第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用

胡孔法編著

機(jī)工工業(yè)出版社

32元精選ppt本章主要內(nèi)容本章先回憶數(shù)據(jù)管理技術(shù)的開展過程，然后介紹數(shù)據(jù)庫中的根本概念，以使讀者對(duì)數(shù)據(jù)庫的概貌有所了解?！?〕數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與開展人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段等階段?！?〕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)根本概念DB、DBMS和DBS的定義〔3〕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)

精選ppt1.1數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與開展1963年，美國Honeywell公司的IDS〔IntegratedDataStore〕系統(tǒng)投入運(yùn)行，揭開了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的序幕。20世紀(jì)70年代是數(shù)據(jù)庫蓬勃開展的年代，網(wǎng)狀系統(tǒng)和層次系統(tǒng)占據(jù)了整個(gè)數(shù)據(jù)庫商用市場，而關(guān)系系統(tǒng)僅處于實(shí)驗(yàn)階段。20世紀(jì)80年代，關(guān)系系統(tǒng)由于使用簡便以及硬件性能的改善，逐步代替網(wǎng)狀系統(tǒng)和層次系統(tǒng)占領(lǐng)了市場。20世紀(jì)90年代，關(guān)系數(shù)據(jù)庫已成為數(shù)據(jù)庫技術(shù)的主流。進(jìn)入21世紀(jì)以后，無論是市場的需求還是技術(shù)條件的成熟，對(duì)象數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的推廣和普及已成定局。精選ppt1.1.1數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)管理技術(shù)1〕數(shù)據(jù)(1)數(shù)據(jù)的含義：是載荷信息的媒體對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中客觀事物的符號(hào)表示可以是數(shù)值數(shù)據(jù)，也可以是非數(shù)值數(shù)據(jù)，如聲音、圖像等計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)能輸入計(jì)算機(jī)，并能為其處理的符號(hào)序列(2)數(shù)據(jù)與信息區(qū)別與聯(lián)系信息與數(shù)據(jù)之間存在著固有的聯(lián)系：數(shù)據(jù)是信息的符號(hào)表示或稱為載體；信息那么是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是對(duì)數(shù)據(jù)語義的解釋。精選ppt2〕數(shù)據(jù)管理技術(shù)數(shù)據(jù)管理是指數(shù)據(jù)的收集、整理、組織、存儲(chǔ)、維護(hù)、檢索、傳送等操作，這局部操作是數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)的根本環(huán)節(jié)，而且是任何數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)中必不可少的共有局部。數(shù)據(jù)處理是指從某些的數(shù)據(jù)出發(fā)，推導(dǎo)加工出一些新的數(shù)據(jù)，這些新的數(shù)據(jù)又表示了新的信息。數(shù)據(jù)處理是與數(shù)據(jù)管理相聯(lián)系的，數(shù)據(jù)管理技術(shù)的優(yōu)劣，將直接影響數(shù)據(jù)處理的效率。精選ppt3)數(shù)據(jù)管理技術(shù)的開展數(shù)據(jù)管理技術(shù)的開展，與計(jì)算機(jī)硬件、系統(tǒng)軟件及計(jì)算機(jī)應(yīng)用的范圍有著密切的聯(lián)系。數(shù)據(jù)管理技術(shù)的開展經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫階段等階段。精選ppt(1)人工管理階段20世紀(jì)50年代中期以前，計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算，數(shù)據(jù)管理處于人工管理階段，數(shù)據(jù)處理的方式根本上是批處理。背景計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)量小、結(jié)構(gòu)簡單，如高階方程、曲線擬和等。外存為順序存取設(shè)備磁帶、卡片、紙帶，沒有磁盤等直接存取設(shè)備。沒有操作系統(tǒng)，沒有數(shù)據(jù)管理軟件用戶用機(jī)器指令編碼，通過紙帶機(jī)輸入程序和數(shù)據(jù)，程序運(yùn)行完畢后，由用戶取走紙帶和運(yùn)算結(jié)果，再讓下一用戶上機(jī)操作。精選ppt(1)人工管理階段〔續(xù)〕特點(diǎn)：

沒有專用的軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，由應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)面向應(yīng)用程序。即一組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)不能共享。應(yīng)用程序完全依賴于數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)與程序沒有獨(dú)立性。數(shù)據(jù)不保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)。

精選ppt(2)文件系統(tǒng)階段20世紀(jì)50年代后期至60年代中期，數(shù)據(jù)管理進(jìn)入文件系統(tǒng)階段。這里將數(shù)據(jù)組織成假設(shè)干個(gè)相互獨(dú)立的文件，用戶通過操作系統(tǒng)對(duì)文件進(jìn)行翻開、讀寫、關(guān)閉等操作。背景計(jì)算機(jī)不但用于科學(xué)計(jì)算，還用于信息管理外存有了磁盤、磁鼓等直接存取設(shè)備有了專門管理數(shù)據(jù)的軟件，即文件系統(tǒng)文件存儲(chǔ)空間的管理目錄管理文件讀寫管理文件保護(hù)向用戶提供操作接口精選ppt(2)文件系統(tǒng)階段〔續(xù)〕特點(diǎn)：數(shù)據(jù)以“文件〞形式可長期保存在外部存儲(chǔ)器的磁盤上。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)有了區(qū)別，但比較簡單。文件組織已多樣化。有索引文件、鏈接文件和直接存取文件等。數(shù)據(jù)不再屬于某個(gè)特定的程序，可以重復(fù)使用，即數(shù)據(jù)面向應(yīng)用。對(duì)數(shù)據(jù)的操作以記錄為單位。隨著數(shù)據(jù)管理規(guī)模的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)量急劇增加，文件系統(tǒng)顯露出三個(gè)缺陷：數(shù)據(jù)冗余〔redundancy〕數(shù)據(jù)不一致〔inconsistency〕數(shù)據(jù)聯(lián)系弱〔poordatarelationship〕精選ppt(3)數(shù)據(jù)庫階段背景計(jì)算機(jī)管理的數(shù)據(jù)量大，關(guān)系復(fù)雜，共享性要求強(qiáng)外存有了大容量磁盤，光盤軟件價(jià)格上升，硬件價(jià)格下降數(shù)據(jù)管理技術(shù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫階段的標(biāo)志是20世紀(jì)60年代末的三件大事：1968年美國IBM公司推出層次模型的IMS系統(tǒng)。1969年美國CODASYL組織發(fā)布了DBTG報(bào)告，總結(jié)了當(dāng)時(shí)各式各樣的數(shù)據(jù)庫，提出網(wǎng)狀模型。1970年美國IBM公司的E.F.Codd連續(xù)發(fā)表論文，提出關(guān)系模型，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論根底。精選ppt(3)數(shù)據(jù)庫階段〔續(xù)〕特點(diǎn)：采用數(shù)據(jù)模型表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為用戶提供了方便的用戶接口。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供以下四方面的數(shù)據(jù)控制功能：數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制，數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)，數(shù)據(jù)的完整性和數(shù)據(jù)平安性。增加了系統(tǒng)的靈活性。精選ppt1.2.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個(gè)開展階段1〕第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)20世紀(jì)70年代，以層次型數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)狀型數(shù)據(jù)庫第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。它們根本實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理中的“集中控制與數(shù)據(jù)共享〞這一目標(biāo)2〕第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫為代表的第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。如Oracle、Sybase、Informix、Ingres等關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已廣泛用于大型信息管理系統(tǒng)。精選ppt1.2.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個(gè)開展階段3〕第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)20世紀(jì)80年代末，90年代初，新一代數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究和開發(fā)已成為數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域?qū)W術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點(diǎn)。如：多媒體數(shù)據(jù)庫、時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫、并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)倉庫、移動(dòng)數(shù)據(jù)庫、XML數(shù)據(jù)管理技術(shù)等。

精選ppt幾個(gè)典型的高級(jí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)物理上分布在各個(gè)場地，但邏輯上是一個(gè)整體。每個(gè)場地既可以執(zhí)行局部應(yīng)用〔訪問本地DB〕，也可以執(zhí)行全局應(yīng)用〔訪問異地DB〕。各地的計(jì)算機(jī)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系。本地計(jì)算機(jī)單獨(dú)不能勝任的處理任務(wù)，可以通過通信網(wǎng)絡(luò)取得其它DB和計(jì)算機(jī)的支持。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)對(duì)象數(shù)據(jù)模型能完整地描述現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能表達(dá)數(shù)據(jù)間嵌套、遞歸的聯(lián)系。具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)的封裝性和繼承性的特點(diǎn)，提高了軟件的可重用性。并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫XML數(shù)據(jù)管理技術(shù)精選ppt1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)根本概念1〕數(shù)據(jù)庫〔Database，簡記為DB〕是長期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。DB能為各種用戶共享，具有較小冗余度、數(shù)據(jù)間聯(lián)系緊密而又有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性等特點(diǎn)。2〕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)〔DatabaseSystem，簡記為DBS〕DBS是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、方便多用戶訪問的計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)。它是采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)如以下圖：精選ppt圖1－1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）數(shù)據(jù)庫精選ppt3〕數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)〔DatabaseManagementSystem，簡記為DBMS〕DBMS是位于用戶與操作系統(tǒng)〔OS〕之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。它為用戶或應(yīng)用程序提供訪問DB的方法，包括DB的建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制。DBMS總是基于某種數(shù)據(jù)模型，可以分為層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型和面向?qū)ο笮偷?。DBMSOS

用戶精選pptDBMS的根本功能現(xiàn)代DBMS一般必須具備以下根本功能：提供高級(jí)的用戶接口查詢處理和優(yōu)化數(shù)據(jù)目錄管理并發(fā)控制恢復(fù)功能完整性約束功能訪問控制精選ppt1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)1〕實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中化控制2〕數(shù)據(jù)的冗余度小，易擴(kuò)充3〕采用一定的數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化4〕防止了數(shù)據(jù)的不一致性5〕實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享6〕提供數(shù)據(jù)庫保護(hù)7〕數(shù)據(jù)獨(dú)立性數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性、數(shù)據(jù)物理獨(dú)立性8〕數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)的平安性保護(hù)、完整