數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念的課件

1、1第一章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念2數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的倉庫，即數(shù)據(jù)存放的地方 小數(shù)據(jù)庫可用手工管理大型數(shù)據(jù)庫必須由計算機(jī)進(jìn)行管理通訊錄：圖書館：3數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念計算機(jī)三大主要應(yīng)用領(lǐng)域？科學(xué)計算過程控制數(shù)據(jù)處理70%4數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念信息的特征信息能源材料客觀世界的三大要素 采集并加工、傳遞 消息情報指令數(shù)據(jù) 信號 學(xué)號：S1姓名：趙亦性別：女年齡：17歲所在系別：計算機(jī) 源于物質(zhì)和能量 可以感知 可存儲、加工、傳遞和再生 5數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念數(shù)據(jù)用于載荷信息的物理符號有“型”和“值”之分受數(shù)據(jù)類型和取值范圍的約束有定性表示和定量表示之分應(yīng)具有載體和多種表現(xiàn)形式數(shù)字文

2、字圖形圖象聲音等6數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念數(shù)據(jù)與信息的聯(lián)系數(shù)據(jù)是信息的符號表示或載體信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是對數(shù)據(jù)的語義解釋 7數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念學(xué)號姓名性別大學(xué)語文高等數(shù)學(xué)200500001張成祥男8978200500002王明興男9680200500003龍志偉男8382200500004李曉輝男9190200500005唐娜女9392“型”“值”數(shù)據(jù)類型：文本數(shù)據(jù)范圍：男、女值域：男、女8數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念收集信息、將信息用數(shù)據(jù)表示并按類別組織保存，在需要的時候能夠提供數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、抽取和運(yùn)算，通過數(shù)據(jù)加工會得到更有用的數(shù)據(jù)，以指導(dǎo)或控制人的行為或事物的變化趨勢在空間或時間上以各

3、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，使更多的人得到信息數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)加工數(shù)據(jù)傳播數(shù)據(jù)處理9數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念 信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理產(chǎn)出輸出結(jié)果 原料輸入“數(shù)據(jù)處理”的真正含義應(yīng)該是為了產(chǎn)生信息而處理數(shù)據(jù) 10數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念數(shù)據(jù)管理組織、保存查詢、統(tǒng)計維護(hù)11數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念訂單號貨號訂貨單位售價訂貨量送貨地點(diǎn)96001JW65陽光公司806.50280天津96002VF90友誼商城588.881700北京96003AB55和平飯店250.991005上海96004EF77五環(huán)實(shí)業(yè)590.00600北京貨號品名庫存量倉庫地點(diǎn)單價VF90電話機(jī)1000北京550.00JW6

4、5收音機(jī)300上海800.50SL88錄像機(jī)2600北京11898.50AB55收音機(jī)3000上海280.00EF77電視機(jī)1200廣州600.00庫存關(guān)系訂單關(guān)系12數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念共享性數(shù)據(jù)整體性DBDB是從全局觀點(diǎn)出發(fā)建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；而文件是從某個局部要求或功能需要建立的 不同的用戶可以按各自的用法使用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。 多個用戶可以同時共享數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)資源。數(shù)據(jù)庫（DB）是一個按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和管理數(shù)據(jù)的計算機(jī)軟件系統(tǒng)。13數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念共享性數(shù)據(jù)整體性DB數(shù)據(jù)庫用戶1用戶2用戶3用戶4用戶514數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念職工編號姓名性別出生日期家庭住址職務(wù)職稱政治面貌基本工資

5、附加工資身體狀況病史情況業(yè)務(wù)特長主要科研成果職工編號姓名性別出生日期家庭住址職務(wù)職稱政治面貌職工編號姓名性別基本工資附加工資職工編號姓名性別出生日期身體狀況病史情況職工編號姓名性別出生日期職務(wù)職稱業(yè)務(wù)特長主要科研成果人事處科研處財務(wù)處校醫(yī)院15數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）由計算機(jī)硬件、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)庫管理員組成16數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及相關(guān)概念專門用于管理數(shù)據(jù)庫的計算機(jī)系統(tǒng)軟件。能夠?yàn)閿?shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)的定義、建立、維護(hù)、查詢和統(tǒng)計等操作功能，并完成對數(shù)據(jù)完整性、安全性進(jìn)行控制的功能。17數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段50年代以前60年代中期6

6、0年代開始1) 手工管理階段不保存大量的數(shù)據(jù)；2) 手工管理階段沒有軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；3) 手工管理階段基本上沒有“文件”概念；4) 手工管理階段一組數(shù)據(jù)對應(yīng)一個程序。應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)組1數(shù)據(jù)組2應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)組N應(yīng)用程序N18數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段1) 管理的數(shù)據(jù)以文件的形式長久地被保存在計算機(jī)的外存中。應(yīng)用程序文件名1文件名N地址1地址N原來存放處新的存放處文件系統(tǒng)外存19數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段2) 文件系統(tǒng)有專門的數(shù)據(jù)管理軟件提供有關(guān)數(shù)據(jù)存取、查詢及維護(hù)功能。3) 文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)文件已經(jīng)具有多樣化。4) 文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)

7、存取是以記錄為單位的。應(yīng)用程序1應(yīng)用程序N應(yīng)用程序2文件1文件2文件N文件系統(tǒng)20數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段1) 文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余度（Redundancy）大。2) 文件系統(tǒng)中缺乏數(shù)據(jù)與程序獨(dú)立性。 文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)文件是為某一特定應(yīng)用服務(wù)的，數(shù)據(jù)文件的可重復(fù)利用率非常低。 當(dāng)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變時，必須修改它的應(yīng)用程序，同時也要修改文件結(jié)構(gòu)的定義。3) 應(yīng)用程序的改變將影響到文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改變。21數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫設(shè)計時面向數(shù)據(jù)模型對象學(xué)號姓名系名課程名學(xué)分教師學(xué)號課程名成績學(xué)生記錄課程記錄22數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階

8、段手工管理階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫設(shè)計時面向數(shù)據(jù)模型對象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余度小、數(shù)據(jù)共享度高1）節(jié)約存儲空間，使數(shù)據(jù)的存儲、管理和查詢都容易實(shí)現(xiàn)2）使數(shù)據(jù)統(tǒng)一，避免產(chǎn)生數(shù)據(jù)的不一致問題3）便于數(shù)據(jù)維護(hù)，避免數(shù)據(jù)統(tǒng)計錯誤23數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫設(shè)計時面向數(shù)據(jù)模型對象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余度小、數(shù)據(jù)共享度高1）系統(tǒng)現(xiàn)有用戶或程序可以共享數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)2）系統(tǒng)需要擴(kuò)充時，再開發(fā)的新用戶或新程序還可以共享原有的數(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)24數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫設(shè)計時面向數(shù)據(jù)模型對象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的

9、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)和程序之間具有較高的獨(dú)立性數(shù)據(jù)物理獨(dú)立性高是指當(dāng)數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)（存儲結(jié)構(gòu)）發(fā)生變化時，應(yīng)用程序不需要修改也可以正常工作數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性高是指當(dāng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)改變時，它們對應(yīng)的應(yīng)用程序不需要改變?nèi)钥梢哉＿\(yùn)行25數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和程序之間具有較高的獨(dú)立性數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通過DBMS進(jìn)行數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)控制和數(shù)據(jù)恢復(fù)控制26數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展完整性控制安全性控制數(shù)據(jù)恢復(fù)并發(fā)控制指為保證數(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)輸入或輸出所采用的控制機(jī)

10、制。包括提供進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性定義的方法以及提供進(jìn)行檢驗(yàn)數(shù)據(jù)完整性的功能指保護(hù)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。1)用戶有超越自身擁有的數(shù)據(jù)操作權(quán)的行為；2）出現(xiàn)了違背用戶操作意愿的結(jié)果27數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展完整性控制安全性控制數(shù)據(jù)恢復(fù)并發(fā)控制指排除由于數(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)運(yùn)行錯誤問題。通過記錄數(shù)據(jù)庫運(yùn)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)庫恢復(fù)到正確狀態(tài)。28數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)DBS的體系結(jié)構(gòu)硬件軟件人員1) 計算機(jī)內(nèi)存要盡量大2) 計算機(jī)外存也要盡量大3) 計算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸速度要快 操作系統(tǒng)（OS）、

11、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）、主語言系統(tǒng)、應(yīng)用程序軟件和數(shù)據(jù)庫。29數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)DBS的體系結(jié)構(gòu)硬件軟件人員人員由開發(fā)人員、軟件使用人員及軟件管理人員組成。軟件管理人員稱為數(shù)據(jù)庫管理員（Data Base Administrator，簡稱DBA），職責(zé)為： 1) DBA應(yīng)參與數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計。2) DBA應(yīng)參與決定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)和存取策略的工作。3) DBA要負(fù)責(zé)定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性條件。4) DBA負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運(yùn)行，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的維護(hù)和數(shù)據(jù)恢復(fù)工作。5) DBA負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的改進(jìn)和重組。30數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)終端用戶 應(yīng)用程序員 數(shù)據(jù)庫管理員 非計算機(jī)專業(yè)人員使用數(shù)據(jù)

12、庫設(shè)計和編制應(yīng)用程序負(fù)責(zé)設(shè)計、建立、管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫以及協(xié)調(diào)用戶對數(shù)據(jù)庫要求的個人或工作團(tuán)隊(duì) 31數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)操縱功能運(yùn)行管理功能建立與維護(hù)功能DBMS的功能結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的插入、修改、刪除、查詢、統(tǒng)計等數(shù)據(jù)存取操作的功能稱為數(shù)據(jù)操縱功能。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通過提供數(shù)據(jù)操縱語言（Data Manipulation language，簡稱DML）實(shí)現(xiàn)其數(shù)據(jù)操縱功能。能夠提供數(shù)據(jù)定義語言（Data Description Language，簡稱DDL）和相應(yīng)的建庫機(jī)制。用戶利用DDL可以方便地建立數(shù)據(jù)庫。32數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)操縱功能運(yùn)行管理功能建立與維護(hù)功能DBMS的功能結(jié)構(gòu)指數(shù)據(jù)的載入、轉(zhuǎn)儲、重組織功能及數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)功能;指數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的修改、變更及擴(kuò)充功能。 包括并發(fā)控制、數(shù)據(jù)的存取控制、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(hù)等。 33數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型用數(shù)據(jù)描述語言給出的精確描述稱為數(shù)據(jù)模式。 定義并保證了外模式與數(shù)據(jù)