數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第一章

1、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 An Introduction to Database Systems初識數(shù)據(jù)庫初識數(shù)據(jù)庫v數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機在數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機在數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用方面的應(yīng)用v數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理: 將數(shù)據(jù)處理成信息，供人們使用將數(shù)據(jù)處理成信息，供人們使用v數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：有多種形式有多種形式(數(shù)字、文字數(shù)字、文字、聲音、圖形、圖象、聲音、圖形、圖象)，又有簡單、，又有簡單、復(fù)雜復(fù)雜之分之分v信息：信息：淺層次的淺層次的、深層次的、深層次的v數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是按某種數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是按某種數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型組織、描述、存儲、處理的組織、描述

2、、存儲、處理的An Introduction to Database Systems課程內(nèi)容課程內(nèi)容 基礎(chǔ)篇基礎(chǔ)篇 第一章第一章 緒論緒論 第二章第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫(關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)模型) 第三章第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL(實現(xiàn)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的語言實現(xiàn)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的語言) 第四章第四章 數(shù)據(jù)庫安全性數(shù)據(jù)庫安全性 第五章第五章 數(shù)據(jù)庫完整性數(shù)據(jù)庫完整性 設(shè)計篇設(shè)計篇 第六章第六章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論關(guān)系數(shù)據(jù)理論(如何使數(shù)據(jù)存儲的合理如何使數(shù)據(jù)存儲的合理) 第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計(如何設(shè)計數(shù)據(jù)庫如何設(shè)計數(shù)據(jù)庫) 第八章第八章 數(shù)據(jù)庫編程數(shù)據(jù)庫編程 系統(tǒng)系統(tǒng)

3、篇篇 第十章第十章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù) 第十一章第十一章 并發(fā)控制并發(fā)控制An Introduction to Database Systems數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論An Introduction to Database Systems第一章第一章 緒論緒論An Introduction to Database Systems第一章第一章 緒論緒論1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4 小結(jié)小結(jié)An Introduction to Database Systems第一章第一章 緒論緒論1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系

4、統(tǒng)概述 1.1.1 基本概念基本概念 1.1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程 An Introduction to Database Systems1.1.1 基本概念基本概念v數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)v數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫(Database)v數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)v數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)An Introduction to Database Systems一、數(shù)據(jù)一、數(shù)據(jù)v數(shù)據(jù)的定義數(shù)據(jù)的定義 描述事物的符號描述事物的符號v數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式 數(shù)字、文字、圖形、圖像、音頻、視頻等數(shù)字、文字、圖形、圖像、音頻、視頻等v數(shù)據(jù)的特點數(shù)據(jù)的特點 數(shù)據(jù)與其語

5、義是不可分的數(shù)據(jù)與其語義是不可分的 數(shù)據(jù)的含義稱為語義，一個數(shù)據(jù)可以有多種語義數(shù)據(jù)的含義稱為語義，一個數(shù)據(jù)可以有多種語義An Introduction to Database Systems數(shù)據(jù)舉例數(shù)據(jù)舉例v 簡單數(shù)據(jù)，如簡單數(shù)據(jù)，如93：語義語義1：學(xué)生某門課的成績：學(xué)生某門課的成績語義語義2：某人的體重：某人的體重語義語義3：計算機系：計算機系2003級學(xué)生人數(shù)級學(xué)生人數(shù)An Introduction to Database Systems數(shù)據(jù)舉例數(shù)據(jù)舉例v 學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄(復(fù)雜數(shù)據(jù)復(fù)雜數(shù)據(jù))（李明，男，（李明，男，197205，江蘇南京市，計算機系，江蘇南京市，

6、計算機系，1990） 語義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在院系、語義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在院系、入學(xué)年份入學(xué)年份 解釋：李明是個大學(xué)生，解釋：李明是個大學(xué)生，1972年年5月出生，江蘇南京市月出生，江蘇南京市人，人，1990年考入計算機系年考入計算機系A(chǔ)n Introduction to Database Systems二、數(shù)據(jù)庫二、數(shù)據(jù)庫v數(shù)據(jù)庫的定義數(shù)據(jù)庫的定義 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫(Database,簡稱簡稱DB)是是長期儲存長期儲存在計算機內(nèi)、在計算機內(nèi)、有有組織組織的、的、可共享可共享的的大量大量數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)的集合。An Introduction to Databa

7、se Systems三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)v什么是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (DBMS) 位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層系統(tǒng)系統(tǒng)軟件軟件vDBMS的用途的用途 幫助用戶科學(xué)地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維幫助用戶科學(xué)地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護數(shù)據(jù)護數(shù)據(jù)An Introduction to Database Systems四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)v數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Database System，簡稱，簡稱DBS） 在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)v數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 數(shù)

8、據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具） 應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員 用戶用戶 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 DB 應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng) 操作系統(tǒng) OS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS 數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員 DBA用戶用戶用戶數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) D庫庫 B系系 S統(tǒng)統(tǒng)An Introduction to Database Systems1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 1.1.1 基本概念基本概念 1.1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程 An Introduction to Databas

9、e Systems數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程v數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程 人工管理階段人工管理階段(20世紀世紀40年代中年代中-50年代中年代中) 文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段(20世紀世紀50年代末年代末-60年代中年代中) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(20世紀世紀60年代末年代末-現(xiàn)在現(xiàn)在)An Introduction to Database Systems一、人工管理階段一、人工管理階段v時期時期 20世紀世紀40年代中年代中-50年代中年代中v產(chǎn)生的背景產(chǎn)生的背景 應(yīng)用需求應(yīng)用需求科學(xué)計算科學(xué)計算 硬件水平硬件水平無直接存取存儲設(shè)備無直接存取存儲設(shè)

10、備 軟件水平軟件水平?jīng)]有操作系統(tǒng)沒有操作系統(tǒng) 處理方式處理方式批處理批處理An Introduction to Database Systems應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系(人工管理階段人工管理階段) 應(yīng)用程序應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集1應(yīng)用程序應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集2應(yīng)用程序應(yīng)用程序數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集n.人工管理階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系 An Introduction to Database Systems二、文件系統(tǒng)階段二、文件系統(tǒng)階段v時期時期 20世紀世紀50年代末年代末-60年代中年代中v產(chǎn)生的背景產(chǎn)生的背景 應(yīng)用需求應(yīng)用需求科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理 硬

11、件水平硬件水平磁盤、磁鼓磁盤、磁鼓 軟件水平軟件水平有文件系統(tǒng)有文件系統(tǒng) 處理方式處理方式聯(lián)機實時處理、批處理聯(lián)機實時處理、批處理An Introduction to Database Systems應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系(文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段)應(yīng)用程序應(yīng)用程序1文件文件應(yīng)用程序應(yīng)用程序2文件文件2應(yīng)用程序應(yīng)用程序文件文件n存取存取方法方法.文件系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系 An Introduction to Database Systems三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段v時期時期 20世紀世紀60年代末以來年代末以來v產(chǎn)生的背景產(chǎn)生的背景 應(yīng)用背

12、景應(yīng)用背景大規(guī)模數(shù)據(jù)處理大規(guī)模數(shù)據(jù)處理 硬件背景硬件背景大容量磁盤、磁盤陣列大容量磁盤、磁盤陣列 軟件背景軟件背景有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 處理方式處理方式聯(lián)機實時處理聯(lián)機實時處理,分布處理分布處理,批處理批處理An Introduction to Database Systems應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系(數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng))DBMS應(yīng)用程序應(yīng)用程序1應(yīng)用程序應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系 An Introduction to Database Systems第一章第一章 緒論緒論1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.2 數(shù)

13、據(jù)模型數(shù)據(jù)模型1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4 小結(jié)小結(jié)An Introduction to Database Systems 1.2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 1.2.1 兩大類數(shù)據(jù)模型兩大類數(shù)據(jù)模型 1.2.2 邏輯邏輯模型的組成要素模型的組成要素 1.2.3 常用的邏輯模型常用的邏輯模型 An Introduction to Database Systems數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型v模型就是現(xiàn)實世界的模擬模型就是現(xiàn)實世界的模擬v數(shù)據(jù)模型分為兩類數(shù)據(jù)模型分為兩類(1) 概念模型(也稱信息模型)是按用戶的觀點對數(shù)據(jù)建模用途：用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計 獨立于具體的DBMS(2) 結(jié)構(gòu)模型(包括邏輯結(jié)構(gòu)模型和物

14、理結(jié)構(gòu)模型) 是按計算機的觀點對數(shù)據(jù)建模 用途：用于描述數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu) 與具體的DBMS息息相關(guān)An Introduction to Database Systems數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型v模型就是現(xiàn)實世界的模擬模型就是現(xiàn)實世界的模擬v數(shù)據(jù)模型分為兩類數(shù)據(jù)模型分為兩類(1) 概念模型(也稱信息模型)是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)建模，用途：用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計。 獨立于具體的DBMS(2) 結(jié)構(gòu)模型(包括邏輯結(jié)構(gòu)模型和物理結(jié)構(gòu)模型) 邏輯模型是設(shè)計人員能直接操作的數(shù)據(jù)對象的集合。 物理模型描述數(shù)據(jù)在磁盤或磁帶上的存儲方式和存取方法。 一般用戶不必考慮物理模型。(只有設(shè)計DBMS的人需要考慮)An In

15、troduction to Database Systems 1.2.2 數(shù)據(jù)模型的組成要素數(shù)據(jù)模型的組成要素邏輯模型的三要素邏輯模型的三要素v數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) v數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作 v完整性約束條件完整性約束條件An Introduction to Database Systems 一、一、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)v什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 描述數(shù)據(jù)庫的組成對象，以及對象之間的聯(lián)系描述數(shù)據(jù)庫的組成對象，以及對象之間的聯(lián)系 如鏈表、二維表如鏈表、二維表v數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述An Introduction to Database Systems 二、數(shù)據(jù)操作二

16、、數(shù)據(jù)操作 v數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作 對數(shù)據(jù)庫中各種對象允許執(zhí)行的對數(shù)據(jù)庫中各種對象允許執(zhí)行的操作操作v數(shù)據(jù)操作的類型數(shù)據(jù)操作的類型 查詢查詢 更新更新(包括插入、刪除、修改包括插入、刪除、修改)v數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述An Introduction to Database Systems三、數(shù)據(jù)的完整性約束條件三、數(shù)據(jù)的完整性約束條件 v數(shù)據(jù)的完整性約束條件數(shù)據(jù)的完整性約束條件 完整性規(guī)則：給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系完整性規(guī)則：給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系應(yīng)遵循的制約和規(guī)則應(yīng)遵循的制約和規(guī)則 保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容An Intr

17、oduction to Database Systems 1.2.4 常用的邏輯模型常用的邏輯模型v層次模型層次模型(Hierarchical Model) v網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型(Network Model) v關(guān)系模型關(guān)系模型(Relational Model) v面向?qū)ο竽Ｐ兔嫦驅(qū)ο竽Ｐ?Object Oriented Model）v對象關(guān)系模型對象關(guān)系模型(Object Relational Model)An Introduction to Database Systems1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)v從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常采用從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常

18、采用三級模式結(jié)構(gòu)三級模式結(jié)構(gòu)，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) v從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為: 單用戶結(jié)構(gòu)單用戶結(jié)構(gòu) 主從式結(jié)構(gòu)主從式結(jié)構(gòu) 客戶服務(wù)器客戶服務(wù)器 C/S模式模式 分布式結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu) 瀏覽器應(yīng)用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器多層結(jié)構(gòu)等瀏覽器應(yīng)用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器多層結(jié)構(gòu)等 B/S模式模式An Introduction to Database Systems1.4 1.4 小結(jié)小結(jié)v 數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機在數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機在數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用v 數(shù)據(jù)處理的特點：數(shù)據(jù)量大，算法簡單數(shù)據(jù)處理的特

19、點：數(shù)據(jù)量大，算法簡單v 數(shù)據(jù)：有多種表現(xiàn)形式，有簡單數(shù)據(jù)復(fù)雜數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)：有多種表現(xiàn)形式，有簡單數(shù)據(jù)復(fù)雜數(shù)據(jù)(記錄數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù))之分，數(shù)據(jù)之分，數(shù)據(jù)庫研究是復(fù)雜數(shù)據(jù)庫研究是復(fù)雜數(shù)據(jù)v 數(shù)據(jù)與其語義密不可分，不同的環(huán)境語義可能不同數(shù)據(jù)與其語義密不可分，不同的環(huán)境語義可能不同v 大量數(shù)據(jù)存儲在計算機中，即數(shù)據(jù)庫大量數(shù)據(jù)存儲在計算機中，即數(shù)據(jù)庫DBv 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS，是用于管理數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)軟件，是用于管理數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)軟件 DBMS的作用：幫助用戶科學(xué)地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護數(shù)的作用：幫助用戶科學(xué)地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護數(shù)據(jù)據(jù)v 數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的三個階段：人工、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的三個階段：人工、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)An Introduction to Database Systems小結(jié)小結(jié)(續(xù)續(xù))v 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 概念模型：用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計概念模型：用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計 邏輯模型：用于邏輯模型：用于DBMS實現(xiàn)實現(xiàn)v 邏輯模型的三要素邏輯模型的三要素 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、完整性約束數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、完整性約束v 幾種常用的邏輯模型幾種常用的邏輯模型 層次、網(wǎng)狀、層次、網(wǎng)狀、關(guān)系關(guān)系、面向?qū)ο?、對象關(guān)系、面向?qū)ο?、對象關(guān)系A(chǔ)n Introduction to Database Systems本章練習(xí)