《数据库系统概论》PPT课件

数据库系统概论 An Introduction to Database System,24学时 2005年春季,课程性质与设置目的,性质 计算机与信息类专业的一门专业基础课 数据库技术是计算机软件学科的重要分支 应用领域广大 目的 掌握基本原理和方法 掌握数据库结构设计和数据库应用系统开发方法 能应用现有数据库管理软件和软件开发工具,课程教材及参考书,教材 萨师煊，王珊：数据库系统概论(第三版) ，高等教育出版社，2000 自学参考书 英文教材：First Course in Database Systems（英文讲授ppt） SQL Server 2000相关书籍 Powerbuilder、Powerdesigner、Delphi等数据库系统开发相关书籍,课程学习方法,理论学习 掌握基本概念，多看例题，多做习题 理论指导实践，实践提高认识 重视数据库设计 实践学习 勤思考，多动手 重视上机实习环境 坚持自学,相关课程资源,网络课程 教案、参考电子教材 学习资源汇总 习题集和自测 在线答疑、BBS 教师主页 挂牌教学 课程信息发布,从计算机学院主页进入,课程考试,必要条件 平时作业完成率100 出勤率达到学校要求 教考分离、统一命题 总成绩100平时成绩闭卷考试实验成绩,第一章 绪论,学习要点 数据库系统有关的基本概念 数据库的发展历史 数据模型(Data Models) 数据库系统的三级模式及二级映象 数据库系统,1.1 数据库系统概论,数据库的地位 数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支 数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大促进了计算机应用向各行各业的渗透 数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志,四个基本概念,数据 Data 数据库 Database 数据库管理系统 DBMS 数据库系统 DBS,概念1：数据,数据(Data)是数据库中存储的基本对象 数据的定义 描述事物的符号记录 数据的种类 文字、图形、图像、声音、学生档案记录等 数据的特点 语义：数据具有一定的含义 数据与其语义是不可分的 数据处理：收集、存储、加工和传播,数据举例,学生档案中的学生记录 （李明，男，1972，江苏，计算机系，1990） 数据的解释 语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间 解释：李明是个大学生，1972年出生，江苏人，1990年考入计算机系,请给出另一个解释和语义,数据的形式不能完全表达其内容,概念2：数据库,人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后，应将其保存起来以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息,数据库定义和特征,数据库的定义 数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合 数据库的特征 数据按一定的数据模型组织、描述和储存 可为各种用户共享 冗余度较小 数据独立性较高 易扩展,概念3：数据库管理系统,DBMS定义（Database Management System） 位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件 DBMS的用途 科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据,计算机软件的种类？,补充：计算机软件分类,计算机软件著作权登记中使用的软件分类编码 国家标准计算机软件分类与代码 系统软件 支持软件 应用软件,计算机软件 分类代码,软件适用的国民经济行业代码,10000 系统软件, 操作系统 包括实时、分时、分布式、智能等操作系统 系统实用程序 系统扩充程序 包括操作系统的扩充、汉化 网络系统软件 其他系统软件,30000 支持软件, 软件开发工具 软件评测工具 界面工具 转换工具 软件管理工具 语言处理程序 数据库管理系统 网络支持软件 其它支持软件,60000 应用软件, 科学和工程计算软件 文字处理软件 数据处理软件 图形软件 图象处理软件 应用数据库软件 事务管理软件 辅助类软件, 控制类软件 智能软件 仿真软件 网络应用软件 安全与保密软件 社会公益服务软件 游戏软件 其它应用软件,数据库管理系统功能,数据定义：提供DDL 数据操纵：用DML实现对数据的查询，插入，修改及删除等 数据库的运行管理：统一管理及控制，以保证数据的安全性，完整性，共享性及可恢复性 数据库的建立和维护：数据的输入，转换，转储，恢复，监控，分析等,用户是用DML还是DDL完成下列任务？ a.改变客户地址 b.定义目录表 c.输入一个新员工的信息,概念4：数据库系统,定义 指在计算机系统中引入数据库后的系统 组成 数据库，数据库管理系统(DBMS)，应用系统，数据库管理员(DBA)和用户 层次：,Powerbuilder, Delphi, VB, Oracle,DB2,Sybase,mysql SQL server，Win2k, Linux, Unix 。？,P5 图1.1, 1.2,数据管理技术的产生和发展,什么是数据管理 对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护 是数据处理的中心问题 数据管理技术的发展过程 人工管理阶段(40年代中-50年代中) 文件系统阶段(50年代末-60年代中) 数据库系统阶段(60年代末-现在) 数据管理技术的发展动力 应用需求的推动 计算机硬件的发展 计算机软件的发展 理论发展,P6表1.1三个阶段比较,阶段1：人工管理阶段,时间：20世纪50年代中期以前 背景 应用需求：科学计算 硬件水平：外存只有卡片纸带磁带，无直接存取存储设备 软件水平：汇编语言，没有操作系统 处理方式：批处理,P7 图1.3,人工管理阶段特点,数据的管理者：应用程序，数据不保存 数据面向的对象：某一应用程序 数据的共享程度：无共享、冗余度极大 数据的独立性：不独立，完全依赖于程序 数据的结构化：无结构 数据控制能力：应用程序自己控制,阶段2：文件系统阶段,时间：20世纪50年代末到60年代中期 背景 应用需求：科学计算、管理 硬件水平：磁盘、磁鼓等直接存取的外存设备 软件水平：操作系统高级语言操作系统中的文件系统是专门用于数据管理的软件 处理方式：联机实时处理、批处理,文件系统的特点,数据的管理者：文件系统，数据可长期保存 数据面向的对象：某一应用程序 数据的共享程度：共享性差、冗余度大 数据的结构化：记录内有结构，整体无结构,数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序 数据控制能力：应用程序自己控制,文件系统中数据的结构,记录内有结构 数据的结构是靠程序定义和解释的 数据只能是定长的 可以间接实现数据变长要求，但访问相应数据的应用程序复杂了 数据整体无结构 因为文件间是独立的 可以间接实现数据整体的有结构，但必须在应用程序中对描述数据间的联系 数据的最小存取单位是记录,阶段3：数据库系统阶段,时间:20世纪60年代末 背景 应用背景：大规模管理 硬件背景：大容量磁盘 软件背景：有数据库管理系统 处理方式：联机实时处理,分布处理,批处理,数据库系统特点,数据的管理者：DBMS 数据面向的对象：现实世界 数据的共享程度：共享性高 数据的独立性：高度的物理独立性和一定的逻辑独立性 数据的结构化：整体结构化，数据存取粒度小 数据控制能力：由DBMS统一管理和控制,补充说明,数据的高共享性的好处 降低数据的冗余度，节省存储空间 避免数据间的不一致性 使系统易于扩充 数据结构化 整体数据的结构化是数据库的主要特征之一 数据库中实现的是数据的真正结构化 数据结构用数据模型描述，无需程序定义和解释 数据可以变长 数据的最小存取单位是数据项,补充说明：数据独立性,物理独立性 指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的 当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变 逻辑独立性 指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的 数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变,DBMS对数据的控制功能,数据的安全性（Security）保护 使每个用户只能按指定方式使用和处理指定数据，保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏 数据的完整性（Integrity）检查 将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系 并发（Concurrency）控制 对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错误的结果 数据库恢复（Recovery） 将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态,数据库技术的发展趋势,数据库技术与其他计算机技术相互渗透，促成了新一代数据库技术的研究。,数据库技术的发展趋势,数据库技术应用于特定领域，出现了数据仓库、空间数据库、统计数据库、科学数据库等多种数据库，使数据库领域的应用范围不断扩大。 以数据仓库及其关键技术为例 数据仓库：是一个面向主题的、集成的、不可更新的、随时间不断变化的数据集合，用以支持企业或组织的决策分析处理。可以充分利用已有的数据资源，把数据转换为信息，从中挖掘出知识，提炼成智慧，最终创造出效益。 数据挖掘技术：从数据仓库中发现并提取隐藏在内部的信息的一种新技术，目的是帮助决策者寻找数据间潜在的关联和要素，以便进行趋势预测或决策。,