數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念課件

1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念2第第1章章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述第第2章章 數(shù)據(jù)模型與概念模型數(shù)據(jù)模型與概念模型第第3章章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫第第4章章 sql server 2008數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)庫管理第第5章章 數(shù)據(jù)庫建立與管理數(shù)據(jù)庫建立與管理第第6章章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論第第7章章 數(shù)據(jù)庫保護技術(shù)數(shù)據(jù)庫保護技術(shù)第第8章章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計的步驟和方法數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計的步驟和方法第第9章章 新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念31.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念 1.1.1 信息與數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù) 1.1.2 (

2、數(shù)據(jù)處理）數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)處理）數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫 1.1.3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與（信息系統(tǒng)）信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與（信息系統(tǒng)）信息管理系統(tǒng)1.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展 1.2.1 手工管理數(shù)據(jù)階段的特點手工管理數(shù)據(jù)階段的特點 1.2.2 文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理特點和缺陷文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理特點和缺陷 1.2.3 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展歷程和研究方向數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展歷程和研究方向 1.2.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理特點數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理特點 1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1.3.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 1.3.2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu) 1.3.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級數(shù)據(jù)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級數(shù)據(jù)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念41.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念u信息與數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù)u數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理u數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫u數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)u數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)u數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念51.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念 1.1.1 信息與數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù)1. 信息（信息（information）、信息特征及作用）、信息特征及作用信息信息:就是新的、有用的就是新的、有用的事實和知識事實和知識。 信息具有四個基本特

4、征：信息具有四個基本特征：客觀客觀存在的存在的:有有價值價值的的:可可傳遞傳遞的的:有一定的有一定的表示形式表示形式:信息的內(nèi)容是關(guān)于信息的內(nèi)容是關(guān)于客觀客觀事物或思想等方事物或思想等方面的知識面的知識是是有用有用的，它是人們活動的必需知識的，它是人們活動的必需知識能夠在空間和時間上被能夠在空間和時間上被傳遞傳遞，在空間上，在空間上傳遞稱為通信，在時間上傳遞稱為存儲傳遞稱為通信，在時間上傳遞稱為存儲信息可以通過手勢、眼神、聲音、信息可以通過手勢、眼神、聲音、圖形、數(shù)字等形式表示圖形、數(shù)字等形式表示數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念62. 數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)（data）、數(shù)據(jù)和信息的關(guān)系及數(shù)據(jù)的特征）、數(shù)據(jù)和信息的關(guān)系

5、及數(shù)據(jù)的特征數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：是用于承載信息的是用于承載信息的物理符號物理符號,也就是指信息的也就是指信息的一種一種符號符號化表示形式，而采用什么符號，完全是化表示形式，而采用什么符號，完全是人為規(guī)定，可以是數(shù)字、文字、圖形等。人為規(guī)定，可以是數(shù)字、文字、圖形等。 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫里主要存儲的就是符號化的信息里主要存儲的就是符號化的信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念7數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的4個特征個特征：有有“型型”和和“值值”之分之分:受受數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型和和取值范圍取值范圍的約束的約束:有有定性定性表示和表示和定量定量表示之分表示之分:具具有載體有載體和多種和多種表現(xiàn)形式表現(xiàn)形式:如表示某學(xué)生信息的數(shù)據(jù)：如表示

6、某學(xué)生信息的數(shù)據(jù)：（1001、張三、張三、21、80）型：型：(學(xué)號、姓名、年齡、成績學(xué)號、姓名、年齡、成績)值：各項取值值：各項取值如年齡的數(shù)據(jù)類型是整型，如年齡的數(shù)據(jù)類型是整型，取值范圍定為取值范圍定為10-100數(shù)據(jù)庫設(shè)計時就必須認真考慮以上因素。數(shù)據(jù)庫設(shè)計時就必須認真考慮以上因素。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念8數(shù)據(jù)與信息關(guān)系數(shù)據(jù)與信息關(guān)系：數(shù)據(jù)是表示信息的數(shù)據(jù)是表示信息的物理符號物理符號，只是信息表，只是信息表達形式的一種（還有手勢、眼神等）。達形式的一種（還有手勢、眼神等）。信息是數(shù)據(jù)的信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵內(nèi)涵，數(shù)據(jù)只有被理解后才，數(shù)據(jù)只有被理解后才有意義。有意義。錯誤的數(shù)據(jù)并不能表達信息。錯誤的

7、數(shù)據(jù)并不能表達信息。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念91.1.2 數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫 圍繞數(shù)據(jù)進行的所有工作稱為圍繞數(shù)據(jù)進行的所有工作稱為數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理，包括對，包括對數(shù)據(jù)的收集、組織、整理、加工、存儲和傳播等工作數(shù)據(jù)的收集、組織、整理、加工、存儲和傳播等工作。分為。分為3類：類：1. 數(shù)據(jù)處理（數(shù)據(jù)處理（data processing）及分類）及分類收集收集信息、將信息用數(shù)據(jù)表示并按類別組織信息、將信息用數(shù)據(jù)表示并按類別組織保存保存，在需要的時候能夠，在需要的時候能夠提供提供數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)進行對數(shù)據(jù)進行變換變換、抽取抽取和和運算運算，通過數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)加工會得到更有用的數(shù)據(jù)，以指導(dǎo)或控制加

8、工會得到更有用的數(shù)據(jù)，以指導(dǎo)或控制人的行為或事物的變化趨勢人的行為或事物的變化趨勢在在空間空間或或時間時間上以各種形式傳播信息，而上以各種形式傳播信息，而不改變數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和內(nèi)容，使更多不改變數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和內(nèi)容，使更多的人得到信息的人得到信息數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理:數(shù)據(jù)加工數(shù)據(jù)加工:數(shù)據(jù)傳播數(shù)據(jù)傳播:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念10數(shù)據(jù)管理是數(shù)據(jù)處理中最基本工作，是其他數(shù)數(shù)據(jù)管理是數(shù)據(jù)處理中最基本工作，是其他數(shù)據(jù)處理的據(jù)處理的核心和基礎(chǔ)核心和基礎(chǔ)。主要包括：。主要包括：2. 數(shù)據(jù)管理及內(nèi)容數(shù)據(jù)管理及內(nèi)容 即將收集到的數(shù)據(jù)合理地即將收集到的數(shù)據(jù)合理地分類組織分類組織，將其將其存儲存儲在物理載體上，使數(shù)據(jù)

9、能夠在物理載體上，使數(shù)據(jù)能夠長期地被保存長期地被保存即根據(jù)需要即根據(jù)需要插入插入新數(shù)據(jù)、新數(shù)據(jù)、修改修改原數(shù)據(jù)原數(shù)據(jù)和和刪除刪除失效數(shù)據(jù)的操作失效數(shù)據(jù)的操作以便快速地得到需要的正確以便快速地得到需要的正確數(shù)據(jù)，滿足各種使用要求數(shù)據(jù)，滿足各種使用要求組織和保存數(shù)據(jù)組織和保存數(shù)據(jù):進行數(shù)據(jù)維護進行數(shù)據(jù)維護:數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)統(tǒng)計:數(shù)據(jù)庫是存儲數(shù)據(jù)的倉庫，也是數(shù)據(jù)管理的技術(shù)和手段數(shù)據(jù)庫是存儲數(shù)據(jù)的倉庫，也是數(shù)據(jù)管理的技術(shù)和手段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念11 3. 數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的性質(zhì)數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的性質(zhì)本書定義：本書定義：數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫（database-db）是一個按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲

10、和管）是一個按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和管理數(shù)據(jù)的理數(shù)據(jù)的計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)。包含兩層意思：包含兩層意思：它能更它能更合理地組織合理地組織數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，方便地方便地維護維護數(shù)據(jù)，更數(shù)據(jù)，更嚴密地控制嚴密地控制數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)和更更有效的利用有效的利用數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是保管數(shù)據(jù)的是保管數(shù)據(jù)的倉庫倉庫:是管理數(shù)據(jù)的是管理數(shù)據(jù)的新方法和新技術(shù)新方法和新技術(shù):按照一定結(jié)構(gòu)存儲的數(shù)據(jù)按照一定結(jié)構(gòu)存儲的數(shù)據(jù)集合集合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念12 其實對于數(shù)據(jù)庫目前還沒有統(tǒng)一的定義，許多數(shù)其實對于數(shù)據(jù)庫目前還沒有統(tǒng)一的定義，許多數(shù)教材這么定義：教材這么定義：數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)庫（db）：）：數(shù)據(jù)庫是存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫是存儲數(shù)據(jù)的倉庫倉庫，

11、是經(jīng)過精，是經(jīng)過精心組織的心組織的結(jié)構(gòu)化結(jié)構(gòu)化的、能的、能永久保存永久保存的、且能為不同用戶的、且能為不同用戶所所共享共享的數(shù)據(jù)集合。的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念13數(shù)據(jù)庫方法與文件方法相比，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)庫方法與文件方法相比，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)具有以具有以下兩個下兩個特征特征。因數(shù)據(jù)庫是從因數(shù)據(jù)庫是從全局全局的角度出發(fā)建立的，能為的角度出發(fā)建立的，能為多多個用戶個用戶共享；而文件中的數(shù)據(jù)是根據(jù)某一功能共享；而文件中的數(shù)據(jù)是根據(jù)某一功能模塊建立的，各功能模塊有自己的數(shù)據(jù)文件，模塊建立的，各功能模塊有自己的數(shù)據(jù)文件，結(jié)構(gòu)不同，很難共享。結(jié)構(gòu)不同，很難共享。具有具有整體性整體性:具有具有共享性共

12、享性:數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是從數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是從全局全局的角度出發(fā)建立的角度出發(fā)建立的，能滿足的，能滿足所有用戶所有用戶要求；文件中的數(shù)據(jù)是從要求；文件中的數(shù)據(jù)是從局部局部應(yīng)用要求出發(fā)建立的，只能滿足應(yīng)用要求出發(fā)建立的，只能滿足部分用戶部分用戶的需求。的需求。1.不同的用戶可按各自的用法使用數(shù)據(jù)庫不同的用戶可按各自的用法使用數(shù)據(jù)庫中的中的不同不同的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)2.多個用戶可以多個用戶可以同時同時共享數(shù)據(jù)庫中的共享數(shù)據(jù)庫中的同一同一數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念14 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（dbms）是專門用于管理是專門用于管理數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的計算機系統(tǒng)軟件計算機系統(tǒng)軟件，能夠為數(shù)據(jù)

13、庫提供能夠為數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)的定義、建立、維護、查詢和統(tǒng)計等操作數(shù)據(jù)的定義、建立、維護、查詢和統(tǒng)計等操作功能，并完成對數(shù)據(jù)完整性、安全性等進行控功能，并完成對數(shù)據(jù)完整性、安全性等進行控制。制。 1.1.3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng) 1. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（database management system-dbms）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念15數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要功能：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要功能：數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)定義功能:數(shù)據(jù)操縱功能數(shù)據(jù)操縱功能:數(shù)據(jù)庫的建立數(shù)據(jù)庫的建立:數(shù)據(jù)庫運行管理（控制）數(shù)據(jù)庫運行管理（控制）:提供數(shù)據(jù)定義語言提供數(shù)據(jù)定義語言(da

14、ta description language-ddl)，定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等。，定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等。提供數(shù)據(jù)操縱語言提供數(shù)據(jù)操縱語言(data manipulation language- dml)進行維護進行維護 (插入、刪除插入、刪除和修改和修改)、查詢、統(tǒng)計工作。、查詢、統(tǒng)計工作。數(shù)據(jù)輸入、轉(zhuǎn)儲、恢復(fù)等數(shù)據(jù)輸入、轉(zhuǎn)儲、恢復(fù)等數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)性控數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)性控制和數(shù)據(jù)庫內(nèi)部維護等。制和數(shù)據(jù)庫內(nèi)部維護等。主要主要dbms有：有：oracle、sybase、sql server2008、mysql、vfp等等數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念16 凡使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)都稱為凡使用數(shù)

15、據(jù)庫技術(shù)管理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)都稱為數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)(das)，它是一種，它是一種計算機應(yīng)用軟件計算機應(yīng)用軟件，一個數(shù)，一個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)攜帶有據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)攜帶有足夠足夠的數(shù)據(jù)量。的數(shù)據(jù)量。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)可以被劃分為：數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)可以被劃分為： 2. 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)（database applicationt system）數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳遞傳遞系統(tǒng)系統(tǒng):數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理處理系統(tǒng)系統(tǒng):管理管理信息系統(tǒng)信息系統(tǒng):主要是主要是數(shù)據(jù)傳遞數(shù)據(jù)傳遞，如程控交換系統(tǒng)。，如程控交換系統(tǒng)。主要是主要是數(shù)據(jù)加工數(shù)據(jù)加工，對源數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換、，對源數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換、加工、提取等得出更有價值的新數(shù)據(jù)。加工

16、、提取等得出更有價值的新數(shù)據(jù)。主要是主要是數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理，具有數(shù)據(jù)的保存、維，具有數(shù)據(jù)的保存、維護、和檢索等功能的應(yīng)用系統(tǒng)。護、和檢索等功能的應(yīng)用系統(tǒng)。實際數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)往往是一復(fù)合的系統(tǒng)。實際數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)往往是一復(fù)合的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念173.管理信息系統(tǒng)（管理信息系統(tǒng)（management information system-mis) 管理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)是是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)中的一種，是計中的一種，是計算機應(yīng)用領(lǐng)域中的一個重要分支，它主要包括輸入、算機應(yīng)用領(lǐng)域中的一個重要分支，它主要包括輸入、修改、刪除、查詢、統(tǒng)計等功能：修改、刪除、查詢、統(tǒng)計等功能： 管理信息

17、系統(tǒng)有以下特點：管理信息系統(tǒng)有以下特點：以以數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ)的為基礎(chǔ)的:一般采用一般采用功能選單功能選單方式控制程序方式控制程序（見書（見書p6圖）圖） :管理信息系統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)的功能模塊大致相同功能模塊大致相同。包括輸入、修。包括輸入、修改、刪除、查詢、統(tǒng)計改、刪除、查詢、統(tǒng)計（功能結(jié)構(gòu)見書（功能結(jié)構(gòu)見書p7圖）圖） :數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念184. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及特點數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及特點 使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)設(shè)計的計算機系統(tǒng)稱為使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)設(shè)計的計算機系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)庫系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（統(tǒng)（dbs）。）。硬件硬件:數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)庫（db） :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)庫應(yīng)用系

18、統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)(das):用戶用戶(數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員) :數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)成本小節(jié)主要講述五個概念本小節(jié)主要講述五個概念：數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)庫（據(jù)庫（db）、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)庫系）、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（統(tǒng)（dbs）；）；另外講了一些相關(guān)概念：信息、數(shù)據(jù)處理、另外講了一些相關(guān)概念：信息、數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、管理管理信息系統(tǒng)。信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念19本小節(jié)講述主要概念。本小節(jié)講述主要概念。u信息與信息與數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)u數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)處理u數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫(db)u數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(dbms)u

19、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)u數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(dbs)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念20在計算機誕生初期，當時背景：在計算機誕生初期，當時背景：1、 計算機應(yīng)用以計算機應(yīng)用以科學(xué)計算科學(xué)計算為主為主2、沒、沒永久直接永久直接存儲設(shè)備（紙帶、卡片）存儲設(shè)備（紙帶、卡片）3、無、無操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)，無數(shù)據(jù)管理的軟件。，無數(shù)據(jù)管理的軟件。1.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展 1.2.1 手工管理數(shù)據(jù)階段的特點手工管理數(shù)據(jù)階段的特點數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷了數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷了手工管理、文件管理和數(shù)據(jù)手工管理、文件管理和數(shù)據(jù)庫技術(shù)庫技術(shù)三個發(fā)展階段，數(shù)據(jù)庫技術(shù)是三個發(fā)展階段，數(shù)據(jù)庫技術(shù)

20、是20世紀世紀60年代末年代末發(fā)展起來的，是當前數(shù)據(jù)管理的主要技術(shù)，仍在日新發(fā)展起來的，是當前數(shù)據(jù)管理的主要技術(shù)，仍在日新月異的發(fā)展中。月異的發(fā)展中。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念21數(shù)據(jù)管理在手工管理階段的特點是：數(shù)據(jù)管理在手工管理階段的特點是：不能長期保存的數(shù)據(jù)不能長期保存的數(shù)據(jù):沒有軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進沒有軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行管理行管理:沒有文件概念沒有文件概念:一組數(shù)據(jù)對應(yīng)一個程序一組數(shù)據(jù)對應(yīng)一個程序:需要時輸入，用完撤消。需要時輸入，用完撤消。程序員不僅要設(shè)計數(shù)據(jù)的程序員不僅要設(shè)計數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)邏輯結(jié)構(gòu)構(gòu)，還要設(shè)計，還要設(shè)計物理結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)（存儲結(jié)（存儲結(jié)構(gòu)、存取方法、輸入輸出方法構(gòu)、存取方法、輸入輸出

21、方法等）。等）。數(shù)據(jù)組成和數(shù)據(jù)存儲過程由程序數(shù)據(jù)組成和數(shù)據(jù)存儲過程由程序員設(shè)計。員設(shè)計。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)面向應(yīng)用程序面向應(yīng)用程序的，不同的應(yīng)的，不同的應(yīng)用程序涉及相同的數(shù)據(jù)，也必須用程序涉及相同的數(shù)據(jù)，也必須各自定義，各自定義，不能共享，冗余大。不能共享，冗余大。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念221.2.2 文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理特點和缺陷文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理特點和缺陷到到20世紀世紀50年代后期到年代后期到60年代中期，當時背景：年代中期，當時背景：1、計算機不僅用于科學(xué)計算，還大量地進行、計算機不僅用于科學(xué)計算，還大量地進行數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理。2、磁盤、磁鼓等、磁盤、磁鼓等直接存儲設(shè)備直接存儲設(shè)備出現(xiàn)。出現(xiàn)。

22、3、操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)也逐步應(yīng)用。也逐步應(yīng)用。這時數(shù)據(jù)管理也發(fā)展到文件系統(tǒng)階段，它比手工管這時數(shù)據(jù)管理也發(fā)展到文件系統(tǒng)階段，它比手工管理有了很大的改進。理有了很大的改進。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念231. 文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理特點階段的數(shù)據(jù)管理特點能長期保存能長期保存:有專門軟件系統(tǒng)有專門軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)管理對數(shù)據(jù)管理:數(shù)據(jù)文件具有多數(shù)據(jù)文件具有多樣化樣化:數(shù)據(jù)存取是以記數(shù)據(jù)存取是以記錄為單位錄為單位:數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)以文件文件的形式的形式長久長久地被保存在外存地被保存在外存數(shù)據(jù)與程序分開，有專門的數(shù)據(jù)與程序分開，有專門的軟件軟件提供數(shù)提供數(shù)據(jù)的查詢、修改等管理，為程序和數(shù)據(jù)據(jù)的查詢、修改等管理，為程

23、序和數(shù)據(jù)之間提供存取方法，程序員不必過多考之間提供存取方法，程序員不必過多考慮物理結(jié)構(gòu)細節(jié)。慮物理結(jié)構(gòu)細節(jié)。許多先進的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠在文件系統(tǒng)中許多先進的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠在文件系統(tǒng)中實現(xiàn)，數(shù)據(jù)文件有實現(xiàn)，數(shù)據(jù)文件有索引文件、鏈接文件、索引文件、鏈接文件、直接存儲直接存儲文件等多種形式。文件等多種形式。文件系統(tǒng)按文件、記錄、數(shù)據(jù)項的結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)按文件、記錄、數(shù)據(jù)項的結(jié)構(gòu)來組織數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是以來組織數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是以記錄記錄為基本單位為基本單位進行存取的，不能直接對記錄中的數(shù)據(jù)進行存取的，不能直接對記錄中的數(shù)據(jù)項進行存取。項進行存取。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念24 文件管 理系統(tǒng) 程序 1 程序 2 程序 3 文件

24、1 文件 2 文件 3 財務(wù)管理系統(tǒng)財務(wù)管理系統(tǒng)人事管理系統(tǒng)人事管理系統(tǒng)病歷管理系統(tǒng)病歷管理系統(tǒng)文件管理系統(tǒng)文件管理系統(tǒng)編號、姓名、性別、年齡、住址、職務(wù)編號、姓名、性別、年齡、住址、職務(wù)編號、姓名、性別、年齡、健康、病史編號、姓名、性別、年齡、健康、病史編號、姓名、性別、基本工資、附加工資編號、姓名、性別、基本工資、附加工資數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念252. 文件系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理上的文件系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理上的主要缺點主要缺點冗余度大冗余度大:數(shù)據(jù)與程序間數(shù)據(jù)與程序間缺乏獨立性缺乏獨立性:文件系統(tǒng)是文件系統(tǒng)是面向應(yīng)用程序面向應(yīng)用程序設(shè)計數(shù)據(jù)的，不同的設(shè)計數(shù)據(jù)的，不同的應(yīng)用程序都建立有各自的數(shù)據(jù)文件，一個數(shù)據(jù)

25、應(yīng)用程序都建立有各自的數(shù)據(jù)文件，一個數(shù)據(jù)文件只為某一特定應(yīng)用服務(wù)的，很難共享。數(shù)文件只為某一特定應(yīng)用服務(wù)的，很難共享。數(shù)據(jù)文件的可重復(fù)利用率非常低。據(jù)文件的可重復(fù)利用率非常低。1.當數(shù)據(jù)的當數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變時邏輯結(jié)構(gòu)改變時，須修改它的，須修改它的應(yīng)用程序應(yīng)用程序，同時也要修改文件結(jié)構(gòu)的定義，同時也要修改文件結(jié)構(gòu)的定義2.應(yīng)用程序的改變應(yīng)用程序的改變將影響到將影響到文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的的改變。改變。3.增加新的應(yīng)用增加新的應(yīng)用，就要增加相應(yīng)的新的數(shù)，就要增加相應(yīng)的新的數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念26到到20世紀世紀60年代開始，當時背景：年代開始，當時背景：1、計算機應(yīng)用用于、計算機應(yīng)用用于

26、數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理的規(guī)模更加龐大，應(yīng)用的規(guī)模更加龐大，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，領(lǐng)域越來越廣泛，數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)量急劇增加，急劇增加，數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)共享要要求越來越高。求越來越高。2、出現(xiàn)了、出現(xiàn)了大容量大容量的內(nèi)存、在容量的硬磁盤、運行的內(nèi)存、在容量的硬磁盤、運行速速度更快度更快的主機。的主機。3、軟件也越來越豐富，、軟件也越來越豐富，專門用于數(shù)據(jù)管理專門用于數(shù)據(jù)管理的軟件問的軟件問世。世。這時數(shù)據(jù)管理也就開始發(fā)展到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段，這時數(shù)據(jù)管理也就開始發(fā)展到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段，它比文件系統(tǒng)管理有了很大的改進。它比文件系統(tǒng)管理有了很大的改進。1.2.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展史數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念27一、

27、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展史一、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展史:n1969年年ibm公司研制的公司研制的層次模型層次模型的數(shù)據(jù)庫管理系的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)ims ，是首個數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的商品軟件，是首個數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的商品軟件.n70年代初美國數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)語言協(xié)會年代初美國數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)語言協(xié)會codasyl（conferece on data system language）下屬數(shù)）下屬數(shù)據(jù)庫任務(wù)組據(jù)庫任務(wù)組dbtg提議的提議的網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型。n1970 ibm公司公司san jose 研究實驗室研究員研究實驗室研究員e.f.codd發(fā)表的論文發(fā)表的論文大型共享數(shù)據(jù)庫的大型共享數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模關(guān)系模型型，奠定了，奠定了關(guān)系數(shù)

28、據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論基礎(chǔ)。的理論基礎(chǔ)。1.2.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展史數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念28二、當代數(shù)據(jù)庫研究的范圍和方向：二、當代數(shù)據(jù)庫研究的范圍和方向：進入進入70年代后數(shù)據(jù)庫技術(shù)有了飛速的發(fā)展：年代后數(shù)據(jù)庫技術(shù)有了飛速的發(fā)展：數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件庫管理系統(tǒng)軟件更加豐富；更加豐富；數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)在數(shù)據(jù)管理在數(shù)據(jù)管理的應(yīng)用日益推廣，成為數(shù)據(jù)管理的基本技術(shù)；的應(yīng)用日益推廣，成為數(shù)據(jù)管理的基本技術(shù)；關(guān)系關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫的理論得到深入研究。當前數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究的理論得到深入研究。當前數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究的主范圍和方向是：的主范圍和方向是：n數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的研究的研究n數(shù)

29、據(jù)庫設(shè)計技術(shù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計技術(shù)的開發(fā)：設(shè)計方法、設(shè)計工具、設(shè)的開發(fā)：設(shè)計方法、設(shè)計工具、設(shè)計規(guī)范。計規(guī)范。n數(shù)據(jù)庫理論數(shù)據(jù)庫理論：設(shè)計、優(yōu)化理論；安全性和完整性；：設(shè)計、優(yōu)化理論；安全性和完整性；分布式數(shù)據(jù)庫、并行數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、知識數(shù)據(jù)分布式數(shù)據(jù)庫、并行數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、知識數(shù)據(jù)庫等庫等數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念291.2.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理特點數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理特點數(shù)據(jù)庫以數(shù)據(jù)庫以數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)：為基礎(chǔ)： 在文件階段，數(shù)據(jù)是在文件階段，數(shù)據(jù)是面向應(yīng)用程序面向應(yīng)用程序，先設(shè)計程序，先設(shè)計程序，再考慮程序中數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)庫設(shè)計是以再考慮程序中數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)庫設(shè)計是以數(shù)據(jù)模型為基數(shù)據(jù)模

30、型為基礎(chǔ)礎(chǔ)的，站在的，站在全局全局的角度來組織數(shù)據(jù)；要建立適合的角度來組織數(shù)據(jù)；要建立適合整體整體需要需要的數(shù)據(jù)模型；要完整地、準確的描述的數(shù)據(jù)模型；要完整地、準確的描述數(shù)據(jù)本身數(shù)據(jù)本身和和數(shù)據(jù)間的聯(lián)系數(shù)據(jù)間的聯(lián)系；是先設(shè)計數(shù)據(jù)庫，再設(shè)計功能程序，；是先設(shè)計數(shù)據(jù)庫，再設(shè)計功能程序，程序與數(shù)據(jù)間程序與數(shù)據(jù)間獨立性高獨立性高。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念30 文件管 理系統(tǒng) 程序 1 程序 2 程序 3 文件 1 文件 2 文件 3 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 管理系統(tǒng)管理系統(tǒng) 應(yīng)用應(yīng)用 1 1 應(yīng)用應(yīng)用 2 2 應(yīng)用應(yīng)用 3 3 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念31財務(wù)管理系統(tǒng)財務(wù)管理系統(tǒng)人事管理系統(tǒng)人事管理系統(tǒng)病歷管

31、理系統(tǒng)病歷管理系統(tǒng)文件管理系統(tǒng)文件管理系統(tǒng)編號、姓名、性別、年齡、住址、職務(wù)編號、姓名、性別、年齡、住址、職務(wù)編號、姓名、性別、年齡、健康、病史編號、姓名、性別、年齡、健康、病史編號、姓名、性別、基本工資、附加工資編號、姓名、性別、基本工資、附加工資財務(wù)管理系統(tǒng)財務(wù)管理系統(tǒng)人事管理系統(tǒng)人事管理系統(tǒng)病歷管理系統(tǒng)病歷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)編號、姓名、性別、年齡、住址、職務(wù)、編號、姓名、性別、年齡、住址、職務(wù)、基本工資、附加工資、健康狀況、病史基本工資、附加工資、健康狀況、病史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念322. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和程序之間具有較高的獨立性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和程序之間具有較高的獨立

32、性數(shù)據(jù)獨立性數(shù)據(jù)獨立性是指應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)的依賴程度。由數(shù)是指應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)的依賴程度。由數(shù)據(jù)庫設(shè)計是據(jù)庫設(shè)計是面向數(shù)據(jù)模型面向數(shù)據(jù)模型的，有專門的的，有專門的dbms來定義和來定義和管理，當數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)作修改時，應(yīng)用程序不需做修改仍管理，當數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)作修改時，應(yīng)用程序不需做修改仍能正常運行，因此能正常運行，因此數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序間具有較高的獨立性，間具有較高的獨立性，具體是如何實現(xiàn)的具體是如何實現(xiàn)的到下一節(jié)再具體介紹。到下一節(jié)再具體介紹。 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 管理系統(tǒng)管理系統(tǒng) 應(yīng)用應(yīng)用 1 1 應(yīng)用應(yīng)用 2 2 應(yīng)用應(yīng)用 3 3 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念333. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫

33、系統(tǒng)通過dbms進行統(tǒng)一的管理和控制進行統(tǒng)一的管理和控制dbm除了基本的管理工作外，還加強了如下的主要除了基本的管理工作外，還加強了如下的主要控制功能?？刂乒δ?。數(shù)據(jù)的安全性控制數(shù)據(jù)的安全性控制：是指保護數(shù)據(jù)庫，以防止不合法的是指保護數(shù)據(jù)庫，以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)泄漏、破壞和更改。使用造成的數(shù)據(jù)泄漏、破壞和更改。數(shù)據(jù)的完整性控制：數(shù)據(jù)的完整性控制：是指為保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性是指為保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性，防止不符合語義的數(shù)據(jù)輸入或輸出所采用和相容性，防止不符合語義的數(shù)據(jù)輸入或輸出所采用的控制機制。包括數(shù)據(jù)的控制機制。包括數(shù)據(jù)完整性定義完整性定義和和檢驗檢驗兩項功能。兩項功能。

34、數(shù)據(jù)的并發(fā)控制：數(shù)據(jù)的并發(fā)控制：是指排除由于數(shù)據(jù)共享，即用戶并行是指排除由于數(shù)據(jù)共享，即用戶并行使用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)時，所造成的數(shù)據(jù)不完整和系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)時，所造成的數(shù)據(jù)不完整和系統(tǒng)運行錯誤問題。運行錯誤問題。數(shù)據(jù)恢復(fù)：數(shù)據(jù)恢復(fù)：是通過記錄數(shù)據(jù)庫運行的日志文件和定期做是通過記錄數(shù)據(jù)庫運行的日志文件和定期做數(shù)據(jù)備份工作，保證數(shù)據(jù)在受到破壞時，能夠及時使數(shù)據(jù)備份工作，保證數(shù)據(jù)在受到破壞時，能夠及時使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到正確狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到正確狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念344. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)最小存取單位是數(shù)據(jù)項。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)最小存取單位是數(shù)據(jù)項。文件系統(tǒng)中的最小存取單位是文件系統(tǒng)中的最小存取單

35、位是記錄記錄；而數(shù)；而數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最小存取單位是據(jù)庫系統(tǒng)中最小存取單位是數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)項，這樣給系，這樣給系統(tǒng)帶來了高效性，靈性性和方便性。統(tǒng)帶來了高效性，靈性性和方便性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念355. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余度小、數(shù)據(jù)共享度高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余度小、數(shù)據(jù)共享度高冗余度是冗余度是指數(shù)據(jù)的重復(fù)程度，冗余度小有以下優(yōu)點：指數(shù)據(jù)的重復(fù)程度，冗余度小有以下優(yōu)點：1）節(jié)省存儲空間）節(jié)省存儲空間2）避免數(shù)據(jù)的不一致性）避免數(shù)據(jù)的不一致性3）便于維護，避免統(tǒng)計錯誤）便于維護，避免統(tǒng)計錯誤數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)共享度高共享度高的優(yōu)點：的優(yōu)點：1) 現(xiàn)有用戶或程序可以共同享用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。現(xiàn)有用戶或程序可以共同享用

36、數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。2) 當系統(tǒng)擴充時，新用戶或新程序還可以共享原有的當系統(tǒng)擴充時，新用戶或新程序還可以共享原有的數(shù)據(jù)資源。數(shù)據(jù)資源。3) 多用戶或多程序可以在同一時刻共同使用同一數(shù)據(jù)。多用戶或多程序可以在同一時刻共同使用同一數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念36 本小節(jié)主要講述了：數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的三個階本小節(jié)主要講述了：數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的三個階段：段：手工管理階段手工管理階段、文件管理階段文件管理階段和和數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)庫管理階階段，及各階段的段，及各階段的特點特點，當前主要是通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)，當前主要是通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)來管理數(shù)據(jù)，它又是通過來管理數(shù)據(jù)，它又是通過dbms來實現(xiàn)。來實現(xiàn)。重點重點掌握掌握數(shù)據(jù)庫

37、管理階段的特點。數(shù)據(jù)庫管理階段的特點。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念371.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.3.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 主要講主要講dbs體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)、dbms功能結(jié)構(gòu)功能結(jié)構(gòu)和和dbs的三的三級數(shù)據(jù)模式結(jié)構(gòu)級數(shù)據(jù)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)硬件硬件軟件軟件人員人員數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)庫（db）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)庫應(yīng)用系統(tǒng)等數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)等開發(fā)人員開發(fā)人員管理人員管理人員應(yīng)用人員應(yīng)用人員數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念381.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要的硬件資源及對硬件的要求數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要的硬件資

38、源及對硬件的要求 cpu、內(nèi)存、外存及其他外部設(shè)備。、內(nèi)存、外存及其他外部設(shè)備。1) 計算機計算機內(nèi)存容量內(nèi)存容量要盡量要盡量大大。2) 計算機計算機外存容量外存容量也要盡量也要盡量大大。3) 計算機的計算機的數(shù)據(jù)傳輸速度數(shù)據(jù)傳輸速度要要快快。1.3.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念392. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的軟件組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的軟件組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中除了前面介紹軟件的：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中除了前面介紹軟件的： 數(shù) 據(jù) 庫 （數(shù) 據(jù) 庫 （ d b ） 、 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)庫應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)外。外。還有以下幾種軟件：還有

39、以下幾種軟件： 操作系統(tǒng)（操作系統(tǒng)（os）、主語言系統(tǒng)主語言系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用用系統(tǒng)開發(fā)工具系統(tǒng)開發(fā)工具。它們之間的關(guān)系如下圖：。它們之間的關(guān)系如下圖：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念40數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用開發(fā)工具軟件應(yīng)用開發(fā)工具軟件主語言編譯系統(tǒng)主語言編譯系統(tǒng)、 dbms操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)硬件硬件用戶用戶管理員管理員dbms:是數(shù)據(jù)庫定義、維護和管理工具是數(shù)據(jù)庫定義、維護和管理工具主語言編譯系統(tǒng)：主語言編譯系統(tǒng)：應(yīng)用程序開發(fā)基礎(chǔ)應(yīng)用程序開發(fā)基礎(chǔ)開發(fā)工具開發(fā)工具:提供高效、多功能生成器等提供高效、多功能生成器等數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件:開發(fā)人員開發(fā)人員 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念413.

40、 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的人員組成及數(shù)據(jù)庫管理員的職責數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的人員組成及數(shù)據(jù)庫管理員的職責數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的人員由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的人員由開發(fā)人員開發(fā)人員、軟件、軟件使用人員使用人員及軟及軟件件管理人員管理人員組成。組成。 軟件管理人員稱為軟件管理人員稱為數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員（data base administrator，簡稱，簡稱dba），職責為：），職責為： 1) dba應(yīng)應(yīng)參與參與數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計。2) dba應(yīng)參與應(yīng)參與決定決定數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)存儲結(jié)構(gòu)和和存取策略存取策略的工作。的工作。3) dba要負責要負責定義定義數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的安全性要求安全性要求和和完整性條件

41、完整性條件。4) dba負責負責監(jiān)視和控制監(jiān)視和控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運行運行，負責負責系統(tǒng)的系統(tǒng)的維護維護和和數(shù)據(jù)恢復(fù)數(shù)據(jù)恢復(fù)工作。工作。5) dba負責數(shù)據(jù)庫的負責數(shù)據(jù)庫的改進和重組：改進和重組：提高空間利用和處理提高空間利用和處理效率。效率。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念421.3.2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)1. 數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)定義功能2. 數(shù)據(jù)操縱功能數(shù)據(jù)操縱功能 能夠提供數(shù)據(jù)能夠提供數(shù)據(jù)定義定義語言（語言（data description language，簡稱簡稱ddl）和相應(yīng)的建庫機制。用戶利用）和相應(yīng)的建庫機制。用戶利用ddl可以方便可以方便地定義數(shù)據(jù)庫。

42、地定義數(shù)據(jù)庫。 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的插入、修改、刪除、查詢、統(tǒng)計插入、修改、刪除、查詢、統(tǒng)計等數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)存取操作的功能稱為數(shù)據(jù)操縱功能。數(shù)據(jù)操縱功能是數(shù)存取操作的功能稱為數(shù)據(jù)操縱功能。數(shù)據(jù)操縱功能是數(shù)據(jù)庫的基本操作功能，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通過提供數(shù)據(jù)操據(jù)庫的基本操作功能，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通過提供數(shù)據(jù)操縱語言（縱語言（data manipulation language，簡稱，簡稱dml）實）實現(xiàn)其數(shù)據(jù)操縱功能。它有現(xiàn)其數(shù)據(jù)操縱功能。它有2種形式：種形式： （1）宿主型）宿主型dml：只能嵌入其它高級語言中使用，不只能嵌入其它高級語言中使用，不能單獨使用能單獨使用（2）自主型）自主型dml：既可以嵌入

43、到高級語言中使用，可既可以嵌入到高級語言中使用，可單獨使用。單獨使用。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念433. 數(shù)據(jù)庫的建立功能數(shù)據(jù)庫的建立功能指數(shù)據(jù)的指數(shù)據(jù)的載入、轉(zhuǎn)儲、重組織載入、轉(zhuǎn)儲、重組織功能及數(shù)據(jù)庫的功能及數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)功能恢復(fù)功能;指數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的修改、變更及擴充功能。指數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的修改、變更及擴充功能。 4. 數(shù)據(jù)庫的運行管理功能數(shù)據(jù)庫的運行管理功能包括包括安全控制、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)的存取控制、安全控制、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)的存取控制、數(shù)據(jù)完整性數(shù)據(jù)完整性條件的檢查和執(zhí)行、數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的維護條件的檢查和執(zhí)行、數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的維護等。等。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念441.3.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級數(shù)據(jù)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

44、的三級數(shù)據(jù)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模式是指數(shù)據(jù)模式是指用數(shù)據(jù)描述語言對數(shù)據(jù)給出的精確用數(shù)據(jù)描述語言對數(shù)據(jù)給出的精確的描述，它指的是數(shù)據(jù)庫的框架的描述，它指的是數(shù)據(jù)庫的框架,包括外模式、模式、包括外模式、模式、內(nèi)模式。內(nèi)模式。三級模式結(jié)構(gòu)三級模式結(jié)構(gòu)外模式外模式（子模式）：（子模式）：邏輯模式邏輯模式(模式）：模式）：內(nèi)模式內(nèi)模式（物理模式）：（物理模式）：整體邏輯結(jié)構(gòu)整體邏輯結(jié)構(gòu)和和特征特征的描述的描述局部局部邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)和和特征特征的描述的描述存儲結(jié)構(gòu)存儲結(jié)構(gòu)和和存取方法存取方法描述描述數(shù)據(jù)庫的模式有三級，分別是：數(shù)據(jù)庫的模式有三級，分別是：1. 數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基

45、本概念45外模式外模式邏輯模式邏輯模式編號、姓名、性別、編號、姓名、性別、年齡、住址、職務(wù)年齡、住址、職務(wù)編號、姓名、性別、編號、姓名、性別、年齡、健康、病史年齡、健康、病史編號、姓名、性、編號、姓名、性、基本工資、附加工資基本工資、附加工資編號、姓名、性別、年齡、住址、職務(wù)、編號、姓名、性別、年齡、住址、職務(wù)、基本工資、附加工資、健康狀況、病史基本工資、附加工資、健康狀況、病史財務(wù)管理系統(tǒng)財務(wù)管理系統(tǒng)人事管理系統(tǒng)人事管理系統(tǒng)病歷管理系統(tǒng)病歷管理系統(tǒng)分成兩個數(shù)據(jù)文件保存，分成兩個數(shù)據(jù)文件保存，并確定存儲方法等并確定存儲方法等內(nèi)模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念46 應(yīng)用應(yīng)用a 應(yīng)用應(yīng)用b

46、 應(yīng)用應(yīng)用c 應(yīng)用應(yīng)用d 應(yīng)用應(yīng)用e 外模式外模式1 外模式外模式2 外模式外模式3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu) 模式模式內(nèi)模式內(nèi)模式 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫外模式外模式邏輯模式邏輯模式內(nèi)模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念47邏輯模式及概念數(shù)據(jù)庫邏輯模式及概念數(shù)據(jù)庫邏輯模式邏輯模式又稱又稱模式模式，部在，部在全局全局的角度對數(shù)據(jù)庫中的角度對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)整體邏輯結(jié)構(gòu)和和特征特征的描述。它不僅描述記錄的描述。它不僅描述記錄的邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)項的型、記錄間的聯(lián)系，同時對數(shù)的邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)項的型、記錄間的聯(lián)系，同時對數(shù)據(jù)的安全性和完整性進行定義，一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中據(jù)的安全性和完整

47、性進行定義，一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中只只有一個有一個邏輯模式，為所有用戶共享，從而減小了數(shù)據(jù)邏輯模式，為所有用戶共享，從而減小了數(shù)據(jù)的冗余度。以邏輯模式為框架的數(shù)據(jù)庫為概念數(shù)據(jù)庫。的冗余度。以邏輯模式為框架的數(shù)據(jù)庫為概念數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫是根據(jù)數(shù)據(jù)庫是根據(jù)邏輯模式來組織數(shù)據(jù)。邏輯模式來組織數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念48 (2) 外模式及用戶數(shù)據(jù)庫外模式及用戶數(shù)據(jù)庫外模式也稱外模式也稱子模式子模式或或用戶模式用戶模式，它是對，它是對各個用戶各個用戶或或程序所涉及到的數(shù)據(jù)的程序所涉及到的數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)和和數(shù)據(jù)特征數(shù)據(jù)特征的描述，站的描述，站在在局部局部的角度進行設(shè)計的，一外數(shù)據(jù)庫有的角度進行設(shè)計的，一外

48、數(shù)據(jù)庫有多個多個外模式。外模式。以子模式為框架的數(shù)據(jù)庫為用戶數(shù)據(jù)庫，是概念數(shù)據(jù)庫以子模式為框架的數(shù)據(jù)庫為用戶數(shù)據(jù)庫，是概念數(shù)據(jù)庫的部分抽取。的部分抽取。應(yīng)用程序是通過外模式訪問數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序是通過外模式訪問數(shù)據(jù)庫的外模式邏輯模式的一個子集外模式邏輯模式的一個子集使用外模式的優(yōu)點：使用外模式的優(yōu)點：u 簡化了用戶的工作簡化了用戶的工作u 提高了獨立性，共享性提高了獨立性，共享性u 提高了安全性提高了安全性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念49(3) 內(nèi)模式及物理數(shù)據(jù)庫內(nèi)模式及物理數(shù)據(jù)庫 內(nèi)模式又稱內(nèi)模式又稱存儲模式存儲模式或或物理模式物理模式，數(shù)據(jù)的內(nèi)部，數(shù)據(jù)的內(nèi)部表示或底層描述。以物理模式為框架的數(shù)據(jù)庫表示

49、或底層描述。以物理模式為框架的數(shù)據(jù)庫為物理數(shù)據(jù)庫，它以文件的形式存在于外存，為物理數(shù)據(jù)庫，它以文件的形式存在于外存，內(nèi)模式要定義文件的內(nèi)模式要定義文件的組織形式、存儲空間分配、組織形式、存儲空間分配、存儲路徑、存儲方法存儲路徑、存儲方法等內(nèi)容。等內(nèi)容。 應(yīng)用程序是通過外模式訪問數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序是通過外模式訪問數(shù)據(jù)庫的 數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是按模式來組織的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是按模式來組織的 數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)是根據(jù)內(nèi)模式建立的。數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)是根據(jù)內(nèi)模式建立的。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念50 應(yīng)用應(yīng)用a 應(yīng)用應(yīng)用b 應(yīng)用應(yīng)用c 應(yīng)用應(yīng)用d 應(yīng)用應(yīng)用e 外模式外模式1 外模式外模式2 外模式外模式3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式二

50、級映像結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式二級映像結(jié)構(gòu) 模式模式內(nèi)模式內(nèi)模式 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫外模式外模式模式映象模式映象 2. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的二級映像技術(shù)及作用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的二級映像技術(shù)及作用模式模式/內(nèi)模式映象內(nèi)模式映象dbms數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念51編號、姓名、性別、編號、姓名、性別、年齡、住址、職務(wù)年齡、住址、職務(wù)編號、姓名、性別、編號、姓名、性別、年齡、健康、病史年齡、健康、病史編號、姓名、性別、編號、姓名、性別、基本工資、附加工資基本工資、附加工資編號、姓名、性別、年齡、住址、職務(wù)、編號、姓名、性別、年齡、住址、職務(wù)、基本工資、附加工資、健康狀況、病史基本工資、附加工資、健康狀況、病史財務(wù)管理系統(tǒng)財務(wù)管理系統(tǒng)人事管理系統(tǒng)人事管理系統(tǒng)病歷管理系統(tǒng)病歷管理系統(tǒng)分成兩個數(shù)據(jù)文件保存，分成兩個數(shù)據(jù)文件保存，并確定存儲方法等并確定存儲方法等數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫外模式外模式模式映象模式映象 模式模式/內(nèi)模式映象內(nèi)模式映象dbms數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念52外模式外模式/模式的映像：模式的映像： 定義并保證了定義并保證了外模式與數(shù)據(jù)模式外模式與數(shù)據(jù)模式之間的對應(yīng)關(guān)之間的對應(yīng)關(guān)系，通常保存在外模式中。當系，通常保存在外模式中。當模式模式（全局邏輯結(jié)構(gòu)）（全局邏輯結(jié)構(gòu)）改變時，改變時，dba只要通過只要通過dbms修改這種修改這種映像關(guān)系映像關(guān)系，保，保證證外模式外模式的不變，從