时，可通过修改逻辑模式与内模式之间的映像而使
逻辑模式尽可能地保持不变，从而使外模式和应用程序保持不变，这样就实现了数据库的物理数据独立性。二、DB内部体系结构的两级映像与数据
独立性5、数据库的逻辑数据独立性和物理数据独立性②数据库的物理数据独立性（逻辑模式与内模式之间的映射）三、数据库内部体系
的概念◆数据库的三级模式结构指的是一种从数据库管理系统（DBMS）的角度看到的数据库模式结构和映射关系。◆一般，把这种从DBM
S角度看到的三级模式结构及模式之间的映像，统称为数据库的内部体系结构。？数据库的外部（体系）结构###第1章数据库系统概
述1.6SQLServer2012关系数据库管理系统认识SQLServer2012RDBMS◆SQLServer2
012是一个关系型网络数据库管理系统。◆SQLServer2012支持多层客户机/服务器（C/S）结构、支持浏览器/服务器（
B/S）结构、支持多种开发平台和远程管理、支持云技术与平台，具有强大的数据库管理功能，可以满足成千上万的用户的海量数据管理需求。
一、SQLServer2012的组成SQLServer2012由数据库引擎、分析服务、集成服务、报表服务四部分组成。一
、SQLServer2012的组成1、数据库引擎SQLServer2012数据库引擎（SQLServerDataba
seEngine，SSDE）负责完成数据的存储、处理和安全保护及管理。包括：创建数据库、创建表、创建视图，执行对数据库的数据查询
和其他各类数据操作。◆数据库引擎是SQLServer的核心服务，在大多数情况下使用SQLServer2012就是使用数据库
引擎。一、SQLServer2012的组成2、分析服务分析服务用于为用户提供联机分析处理和数据挖掘功能。用户可以通过分析服
务设计、创建和管理包含来自于其他数据源的多维结构，完成数据挖掘模型的构造和应用，实现知识的发现、表示和管理。一、SQLServ
er2012的组成3、集成服务集成服务用于生成企业级数据集成和数据转换解决方案的平台，负责完成数据的提取、转换和加载等操作，高
效地处理各种各样的数据源的数据，包括：SQLServer、Oracle、Excel、XML文档、文本文件等。理。一、SQL
Server2012的组成4、报表服务报表服务用于生成从多种关系数据源和多维数据源提取数据的企业报表。用户可部署报表的布局格式
及数据源，方便地定义和发布满足需求的报表，例如：表格报表、矩阵报表、图形报表和自由格式报表等。二、SQLServerManag
ementStudioSQLServerManagementStudio是SQLServer2012提供的一个集成
化开发环境和图形化界面管理工具，完成对SQLServer2012的访问、配置、控制、管理和开发等。1、SQLServerMa
nagementStudio启动与退出启动SQLServerManagementStudio工具的操作步骤如下。（1）
单击“开始→所有程序→MicrosoftSQLServer2012→SQLServerManagementStudio
”菜单命令，启动SQLServerManagementStudio工具。1、SQLServerManagementSt
udio启动与退出（2）启动后弹出“连接到服务器”对话框（如图1.15）。（2）其中：“服务器类型”缺省选择为“数据库引擎
”；“服务器名称”缺省选择为要连接的数据源实例名（也即该计算机的名称，系统自动注册的SQLServer本地实例），“身份验证”默
认选择为“Windows身份验证”。单击“连接”按钮，实现SQLServerManagementStudio与指定服务器的
连接。1、SQLServerManagementStudio启动与退出（3）SQLServerManagement
Studio与指定服务器连接成功后，弹出如图1.16所示的工作界面，也即成功启动了SQLServerManagementSt
udio工具。1、SQLServerManagementStudio启动与退出在SQLServerManagement
Studio工具的主界面下：单击如图1.16的工作界面右上角的“关闭”按钮，即可关闭SQLServerManagemen
tStudio工具。选择如图1.16的工作界面左上部的“文件”菜单下的“退出”选项，即可退出SQLServerManage
mentStudio工具。2、SQLServerManagementStudio工作界面SQLServerManag
ementStudio启动后，默认情况下会显示“已注册的服务器”组件窗口和“对象资源管理器”组件两个窗口，如右图所示。“已注册的
服务器”组件窗口“对象资源管理器”组件窗口2、SQLServerManagementStudio工作界面通过可通过分别选择
“视图”菜单中的“模板资源管理器”选项和“对象资源管理器详细信息”选项弹出相应的组件窗口，如图1.17所示。2、SQLServe
rManagementStudio工作界面在“已注册的服务器”窗口可以查看已注册的SQLServer服务器的情况。可以注册和
删除服务器、启动和关闭服务器、设置服务器的属性、将已注册的服务器连接到对象资源管理器等。2、SQLServerManageme
ntStudio工作界面“对象资源管理器”窗口以树状结构组织和管理数据库实例中的所有对象。用户可根据需要依次展开各节点，选择不同
的数据库对象，该对象所包含的内容会相应出现在“对象资源管理器详细信息”组件窗口中。2、SQLServerManagement
Studio工作界面“对象资源管理器详细信息”窗口采用选项卡的方式在同一区域实现多项功能，默认情况下，显示“对象资源管理器”窗口中
选择项的相关内容。在该窗口可以完成SQL语句的编写、表的创建、数据表的展示和报表展示等工作。2、SQLServerManage
mentStudio工作界面模板资源管理器可以用来访问系统提供的SQL代码模板，用户在程序设计时使用模板提供的代码，可以省去每次
都要输入基本代码的工作。三、SQLServer2012的服务器管理SQLServer服务器的管理主要包括：服务器的注册、暂
停、关闭和启动等。三、SQLServer2012的服务器管理1、服务器的注册由于在安装SQLServerManagem
entStudio之后首次启动它时，系统会自动注册SQLServer的本地实例（如1.6.2中所述），所以不再赘述。当然，用
户也可以使用SQLServerManagementStudio采用手工方式注册服务器，具体步骤详见有关文献。三、SQLSe
rver2012的服务器管理2、服务器的启动和关闭启动服务器是指启动SQLServer让服务器重新工作的操作。关闭服务器
就是让SQLServer服务器停止工作，并从内存中清除所有SQLServer服务器有关的进程。SQLServer暂停仅仅是
指暂停对数据库的登录请求和对数据的操作请求的响应，并不从内存中清除所有SQLServer服务器有关的进程。三、SQLServer2012的服务器管理SQLServer2012的启动和关闭等一般可以通过下面3种方法来实现：（1）在SQLServerManagementStudio中启动和关闭服务启动SQLServerManagementStudio，连接到SQLServer服务器上。如图1.18所示，在“已注册的服务器”组件窗口中，鼠标右键单击相应的服务器名，在弹出的快捷菜单上选择“服务控制”，在下一级菜单中单击“启动”、“停止”、“暂停”或“重新启动”命令即可。（2）在SQLServer配置管理器中启动和关闭服务①选择“开始→所有程序→MicrosoftSQLServer2012→配置工具→SQLServer配置管理器”菜单命令，启动SQLServer配置管理器，如图1.19所示。（2）在SQLServer配置管理器中启动和关闭服务②在SQLServer配置管理器的左侧窗格中，单击“SQLServer服务”，右侧窗格中将显示本地所有的SQLServer服务。③鼠标右键单击相应的服务器名，在弹出的快捷菜单上选择“启动”、“停止”、“暂停”或“重新启动”命令即可。（3）在Windows管理工具中启动和关闭服务①选择“开始→控制面板→管理工具→服务”命令，弹出“服务”对话框，如图1.20所示。（3）在Windows管理工具中启动和关闭服务②在服务名称列表中，鼠标右键单击SQLServer（MSSQLSERVER），在弹出的快捷菜单上选择“启动”、“停止”、“暂停”或“重新启动”命令即可。知识扩充：数据库领域大事记1951：Univac系统使用磁带和穿孔卡片作为数据存储。1956：IBM公司在其Model305RAMAC中第一次引入了磁盘驱动器1961：通用电气(GE)公司的CharlesBachman开发了第一个数据库管理系统—IDS1969：E.F.Codd发明了关系数据库。1973：由JohnJ.Cullinane领导Cullinane公司开发了IDMS——一个针对IBM主机的基于网络模型的数据库。1976：Honeywell公司推出了MulticsRelationalDataStore——第一个商用关系数据库产品。1979：Oracle公司引入了第一个商用SQL关系数据库管理系统。1983：IBM推出了DB2数据库产品。1985：为Procter&Gamble系统设计的第一个商务智能系统产生。1991：W.H.“Bill”Inmon发表了”构建数据仓库”。本章复习要点数据库数据库管理系统及其主要功能数据库应用系统数据库、数据库管理系统、数据库应用系统三者的区别与联系数据模型的概念及涵义。本章复习要点逻辑模式外模式三级数据库结构应用程序外模式与逻辑模式之间的映像数据库内部体系结构的概念 |
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