数据库系统概论(1)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,数据库系统概论,第一章,定西播送电视大学 肖武德,本章要点,通过理解数据库系统主要特点，初步了解数据库系统全貌。,对关系、关系模型、关系数据库系统等根本概念有初步理解。,了解数据库管理系统的组成和各局部的根本功能。,初步理解本章中提到的有关数据库的专业术语。,了解数据库系统体系结构以及数据库系统运行过程。,本节内容概要,数据管理技术的开展,有关数据库的根本术语,关系数据库系统,DBMS的体系结构,数据管理技术的开展,人工管理阶段,文件系统阶段,数据库系统阶段,人工管理阶段特点,数据不进行保存,没有专门的数据管理软件,数据面向应用,根本上没有文件的概念,back,人工管理阶段特征图,程序1,程序2,程序,n,数据组1,数据组2,数据组,n,文件系统阶段特点,数据可以长期保存在磁盘上,文件系统提供数据与程序之间的存取方法,数据冗余量大,文件之间缺乏联系，相互孤立，仍然不能反映现实世界各种事物之间错综复杂的联系。,back,文件系统阶段特征图,程序1,程序2,程序,n,文件1,文件2,文件,n,存取方法,数据库系统阶段特点,数据的结构化。,数据共享性好。,数据独立性好。,数据存取粒度小。,数据库管理系统DBMS对数据进行统一的管理和控制。,为用户提供了友好的接口。,back,数据库系统阶段特征图,应用1,应用2,应用,n,DBMS,数据库,有关数据库的根本术语,数据,数据模型,数据库,数据库管理系统,数据库系统,数据,但凡计算机中用来描述事物的记录，都可以统称为数据。,例：,学生数据,9900001，王红，19，计算机系,数据模型,数据模型通常由,数据结构,、,数据操作,和,完整性约束,三要素组成。,数据结构,描述系统,静态,特性，是所研究对象的类型的集合。,数据操作,描述系统,动态,特性，是对各种对象的实例允许执行的操作的集合。,完整性约束,保证数据的,正确性,、,有效性,和,相容性,。,数据库就是由,DBMS,管理的数据的聚集。,数据库管理系统,专门用于建立和管理数据库的一套软件，介于应用程序和操作系统之间。DBMS不仅具有最根本的数据管理功能，还能保证数据的完整性、平安性，提供多用户的并发控制，当数据库出现故障时对系统进行恢复。,数据库系统,包括和数据库有关的整个系统：数据库、,DBMS、,应用程序以及数据库管理员和用户等等,关系数据库系统,所谓关系，就是一张表。表的各列以属性开始，属性是列的入口。,CourseNo,(,课程号),CourseName（,课程名）,Teacher,（,任课老师）,1234,C+,程序设计,张明,5678,数据库原理,张明,一个名为StudentCourse学生选课的关系，记录的是学生的选课信息，包括三个属性：StudentNo学号、CourseNo课程号、Score成绩。,StudentNo,（,学号）,CourseNo,（,课程号）,Score,（,成绩）,9900011,1234,89,9900548,5678,73,关系模型,数据以“关系的形式，也就是以二维表的形式来表示，其数据模型就是所谓的关系模型。在关系模型中，无论是从客观事物中抽象出的实体，还是实体之间的联系，都用单一的结构类型关系来表示。在对关系进行各种处理之后，得到的还是关系一张新的二维表。,关系数据库系统,关系数据库系统就是以关系模型为根底的数据库系统。,微软公司的,MS SQL Server 6.5，,MS SQL Server 7.0,数据库系统的体系结构,从数据库管理系统的角度看，可分为三层，从外到内依次为,外模式,、,模式,和,内模式,。,为了实现三个抽象级别的联系和转换，数据库管理系统在三层结构之间提供了两层映象：,外模式/模式映象,和,模式/内模式映象,。,三层模式结构,外模式External Schema,外模式又称为用户模式，是数据库用户和数据库系统的接口，是数据库用户的数据视图View，是数据库用户可以看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。,模式Schema,模式是所有数据库用户的公共数据视图，是数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述。,内模式Internal Schema,内模式又称为存储模式Storage Schema，是数据库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。,两层映象功能,外模式/模式映象,通过外模式与模式之间的映象把描述局部逻辑结构的外模式与描述全局逻辑结构的模式联系起来。,模式/内模式映象,通过模式与内模式之间的映象把描述全局逻辑结构的模式与描述物理结构的内模式联系起来,。,数据库系统三层模式结构图,数据库,管理系统,操作系统,应用,A1,应用,A2,应用,B1,应用,Bn,外模式,A,外模式,B,模式,内模式,数据库,模式/内模式映象,外模式/模式映象,A,外模式/模式映象,B,DBMS,的体系结构,查询,模式更新,更新,查询处理程序,存储管理程序,事务管理程序,数据库,类型的,DBMS,输入,查询,更新,模式更新,对数据的插入、修改和删除等操作统称为更新。,所谓数据库的模式，就是指数据的逻辑结构。模式更新命令一般只能由数据库管理员使用。,查询处理程序,查询处理程序的任务是，把用较高级的语言所表示的数据库操作包括查询、更新等转换成一系列对数据库的请求。,存储管理程序,在简单的数据库系统中，存储管理程序可能就是底层操作系统的文件系统；但有时为了提高效率，DBMS往往直接控制磁盘存储器。,存储管理程序包括两个局部文件管理程序和缓冲区管理程序。,事务管理程序,数据库系统常常允许许多事务并发地执行，事务管理程序的任务就是保证这些事务全都能正确执行。,事务被正确执行时的四个特性是：,原子性 一致性,隔离性 持久性,加锁、日志文件、事务提交等等是常用的技术。,客户程序-效劳程序体系结构,现代的软件往往采用客户程序-效劳程序体系结构。,在系统运行时，由一个进程客户程序发出请求，另一个进程效劳程序去执行。,从系统配置上，效劳程序通常安装在功能强大的效劳器上，而客户程序就放在相对简单的PC机客户机上。,数据库系统运行过程,在应用程序运行时，数据库管理系统将开辟一个数据库系统缓冲区，用于数据的传输和格式的转换。数据库系统三层结构的描述放在数据字典Data Dictionary，DD中。,假设用户在应用程序中有如下,SQL,查询语句：,SELECT*,FROM Course；,该查询语句由两个子句组成，其中,FROM,子句给出所要查询的关系，这里是课程关系,Course；SELECT,子句给出所要查询的属性的名字，这里是星号，表示所有的属性，即整个元组。,该查询语句的具体执行过程如下,应用程序,A,用户工作区,DB,系统缓冲区,数据库,数据库管理系统,操作,系统,运行,日志,应用程序,A,对应外模式,模式,内模式,数据,字典,本章总结,数据库系统(Database System)主要特点,关系模型(Relation Model)和关系数据库系统(Relation Database System),数据库管理系统(DBMS),查询处理程序(Query Processor),事务管理程序(Transaction Manager),存储管理程序(Storage Manager),客户程序-效劳程序体系结构,数据库系统体系结构以及数据库系统运行过程,