第二章 數(shù)據(jù)管理

第二章數(shù)據(jù)管理1第1頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段人工管理階段50s無磁盤無管理軟件非獨(dú)立不共享文件管理階段50s后有磁盤管理系統(tǒng)文件系統(tǒng)物理獨(dú)立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段20世紀(jì)60年代開始，實(shí)際應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)管理的要求程度越來越高。計(jì)算機(jī)軟硬件的背景數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)第2頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式改善，存儲(chǔ)空間利用率高，數(shù)據(jù)可以進(jìn)行反復(fù)應(yīng)用。數(shù)據(jù)有較好的共享性。數(shù)據(jù)具有較好的獨(dú)立性。可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和控制。所謂數(shù)據(jù)庫是長期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存，具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。第3頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理概述數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)

客觀世界描述（現(xiàn)實(shí)、信息、數(shù)據(jù)、關(guān)系）信息模型（實(shí)體、屬性、聯(lián)系、聯(lián)系的基本類別、ER圖）數(shù)據(jù)模型（層次、網(wǎng)狀、關(guān)系、范式）關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應(yīng)用多媒體數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)倉庫第4頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)概述信息模型數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成第5頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是數(shù)據(jù)庫？（4）數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)劃分成四個(gè)級(jí)次：局部邏輯級(jí)全局邏輯級(jí)存儲(chǔ)級(jí)物理級(jí)。第6頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月模式：又叫概念模式。數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）看到的數(shù)據(jù)庫，也叫DBA視圖。外模式：也稱為子模式。用戶可以看到并獲準(zhǔn)使用的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，又叫用戶視圖。內(nèi)模式：是數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。物理數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫在物理存儲(chǔ)設(shè)備上的組織。第7頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)？數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DATABASEMANAGEMENTSYSTEM，簡稱DBMS）。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。它的主要功能包括以下幾個(gè)方面：1.數(shù)據(jù)定義功能對(duì)照模式說明2.數(shù)據(jù)操縱功能操作3.數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理運(yùn)行訪問4.數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能初始運(yùn)行性能變壞第8頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？（1）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DATABASESYSTEM簡稱DBS）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指一個(gè)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)記錄的系統(tǒng)，即，它是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的目標(biāo)是存儲(chǔ)信息并且支持用戶檢索和更新所需要的信息一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構(gòu)成。第9頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？（1）應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫用戶第10頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？一、硬件平臺(tái)及數(shù)據(jù)庫由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)量都很大，加之DBMS豐富的功能使得自身的規(guī)模也很大，因此整個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對(duì)硬件資源提出了較高的要求，這些要求是：(1)要有足夠大的內(nèi)存，存放操作系統(tǒng)，DBMS的核心模塊，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和應(yīng)用程序。(2)有足夠的大的磁盤等直接存取設(shè)備存放數(shù)據(jù)庫，有足夠的磁帶（或微機(jī)軟盤）作數(shù)據(jù)備份。(3)要求系統(tǒng)有較高的通道能力，以提高數(shù)據(jù)傳送率。

第11頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？二、軟件：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的軟件主要包括：

(1)DBMS：DBMS是為數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護(hù)配置的軟件。(2)支持DBMS運(yùn)行的操作系統(tǒng)。(3)具有與數(shù)據(jù)庫接口的高級(jí)語言及其編譯系統(tǒng)，便于開發(fā)應(yīng)用程序。(4)以DBMS為核心的應(yīng)用開發(fā)工具。(5)為特定應(yīng)用環(huán)境開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。第12頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？（4）三、人員或用戶

開發(fā)、管理和使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的人員主要是：數(shù)據(jù)庫管理員、系統(tǒng)分析員和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員、應(yīng)用程序員和最終用戶。

不同的人員涉及不同的數(shù)據(jù)抽象級(jí)別，具有不同的數(shù)據(jù)視圖－視圖是表達(dá)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中相關(guān)元素關(guān)系的有效工具。第13頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應(yīng)用關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)關(guān)系數(shù)據(jù)語言介紹SQL的特點(diǎn)、作用及應(yīng)用常見關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及廠商介紹如何選購DBMS第14頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)與其他數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫相比，關(guān)系數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點(diǎn)簡單、靈活。關(guān)系數(shù)據(jù)語言具有較好的非過程化特性，更適應(yīng)非專業(yè)用戶對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)需求。有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。更適應(yīng)數(shù)據(jù)庫的重組和控制。易于實(shí)現(xiàn)隨機(jī)查詢。良好的理論基礎(chǔ)，成熟的技術(shù)體系。易于知識(shí)庫系統(tǒng)的綜合。第15頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)系數(shù)據(jù)語言簡介關(guān)系代數(shù)集合運(yùn)算關(guān)系運(yùn)算SQL語句關(guān)系數(shù)據(jù)語言的特點(diǎn)一體化-DDL、DML數(shù)據(jù)操縱單一非過程化程度高對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集合處理第16頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月SQL語言簡介特點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化程度極高應(yīng)用廣泛易學(xué)易用增加了對(duì)高級(jí)語言開發(fā)程序的嵌入式使用方式支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用第17頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)多媒體數(shù)據(jù)管理多媒體數(shù)據(jù)處理的概述多媒體數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的軟、硬件構(gòu)成多媒體數(shù)據(jù)模型多媒體數(shù)據(jù)庫第18頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月多媒體數(shù)據(jù)處理的概述多媒體數(shù)據(jù)的特點(diǎn)媒體的種類與性質(zhì)多媒體技術(shù)是計(jì)算機(jī)交互式綜合處理多種媒體信息－文本、圖形、圖像和聲音，使多種信息建立邏輯聯(lián)系，集成一個(gè)系統(tǒng)并具有交互性。多媒體的關(guān)鍵特性：信息載體的多樣性、交互性和集成性。第19頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月從信息表單的角度看，媒體具有以下屬性：對(duì)媒體可識(shí)別和理解。不同媒體所表達(dá)信息的程序不同媒體之間相互聯(lián)系也存在信息媒體可以進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換第20頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月多媒體的特點(diǎn)數(shù)據(jù)量巨大數(shù)據(jù)類型繁多各數(shù)據(jù)類型間的差別較大處理方法不同空間占用差別大時(shí)間特性的差別（組織方法包括時(shí)間概念）多媒體數(shù)據(jù)的輸入輸出復(fù)雜普遍采用多通道異步輸入方式，以保證在空間和時(shí)間都不同的情況下輸入各種媒體數(shù)據(jù)并保存起來，有利于多種媒體信息的合成。第21頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月多媒體信息系統(tǒng)與傳統(tǒng)信息系統(tǒng)相比多媒體系統(tǒng)集成的范圍更加廣泛提供和處理的信息真正實(shí)現(xiàn)多媒體化從應(yīng)用范圍上看，多媒體信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍將更加廣泛從應(yīng)用水平和效果上看，多媒體信息系統(tǒng)具有更好的信息表現(xiàn)效果，更好的交互性能，具有更高的應(yīng)用水平。第22頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月多媒體信息系統(tǒng)中的主要研究內(nèi)容數(shù)據(jù)壓縮與解壓縮壓縮算法多媒體信息的組織與管理突破傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理模式，開拓適合多媒體信息管理的方法和技術(shù)。多媒體信息表現(xiàn)和可視化用戶與多媒體系統(tǒng)之間的多種交互形式。多媒體通信與分布處理－基于網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)第23頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月多媒體數(shù)據(jù)庫多媒體對(duì)數(shù)據(jù)庫的影響數(shù)據(jù)量大且媒體之間的數(shù)據(jù)量大小差別極大，影響數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的組織和存取方式。媒體種類繁多，特定各異，處理方法也各不相同，較難實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的處理方式。多媒體信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)常具有分布性，需要通過網(wǎng)絡(luò)的方式來實(shí)現(xiàn)，給數(shù)據(jù)管理和通訊方面帶來難題。多媒體數(shù)據(jù)庫中，接口一般是多媒體化的，對(duì)于數(shù)據(jù)的操作難以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的格式。多媒體數(shù)據(jù)管理中“版本”問題突出，同一對(duì)象會(huì)出現(xiàn)不同表現(xiàn)形式，對(duì)DBMS提出更高要求。第24頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月多媒體數(shù)據(jù)庫方法擴(kuò)展關(guān)系數(shù)據(jù)庫方法增加數(shù)據(jù)類型新技術(shù)的應(yīng)用－windows中OLE（對(duì)象聯(lián)接與嵌入）技術(shù)NF方法對(duì)關(guān)系模型進(jìn)行擴(kuò)充，允許關(guān)系表中再有表，增加層次結(jié)構(gòu)使關(guān)系表達(dá)更加靈活有效。面向?qū)ο蠓椒嫦驅(qū)ο蟮姆椒ㄖС侄嗝襟w應(yīng)用方面的優(yōu)點(diǎn)－P107第25頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月多媒體數(shù)據(jù)的查詢和檢索的特殊性多媒體查詢的兩大類基于表現(xiàn)的查詢－“找出具有聲音注釋的圖像”基于內(nèi)容的查詢－“找出所有帶有‘Good’的句子”“根據(jù)實(shí)例”的查詢“找出與某照片相貌相似的全部罪犯”第26頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)倉庫的產(chǎn)生數(shù)據(jù)倉庫的概念和特點(diǎn)數(shù)據(jù)倉庫的體系結(jié)構(gòu)第27頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)倉庫的產(chǎn)生主要由兩個(gè)方面的需求促成了數(shù)據(jù)倉庫的建立和使用：全局應(yīng)用－面向全局模式的復(fù)雜分析－對(duì)于頻繁操作性的數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)倉庫的建立使企業(yè)的信息環(huán)境劃分為兩大部分：操作環(huán)境－日常操作性應(yīng)用信息提供環(huán)境（分析環(huán)境）－對(duì)信息的分析應(yīng)用第28頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)倉庫的概念和特點(diǎn)概念：使支持管理決策過程的、面向主題的、集成的、隨時(shí)間而變的、持久的數(shù)據(jù)集合。精確：數(shù)據(jù)倉庫使企業(yè)管理和決策中面向主題的、集成的、與時(shí)間相關(guān)的、不可修改的數(shù)據(jù)集合。注意與其他數(shù)據(jù)庫應(yīng)用不同，數(shù)據(jù)倉庫是一種觀點(diǎn)，不是可以直接購買的商品。它包括電子郵件文檔、語音郵件文檔、CD－Rom、多媒體信息以及還未考慮到的數(shù)據(jù)。第29頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月特點(diǎn)：數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)是面向主題的數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)是集成的統(tǒng)一源數(shù)據(jù)中所有矛盾之處進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合和計(jì)算數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)是不可更新的提高決策分析使用，對(duì)于數(shù)據(jù)查詢有較高要求面向用戶是商業(yè)企業(yè)的高層管理者數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)是隨時(shí)間不斷變化的數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)特征都包括時(shí)間項(xiàng)，以標(biāo)明數(shù)據(jù)的歷史時(shí)期。第30頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)倉庫的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)倉庫模型的基本組成數(shù)據(jù)源監(jiān)視器集成器數(shù)據(jù)倉庫客戶應(yīng)用

圖示（下一頁）第31頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月客戶應(yīng)用數(shù)據(jù)倉庫集成器監(jiān)視器監(jiān)視器監(jiān)視器數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)源……數(shù)據(jù)倉庫的基本體系結(jié)構(gòu)第32頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)源－未數(shù)據(jù)倉庫提供最低層數(shù)據(jù)的運(yùn)作數(shù)據(jù)系統(tǒng)及外部數(shù)據(jù)。監(jiān)視器－負(fù)責(zé)感知數(shù)據(jù)源發(fā)生的變化，并按數(shù)據(jù)庫需求提取數(shù)據(jù)。集成器－將從運(yùn)行數(shù)據(jù)庫中提取的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換、計(jì)算、綜合等操縱，并集成到數(shù)據(jù)倉庫中。數(shù)據(jù)倉庫－存儲(chǔ)已經(jīng)按企業(yè)級(jí)視圖轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，供分析處理用?？蛻魬?yīng)用－供用戶對(duì)數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問查詢，并以直觀的方式表示分析結(jié)果的工具。第33頁，課件共35頁