數(shù)據(jù)庫原理與設(shè)計(jì)-第一章

數(shù)據(jù)庫原理及設(shè)計(jì)

PrincipleandDesignofDatabases課程目的掌握數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本原理;學(xué)習(xí)作為系統(tǒng)管理員應(yīng)用、操作和管理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的方法和技能；設(shè)計(jì)開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。內(nèi)容提要數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基本原理基本概念：數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、視圖、數(shù)據(jù)模型及抽象等基本內(nèi)容：關(guān)系數(shù)據(jù)庫與理論、SQL語言、數(shù)據(jù)庫安全性、數(shù)據(jù)庫完整性、數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫故障恢復(fù)等DBMS的基本原理在SQLServer中的體現(xiàn)；數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。講授方式首先講解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的整體框架，了解其各部分組成及地位作用、所涉及的概念及內(nèi)容；重視英文術(shù)語；根據(jù)整體框架，分別講授各個(gè)組成部分；各個(gè)部分的講解，基本上先講其基本概念及理論，緊接著將以SQLServerDBMS為例，對(duì)應(yīng)講解該理論在實(shí)際的DBMS中的運(yùn)用及體現(xiàn)；利用上機(jī)實(shí)驗(yàn)條件和課內(nèi)外課時(shí)，實(shí)際上機(jī)實(shí)習(xí)，加深理論，掌握有代表性的SQLServerDBMS；教材：陶宏才主編,<<數(shù)據(jù)庫原理及設(shè)計(jì)>>,第二版，清華大學(xué)出版社，2007.9學(xué)習(xí)方式好消息:課程內(nèi)容是很多技術(shù)的基礎(chǔ)

–

非常重要；幾乎所有計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域都需要數(shù)據(jù)庫–

非常有用。警鐘：要把自己放到虛擬工作環(huán)境中，帶著問題來學(xué)。課程內(nèi)容多，需要深入理解；學(xué)習(xí)不努力，考試徒傷悲！如何在本課程中獲得事半功倍的效果？積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)；記筆記；上課時(shí)腦細(xì)胞要活躍，多問為什么；按時(shí)、優(yōu)質(zhì)地完成作業(yè)；同學(xué)間討論問題；自己動(dòng)手練習(xí)。成績(jī)?cè)u(píng)估方法平時(shí)成績(jī)占30％作業(yè)占15％課堂討論，測(cè)驗(yàn)占15％（考勤）上機(jī)（完成并提交上機(jī)報(bào)告）期末考試成績(jī)占70％內(nèi)容以課堂講授及教材為準(zhǔn)。主要參考書王珊、薩師煊等編著.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第4版).高等教育出版社,2006鄭阿奇.SQLServer實(shí)用教程（第3版）.電子工業(yè)出版社，2013年施伯樂等編著.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程.第2版.高等教育出版社,2003.8李建中,王珊編著.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理.電子工業(yè)出版社,1999.4王珊,陳紅編著.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理教程.清華大學(xué)出版社,1998.7RamezElmasri,ShamkantB.Navathe著.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ).第3版.邵佩英,張坤龍等譯.人民郵電出版社,2002.11學(xué)習(xí)目的和要求數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)出現(xiàn)的背景數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基本功能、抽象層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)理解數(shù)據(jù)庫原理、應(yīng)用及設(shè)計(jì)三部分間的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的術(shù)語與基本概念第一章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述思考一下

在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還沒有出現(xiàn)的時(shí)候，你在大學(xué)學(xué)生處工作。有1000名新生需要登記信息，可能還會(huì)有1000人后續(xù)而來，你采用什么方法管理他們？一個(gè)完成數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)、修改、輸出、持久有效的系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)——使用一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)易于修改數(shù)據(jù)——這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)便于查找數(shù)據(jù)和修改數(shù)據(jù)持久有效——系統(tǒng)有安全保護(hù)措施走向數(shù)據(jù)庫之一：“史前時(shí)期”數(shù)據(jù)庫的“史前時(shí)期”是文件系統(tǒng)（FileSystem）時(shí)期。文件系統(tǒng)怎樣開發(fā)管理應(yīng)用呢？開發(fā)任務(wù)簡(jiǎn)單學(xué)生管理系統(tǒng)，學(xué)生注冊(cè)、選課、學(xué)籍和成績(jī)管理。開發(fā)工具及環(huán)境程序設(shè)計(jì)語言如C/C++，Windows下的文件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定管理對(duì)象；抽取對(duì)象主要特征；將特征組織起來。利用C/C++語言中的“結(jié)構(gòu)”數(shù)據(jù)類型存放數(shù)據(jù)。文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程（1）-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義structStudent{ int nStudNo; charszStudName[20]; char cGender; int nAge; char szDept[30];};structEnrollment{ int nStudNo; int nWhichTerm; char cEnrolled; char szMem[30];};structCourse{int nCourseNo;charszCourseName[20];char szDept[30];};structScore{ int nStudNo; int nCourseNo; int nScore;};注：sz-數(shù)組（Array），n–整數(shù)（Number），c-字符（Char）文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程（2）構(gòu)造鏈表為了管理學(xué)生的信息，常常以班級(jí)為單位。如果對(duì)集合數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、修改、排序等操作，一個(gè)辦法是構(gòu)造鏈表。在我們的例子中，至少需要構(gòu)造四個(gè)這樣的鏈表。以學(xué)生基本信息鏈表為例：StudentInfoStudentInfoΛStudentInfo鏈表操作對(duì)班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行增加、刪除、修改、查詢與排序工作。相對(duì)于鏈表是對(duì)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行insert，delete，update，query，sort。文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程（3)-用戶界面設(shè)計(jì)文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程（4）創(chuàng)建數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件將鏈表中的數(shù)據(jù)以文件形式存盤。使用文件I/O操作函數(shù)完成對(duì)文件中數(shù)據(jù)的讀寫,上例中需要四個(gè)數(shù)據(jù)文件。程序運(yùn)行前，需將數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)讀出，放入程序中的對(duì)應(yīng)鏈表中，以方便數(shù)據(jù)的操作。程序結(jié)束運(yùn)行之前，將鏈表中的數(shù)據(jù)存入到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)文件中。數(shù)據(jù)管理操作最基本的數(shù)據(jù)操作：增加、刪除、修改和查詢，簡(jiǎn)稱：增刪改查詢。其他操作或功能由這四個(gè)基本操作組合而來文件系統(tǒng)的缺陷（1）無法處理超大量數(shù)據(jù)（如GB級(jí)，TB級(jí)，PB級(jí)）證券、銀行、保險(xiǎn)等領(lǐng)域擁有超大量級(jí)數(shù)據(jù)。內(nèi)寸不夠，不能一次讀入大量數(shù)據(jù)。32位計(jì)算機(jī)直接訪問的地址為4GB；在32位機(jī)上Linux、WindowsNT、Windows2000等操作系統(tǒng)不允許硬盤上單個(gè)文件超過232=4GB大小。大數(shù)據(jù)量下的查詢速度存在問題多用戶并發(fā)訪問（ConcurrentAccess）前面的學(xué)生管理系統(tǒng)只能單機(jī)或單用戶使用。多用戶的并發(fā)訪問可能導(dǎo)致多個(gè)用戶同時(shí)存取同一數(shù)據(jù)（Conflict）。數(shù)據(jù)訪問沖突導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致。多用戶并發(fā)訪問的透明度。文件系統(tǒng)的缺陷（2）故障情況下的恢復(fù)（CrashRecovery）文件系統(tǒng)需要增加大量代碼安全性（Security）文件系統(tǒng)必需做很大改進(jìn)，以滿足數(shù)據(jù)安全的要求，例如：不同用戶的授權(quán)問題。數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）同一數(shù)據(jù)可能會(huì)出現(xiàn)在多個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，同時(shí)對(duì)應(yīng)地出現(xiàn)在多個(gè)數(shù)據(jù)文件中。修改一個(gè)文件的一個(gè)數(shù)據(jù)，必須同時(shí)修改其他文件中的相同的數(shù)據(jù)，否則就會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的不一致。走向數(shù)據(jù)庫之二：“數(shù)據(jù)庫誕生”文件系統(tǒng)管理應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）大容量數(shù)據(jù)并發(fā)訪問故障恢復(fù)安全性完整性文件系統(tǒng)大容量數(shù)據(jù)并發(fā)訪問故障恢復(fù)安全性完整性抽出五個(gè)基本公共功能形成數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)引起的術(shù)語變化：

結(jié)構(gòu)類型?數(shù)據(jù)模型（datamodel）具體的某個(gè)結(jié)構(gòu)?數(shù)據(jù)模式（dataschema）數(shù)據(jù)文件?數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)文件開發(fā)支持?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一整體結(jié)構(gòu)化不再僅僅針對(duì)某一個(gè)應(yīng)用，而是面向全組織不僅數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)化，整體是結(jié)構(gòu)化的，數(shù)據(jù)之間具有聯(lián)系數(shù)據(jù)庫中實(shí)現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的真正結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型描述，無需程序定義和解釋數(shù)據(jù)可以變長(zhǎng)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)的優(yōu)點(diǎn)學(xué)號(hào)姓名性別年齡所在系家庭住址聯(lián)系電話學(xué)生記錄結(jié)構(gòu)課程號(hào)課程名學(xué)時(shí)教材名稱學(xué)號(hào)課程號(hào)學(xué)期成績(jī)課程記錄結(jié)構(gòu)選課記錄結(jié)構(gòu)整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性（DataIndependence）將數(shù)據(jù)如何表示的（如：是數(shù)組還是整數(shù)？）和如何存儲(chǔ)的（如：一個(gè)記錄的長(zhǎng)度）與應(yīng)用程序分離數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式發(fā)生變化不需修改和編譯應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性：當(dāng)模式改變時(shí)，數(shù)據(jù)庫管理員修改有關(guān)的外模式/模式映象，使外模式保持不變；應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性：當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變了（例如選用了另一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu))，數(shù)據(jù)庫管理員修改模式/內(nèi)模式映象，使模式保持不變；應(yīng)用程序不受影響。保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)面向整個(gè)系統(tǒng)，可以被多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用共享使用。數(shù)據(jù)共享的好處減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲(chǔ)空間避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性使系統(tǒng)易于擴(kuò)充數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)高效數(shù)據(jù)訪問（EfficientDataAccess）DBMS利用許多復(fù)雜的技術(shù)來高效存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)，這對(duì)存于外部存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)相當(dāng)重要。數(shù)據(jù)完整性與安全性（DataIntegrityandSecurity）DBMS建立完整性約束，如為每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)指定數(shù)據(jù)類型。DBMS提供授權(quán)子系統(tǒng)，每個(gè)用戶或用戶組被賦予一個(gè)通過口令保護(hù)的帳戶，不同的帳戶有不同的訪問權(quán)限。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)（續(xù)）數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)的集中管理可以控制冗余（Redundancy）。并發(fā)訪問與故障恢復(fù)多個(gè)用戶使用數(shù)據(jù)庫，但用戶感到好象只有他一個(gè)人在使用似的。數(shù)據(jù)庫在執(zhí)行某個(gè)程序發(fā)生故障后，DBMS能把數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到這個(gè)程序開始執(zhí)行前的正確狀態(tài)?？s短應(yīng)用開發(fā)時(shí)間（ReducedApplicationDevelopmentTime)五大功能及相關(guān)的任務(wù)由DBMS來完成，系統(tǒng)開發(fā)的難度降低，開發(fā)時(shí)間也縮短了。持久性存儲(chǔ)（PersistentStorage）數(shù)據(jù)庫可以為程序?qū)ο蠛蛿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供持久性存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本功能數(shù)據(jù)獨(dú)立性并發(fā)控制故障恢復(fù)安全性完整性注意：雖然DBMS有很多優(yōu)勢(shì)，但在某些情況下使用DBMS反而會(huì)導(dǎo)致不必要的開銷。如：苛刻的實(shí)時(shí)環(huán)境（現(xiàn)在有real-timeDB）；操作少，代碼要求精煉時(shí)；數(shù)據(jù)是非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的（如HTML、XML、MSWord文檔），還沒有相應(yīng)的查詢語言支持。走向數(shù)據(jù)庫之三：“數(shù)據(jù)庫的抽象層次”應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)數(shù)據(jù)庫的抽象過程對(duì)應(yīng)用中的信息（數(shù)據(jù)）進(jìn)行計(jì)算機(jī)化的管理“數(shù)據(jù)抽象”；例如:管理計(jì)算機(jī)系的學(xué)生李白(20010311)的“數(shù)據(jù)庫”課程的成績(jī)

用一定的方式來組織數(shù)據(jù),使其具有結(jié)構(gòu)化

“數(shù)據(jù)模型”(datamodel)；利用“數(shù)據(jù)模型”工具完成對(duì)具體系統(tǒng)的數(shù)據(jù)抽取、組織，得到的結(jié)果就是“數(shù)據(jù)模式”（dataschema）復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，可分成多個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)。對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象，得到各自的模式，稱為外模式（externalschema）“視圖抽象”；在外模式的基礎(chǔ)上“合零為整”，形成一個(gè)全局的數(shù)據(jù)模式，是概念上的，唯一的，稱為概念模式（conceptualschema）“概念抽象”；概念模式轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)的內(nèi)模式（internalschema），落實(shí)到計(jì)算機(jī)的物理實(shí)現(xiàn)層面“物理抽象”；數(shù)據(jù)庫三級(jí)抽象層次（模式）結(jié)構(gòu)外模式1……概念模式內(nèi)模式外模式m外模式n視圖抽象概念抽象物理抽象數(shù)據(jù)庫用戶組1用戶組n全局局部視圖抽象概念抽象概念抽象視圖抽象數(shù)據(jù)庫的抽象層次應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工具外模式1……概念模式內(nèi)模式外模式2外模式n數(shù)據(jù)庫用戶組1用戶組n物理抽象物理抽象局部全局自頂向下自底向上物理抽象物理抽象數(shù)據(jù)庫舞臺(tái)上的角色最終用戶（enduser）：為了查詢、更新、以及產(chǎn)生報(bào)表等需要而訪問數(shù)據(jù)庫的人。如銀行的柜員、商業(yè)分析師等。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)者：分析用戶需求，負(fù)責(zé)從“外部模式”

“概念模式”“內(nèi)模式”建立數(shù)據(jù)庫的過程。數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫監(jiān)控、日常維護(hù)和管理。例如，為用戶授予存取權(quán)限等。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)者往往是DBA的候選人。有關(guān)的軟件工程師：開發(fā)數(shù)據(jù)庫工具軟件包；系統(tǒng)分析；等等。數(shù)據(jù)庫的語言數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員使用數(shù)據(jù)定義語言（DDL）完成對(duì)數(shù)據(jù)庫模式的描述。數(shù)據(jù)庫管理員和用戶使用數(shù)據(jù)操縱語言（DML）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行“增刪改查詢”等操作。數(shù)據(jù)庫管理員使用數(shù)據(jù)控制語言（DCL）對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。SQL(StructuredQueryLanguage,結(jié)構(gòu)化查詢語言)綜合了上述各方面在一個(gè)語言中，是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)庫語言。目前的標(biāo)準(zhǔn)化版本為SQL-92，被ANSI、ISO(InternationalStandardsOrganization)采納。SQL語言既可以作為交互式（Interactive）數(shù)據(jù)庫語言使用，也可以嵌入（Embedded）到程序設(shè)計(jì)語言中作為其子語言使用。程序設(shè)計(jì)語言被稱為宿主語言(HostLanguage)，如：C/C++語言、PowerBuilder、Delphi等。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、原理與應(yīng)用之間的聯(lián)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖利用SQL中的DDL將關(guān)系模式存入數(shù)據(jù)庫SQL定義語句概念模式

外模式1

外模式n

外模式2

現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

…

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)部分

內(nèi)模式

關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)RDBMS

數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)（原理）部分DB

數(shù)據(jù)庫安全

并發(fā)控制

故障恢復(fù)

完整性限制CGI/ISAPI

ODBC/JDBC/OLEDB

SQL的嵌入式使用C/C++、PB、Delphi、Java應(yīng)用程序

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用部分

用戶

SQL的交互式使用

SQL語句

C/S模式

瀏覽器

WEB服務(wù)器

B/S模式

HTTP

SQL語句CGI/ASP/JSP程序

走向數(shù)據(jù)庫之四：“數(shù)據(jù)庫的發(fā)展”“史前時(shí)期：文件系統(tǒng)“石器時(shí)代和中古時(shí)期”：層次與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)“近代，1970+”：標(biāo)準(zhǔn)DBMS，關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（RDBS）“當(dāng)代，1989+”：面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫（OODBS）“當(dāng)代，1990+”：對(duì)象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫（ORDBS）“現(xiàn)代，1995+”：數(shù)據(jù)倉庫;并行數(shù)據(jù)庫；分布式數(shù)據(jù)庫;基于Internet/Web的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)……C/S結(jié)構(gòu)，B/S結(jié)構(gòu)OLTP，OLAP，數(shù)據(jù)挖掘……第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1964，Bachmanetal,第一個(gè)數(shù)據(jù)庫IDS,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫，——數(shù)據(jù)庫界第一個(gè)圖靈獎(jiǎng)（1973）。1968，IBM,商品化產(chǎn)品，IMS,層次數(shù)據(jù)1969，DBTG,DBTG報(bào)告，確定了網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念、方法和技術(shù)。

CharlesW.Bachman

第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1970，IBM,E.F.Codd,提出了關(guān)系模型,奠定了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)（關(guān)系數(shù)據(jù)庫之父）。數(shù)據(jù)庫界第二個(gè)圖靈獎(jiǎng)（1981）

E.F.CoddJamesGray-1998年圖靈獎(jiǎng)得主由于數(shù)據(jù)庫是計(jì)算機(jī)各種應(yīng)用的基礎(chǔ)，它大大促進(jìn)計(jì)算機(jī)的普及。IBM，“SystemR”項(xiàng)目成果極大地推動(dòng)了關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上推出的DB2和SQL等產(chǎn)品成為IBM的主流產(chǎn)品。SystemR本身作為原型并未問世，但鑒于其影響，ACM把1988年的“軟件系統(tǒng)獎(jiǎng)”授予了SystemR開發(fā)小組(獲獎(jiǎng)的6個(gè)人中就包括1998年圖靈獎(jiǎng)得主J.Gray)。基于J.Gray在數(shù)據(jù)庫安全性、事務(wù)處理、圖形處理、存儲(chǔ)方面的杰出貢獻(xiàn)，他獲得了1998年圖靈獎(jiǎng)。這是數(shù)據(jù)庫界第三個(gè)圖靈獎(jiǎng)。JamesGray群雄并起到春秋五霸GartnerGroup（位于美國(guó)康涅狄克州斯坦福德的IT市場(chǎng)調(diào)查公司）基于估計(jì)的稅收（Revenues）對(duì)2005年RDBMS的賣主排序Top5：Oracle:48.9%IBM:22.4%Microsoft:13.9%Teradata:3.2%Sybase:3.0%關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2005年比前一年增長(zhǎng)8.3%LarryEllison，OracleCEOOLAP/DataWarehouse/WebDataWarehouse1988年，IBM公司的研究者BarryDevlin和PaulMurphy發(fā)明了一個(gè)新的術(shù)語—信息倉庫，之后，IT的廠商開始構(gòu)建實(shí)驗(yàn)性的數(shù)據(jù)倉庫。1991,W.H.Inmon,提出了數(shù)據(jù)倉庫(DataWarehouse)的概念.1993,Codd,定義了OLAP,推動(dòng)了數(shù)據(jù)倉庫的建立。Inmonvs.Kimball數(shù)據(jù)倉庫≠數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)倉庫支持經(jīng)營(yíng)管理中的決策制定過程。它面向運(yùn)營(yíng)分析，數(shù)據(jù)挖掘（DataMining），決策，商務(wù)（政務(wù)）智能。數(shù)據(jù)庫面向商業(yè)處理，如銷售，進(jìn)貨等一單一單的業(yè)務(wù)處理。為什么需要數(shù)據(jù)倉庫和OLAP數(shù)據(jù)庫平板文件數(shù)據(jù)倉庫去年的第二季度WalMart的所有分店的洗發(fā)水的銷售情況?顧客銷售…………50元50kg1元蘋果15元10塊1.5元香皂B126元20瓶6.3元洗發(fā)水A總銷售額銷售量單價(jià)貨品記錄內(nèi)容（x年x月x日）每日的銷售記錄記錄存儲(chǔ)經(jīng)理運(yùn)營(yíng)分析結(jié)果去年的第二季度WalMart的所有分店的洗發(fā)水的總銷售額為14500元OLTPandOLAP數(shù)據(jù)庫平板文件數(shù)據(jù)倉庫顧客銷售每日的銷售記錄記錄存儲(chǔ)OLTPOLAP新商業(yè)計(jì)劃運(yùn)營(yíng)分析結(jié)果Internet/WebDatabase單機(jī)多機(jī)本地網(wǎng)絡(luò)化純數(shù)據(jù)多媒體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)/半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主機(jī)/顯示器C/S和B/S結(jié)構(gòu)<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?>

<Student>

<Student1SID=20030001>

<name>ZhangPin</name>

<age>21</age>

<gender>Female<gender></Student1〉</Student>C/S和B/S模式2-tierClient/ServerDBMS服務(wù)器數(shù)據(jù)讀寫和處理。DB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)客戶機(jī)提出業(yè)務(wù)要求；事物流控制；顯示結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)器事物流控制；負(fù)荷平衡。提出業(yè)務(wù)要求；顯示結(jié)果。客戶機(jī)網(wǎng)絡(luò)DBMS服務(wù)器數(shù)據(jù)讀寫和處理。DB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用服務(wù)器事物流控制；負(fù)荷平衡。瀏覽器客戶端：提出業(yè)務(wù)要求；顯示結(jié)果。HTTPWeb服務(wù)器CGI，ISAPI，NSAPIODBC，JDBC，OLEDB3-tierClient/ServerBrowser/Server模式

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念（1）數(shù)據(jù)（Data）：是描述現(xiàn)實(shí)世界中各種具體事物或抽象概念的、可存貯并具有明確意義的信息。數(shù)據(jù)庫(Database,DB)：是相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DatabaseManagementSystem,DBMS)：是一個(gè)通用的軟件系統(tǒng)，由一組計(jì)算機(jī)程序構(gòu)成。它能對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有效的管理，包括存儲(chǔ)管理、安全性管理、完整性管理等；同時(shí)，它也為用戶提供了一個(gè)軟件環(huán)境，使其能夠方便快速地創(chuàng)建、維護(hù)、檢索、存取和處理數(shù)據(jù)庫中的信息。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DatabaseSystem,DBS)：由數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)構(gòu)成，更廣義的構(gòu)成則為“DB+DBMS+數(shù)據(jù)庫管理員+應(yīng)用程序+用戶”。數(shù)據(jù)字典(DataDictionary,DD)：是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一個(gè)特殊文件，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫中重要的說明信息，這些說明信息稱為元數(shù)據(jù)(MetaData)。元數(shù)據(jù)是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，例如：數(shù)據(jù)類型及長(zhǎng)度（P17），價(jià)格單位，數(shù)據(jù)導(dǎo)出規(guī)則，等等，已經(jīng)成為重要的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫操作(DatabaseOperation)：在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中，最常見的有：增加、刪除、修改和查詢。大型數(shù)據(jù)庫與微機(jī)數(shù)據(jù)庫區(qū)別：在于微機(jī)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的某些功能相對(duì)弱化了。視圖（1）視圖(View)：從不同的角度截取同一數(shù)據(jù)庫的子集（不同的理解），每一個(gè)子集被稱為該數(shù)據(jù)庫的一個(gè)視圖。數(shù)據(jù)庫的分層視圖：

應(yīng)用程序員

最終用戶

DBA

系統(tǒng)程序員

物理

數(shù)據(jù)

物理視圖

內(nèi)模式

內(nèi)部視圖

概念模式

概念視圖

子模式1

外部視圖

子模式2

子模式n

…

用戶圖表1

I/O視圖

…

用戶圖表2

用戶圖表n

組織

視圖（2）輸入輸出數(shù)據(jù)視圖：即終端用戶所見到的輸入輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述。是按用戶要求表示出的數(shù)據(jù)，如報(bào)表等。外部視圖(ExternalView)：局部數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)稱為外部視圖。這種視圖在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)通常以圖形的形式（如E-R圖）表示，有的又叫視圖或用戶視圖。概念視圖(ConceptualView)：整個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的全局邏輯結(jié)構(gòu)。這種邏輯結(jié)構(gòu)稱為概念模型，它不包含任何數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，如：何種DBMS、文件組織、存取方法等。這種邏輯結(jié)構(gòu)的形式化描述稱為概念視圖。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)，概念視圖通常也以E-R圖表示。視圖（3）內(nèi)部視圖(InternalView)或存儲(chǔ)視圖：特定的DBMS所處理的數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部結(jié)構(gòu)稱為內(nèi)部模型，其形式化描述稱為內(nèi)部視圖或存儲(chǔ)視圖，它將數(shù)據(jù)庫表示為“內(nèi)部記錄”或“存儲(chǔ)記錄”的集合。存儲(chǔ)記錄仍然是邏輯性的，它不是存儲(chǔ)設(shè)備上的物理記錄或物理塊，也不涉及任何具體設(shè)備限制，如：柱面或磁道的大小等，所以存儲(chǔ)視圖還不是最底層的物理層。存儲(chǔ)視圖還指明存儲(chǔ)記錄的物理順序、以及它們?nèi)绾伪舜岁P(guān)聯(lián)。存儲(chǔ)視圖的語言形式定義稱為內(nèi)部模式。物理視圖(PhysicalView)：數(shù)據(jù)庫在存儲(chǔ)設(shè)備上的物理組織稱為物理模型，其描述稱為物理視圖。它包含了所使用設(shè)備特征、物理記錄或塊的組成、尋址技術(shù)和壓縮存儲(chǔ)技術(shù)等的說明。數(shù)據(jù)抽象、數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)模式（1）數(shù)據(jù)抽象(DataAbstraction)：即是將數(shù)據(jù)抽象化、邏輯化，使用戶不必了解數(shù)據(jù)庫文件的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)位置和存取方法等細(xì)節(jié)，即可存取數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，有三種級(jí)別的數(shù)據(jù)抽象，即：視圖級(jí)抽象、概念級(jí)抽象和物理級(jí)抽象。數(shù)據(jù)模型(DataModel)：即是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽象化表示的工具，主要使用邏輯概念（如對(duì)象、對(duì)象屬性、對(duì)象聯(lián)系等）來表示數(shù)據(jù)。由于抽象級(jí)別的存在，數(shù)據(jù)模型也存在相應(yīng)的級(jí)別。如：概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型、物理數(shù)據(jù)模型等。對(duì)于抽象級(jí)別高的概念數(shù)據(jù)模型我們叫它語義(Semantic)數(shù)據(jù)模型，如ER模型。數(shù)據(jù)模式(DataSchema)：根據(jù)數(shù)據(jù)模型來描述數(shù)據(jù)，得到的具體的表達(dá)。亦即是描述數(shù)據(jù)的模板。數(shù)據(jù)庫三級(jí)抽象層次（模式）結(jié)構(gòu)外模式1……概念模式內(nèi)模式外模式m外模式n視圖抽象概念抽象物理抽象數(shù)據(jù)庫用戶組1用戶組n數(shù)據(jù)抽象、數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)模式（2）三者的關(guān)系：數(shù)據(jù)抽象是將真實(shí)世界中的信息（數(shù)據(jù)）提煉，再提煉，變成計(jì)算機(jī)能認(rèn)識(shí)，可以管理的數(shù)據(jù)的過程；數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)抽象的工具，是數(shù)據(jù)組織和表示的方式；數(shù)據(jù)模式是數(shù)據(jù)抽象利用數(shù)據(jù)模型將數(shù)據(jù)組織起來后得到的結(jié)果。數(shù)據(jù)模型的三要素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不僅要描述數(shù)據(jù)本身，還要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)