《数据库系统简介》PPT课件

一 数据库系统简介,第一章 绪论,1. 数据库应用技术在现代社会发展中的历史地位 信息经济与知识经济的核心 现代和未来文明发展的需要 2. 数据库应用技术在计算机科学技术中的地位与作用 数据库应用体现了其它计算机科学技术的新成果（综合） 多媒体技术 图形图象技术 网络通讯技术 并行计算技术 分布式技术 计算机语言 操作系统 编译系统 数据结构,数据库技术促进了其它 计算机科学技术的发展 3. 数据库技术当前应用现状 从应用角度看以各种信息系统为高层，以数据库为低端支持层，以网络为神经传输，构成了计算机应用的主潮流。 从技术角度看：单用户桌面型 多用户桌面型 客户机/服务器(C/S)大型数据库 浏览器/服务器(B/S),如地理信息系统（综合）,例：Dbase Foxbase Foxpro Access,例： Oracle MS-SQL Sysbase DB2 Informix Dm Pbase 中国产 ,例： Foxpro Foxbase plus Visual Foxpro VFP,从数据库应用开发工作所需知识结构 一数据库设计知识 数据库开发工具 开发工具： 高级语言 非过程化语言SQL 过程的方法 软件设计方法 面向对象的方法（将是主流）,Oracle 8.0/8i， MS-SQL Server，DB2， Sysbase等,PB，Dephi，VB,Develop2000,ASP(HTML),C#等,数据库工程、软件工程和信息系统工程的思想与方法软件工程 信息系统工程 系统工程 系统科学 哲学 财务 统计 领域知识 银行 电力 . 4. 数据库应用热点： 分布式数据库应用 多媒体数据库应用 主动数据库应用 模糊数据库应用 并行数据库应用 知识库（高级应用） 5. 数据库本身研究热点：,数据挖掘 联机分析OLAP 安全分析研究 数据库系统的开发方法与工具 关于理论 面向对象理论（面向对象的程序设计） 其中关系理论已成熟，面向对象理论的理论未完全创立。,目的是探求高效的数据表达模型与实现方法。,二,1. 数据库系统的基本概念与特点 2. 数据模型,数据库系统的基本概念与模型 基本概念： 数据：（Data，D）描述客观事物的所有符号都称为数据。 数据库：（Database，DB）在计算机中按一定格式存放数据的仓库。数据库中数据的特点 数据库管理系统（DBMS）：位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它为用户或程序提供访问数据库（DB）的方法。 其主要功能为,1.可共享2.有一定的组织结构3.较小的冗余度4.较高的数据独立性（对程序而言）5.易扩展6.数据之间联系密切。,数据定义数据操作数据库的运算管理数据库的建立和维护, 数据库系统（DBS）运行数据库的计算机系统称为数据库系统 构成 数据管理技术的产生与发展 数据处理：指对数据进行收集、村贮、加工、传播的一系列活动。 数据管理：指对数据进行分类、组织、编码、存贮、检索和维护等，它是数据处理的主要内容。 数据管理技术发展的三个阶段：,数据库（DB）数据库管理系统（DBMS）数据库开发工具应用程序数据库管理员用户,数据不保存 数据由程序各自管理 数据不共享：一组数据对应一个程序数据不具独立性：,A. 人工管理阶段：50年代中期以前。,B. 文件系统：50年代后期到60年代中期，由于操作系统中有了文件管理系统，数据处理不仅能够批处理，还能够联机实时处理。,数据共享性差：通常由一个文件对应一个程序。数据冗余度大：由于文件之间缺乏联系；相同的数据常常在不同的文 件中重复存贮。易造成数据的不一致性：由于冗余而在更新时，稍不注意就有可能使 同样的数据对象在不同的文件中不一致。数据独立性差：文件的逻辑结构改变时，应用程序必须改变，同时修 改文件结构的定义。数据间的联系弱：文件之间相互独立，缺乏联系造成的。,缺点,数据库阶段：60年代后期，70年代初（68-70年）。 产生的原因： 应用需求（大量的数据处理，数据需共享） 磁盘技术的发展,数据结构化：（这是与文件系统的根本区别） 共享性高： 冗余度低： 易扩充： 独立性高： （物理独立性、逻辑独立性） 数据由DBMS统一管理和控制 2. 关于数据模型 数据模型： 数据模型应涉足三个条件 数据模型的组成要素 概念模型：, 能完整的模拟现实世界 容易理解 容易在计算机上实现, 数据结构 数据操作 数据约束,缺点, 安全性 完整性 并发控制 数据库恢复,概念模型逻辑模型物理模型,世界的三层次表示： 概念模型及表示方法实体：属性：联系： E-R图：PPSchen于 1976年提出。,1:11:n(n:1)m:n,逻辑模型： 层次模型 网状模型 关系模型 面向对象模型,优点：表达能力强缺点：复杂, 关系模型实例介绍： A.几个重要概念：(数据结构) 关系模式（型）：对关系的型的描述。 关系：即表（包括表头及表体）。 元组：表中的一行信息，也称记录。 属性：即表中一列为一个属性，学号、姓名、年龄即为属性。 主码：表中某个属性或属性组，它可以唯一确定一个元组。例：学号。 域：属性的取值范围，即属性的数据类型和取值范围。,例：（学号、姓名、年龄），即表头。,分量：元组中的一个属性值，例：001，李勇，24。 关系规范化：关系的每一个分量必须是不可再分的，即属性具有原子性。,不是规范化表,三,1.数据库系统结构 2.数据库系统的组成 3.数据库技术的研究领域,1.数据库系统结构 对上一讲的补充（数据模型的补充） 数据模型的三个层次 概念模型的表示(E-R图(entity-relation)即实体联系图,2 数据库模式的概念： 是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它仅涉及到“型”不涉及具体的“值”，具体的“值”是模式的实例 。 模式反映的是数据的结构及其联系。而实例是反映数据库某一时刻的 状态。 3. 数据库系统的三级模式结构 数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式 、 模式、 内模式三级构成。,数据库系统的三级模式结构,外模式（External Schema）（不唯一）,它是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。 外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。如果不同的用户在应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求等方面存在差异，则其外模式描述就是不同的。即使对模式中同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、保密级别等都可以不同。 外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据，数据库中的其余数据是不可见的。,模式：数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。（唯一） DBMS提供子模式描述语言（子模式DDL）来严格地定义子模式,内模式（Internal Schema）,也称存储模式（Storage Schema），一个数据库只有一个内模式。它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。例如，记录的存储方式是顺序存储、按照B树结构存储、还是按Hash方法存储；索引按照什么方式组织；数据是否压缩存储，是否加密；数据的存储记录结构有何规定等。 DBMS提供内模式描述语言（内模式DDL，或存储模式DDL）来严格地定义内模式。,以上称为数据库的三级结构，二级映象。,3. 数据独立性： 当数据结构（逻辑和物理）改变时，程序不变。数据库的二级映象保证了数据的逻辑独立性和物理独立性。,数据库管理系统在三级模式间提供了两层映象： 外模式 / 模式映象 模式 / 内模式映象 正是这两层映象保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。 【详细见教材】,数据库系统的组成：,高级语言，例如：C，VC+专用工具，例如：Pb，Vb，Dephi， Developev2000,数据库系统,数据库技术的研究领域： 数据库系统的研制，即研制DBMS本身； 数据库设计方法的研究； 数据库设计工具的研究； 数据库理论的研究本章小结： 数据库的基本概念； 数据管理方式的发展：（人工（程序）方式 文件方式 数据库方式）； 数据模型，数据模型的三要素,关系理论的优化研究人工智能与数据库理论的结合面向对象数据库理论研究,数据结构数据操作数据约束,数据模型：在数据库领域中使用的数据模型 概念模型、逻辑模型、物理模型的概念 概念模型的描述工具E-R图，实体，属性，联系的概念 关系模型：关系数据模型的数据特点 数据库系统的三级结构二级映象 数据库系统的组成 数据库技术的研究领域,层次模型网状模型关系模型面向对象,