数据库应用技术第1章概述.pptx

数据库应用技术,目录,第一章绪论第二章数据库基本概念第三章深入SQL第四章数据库对象与数据库设计第五章面向过程的SQL扩展第六章事务处理与并发第七章数据库应用编程第八章数据库安全第九章数据库管理,第一章绪论,符号和数据,不同载体上的信息虽然表现形式不同，其内在的含义是一致的，但必须通过一致的方式来记录内容，和一致的解读方式来还原内容。这种一致的记录和解读信息的方式，被称为符号系统。这种方式必须是可操作的和精确的。信息在一种可编码符号系统下的编码就是数据。将数据理解为信息，必须在一定的符号系统下进行，否则它就只是一个数而已。一般将“信息”作为一个集合名词，而将“数据”指代为具体的操作对象。,1.1数据库的历史与发展,数据库发展史大规模存储介质的出现硬数据（HardData）基于文件系统（FileSystem）的数据管理原始的数据库模型网状DBMS，1961层次型DBMS，1968,1.1数据库的历史与发展,数据库发展史大规模存储介质的出现硬数据（HardData）基于文件系统（FileSystem）的数据管理原始的数据库模型网状DBMS，1961层次型DBMS，1968,1.1数据库的历史与发展,数据库发展史大规模存储介质的出现硬数据（HardData）基于文件系统（FileSystem）的数据管理原始的数据库模型网状DBMS，1961层次型DBMS，1968,程序与数据不分离。数据、数据的访问和存储方式不能共享。,1.1数据库的历史与发展,数据库发展史大规模存储介质的出现硬数据（HardData）基于文件系统（FileSystem）的数据管理原始的数据库模型网状DBMS，1961层次型DBMS，1968,20世纪50-60年代，随着磁盘等存储设备的出现和使用，广泛使用文件进行数据存储。数据的存储和程序分离，达到一定程度的共享。文件中数据格式不同，对也数据的检索和修改方法没有统一的标准。,1.1数据库的历史与发展,数据库发展史大规模存储介质的出现硬数据（HardData）基于文件系统（FileSystem）的数据管理原始的数据库模型网状DBMS，1961层次型DBMS，1968,1961年美国通用电气公司C.W.Bachman开发出世界上第一个网状DBMS，也是第一个DBMSIntegratedDataStore，IDS。,1.1数据库的历史与发展,数据库发展史大规模存储介质的出现硬数据（HardData）基于文件系统（FileSystem）的数据管理原始的数据库模型网状DBMS，1961层次型DBMS，1968,1968年IBM公司开发并推出了最著名最典型的层次型DBMSInformationManagementSystem，IMS。数据的关系是以简单的树形结构来定义的，通过父子关系来定义数据之间的关系。易出现数据冗余；不理解数据结构就无法进行高效的查询；层次结构发生变更时，程序也需要进行相应的变更。,1.1数据库的历史与发展,数据库发展史关系数据库模型RDBMS的建立1970年，RDBMS的理论基础。1979年，Oracle1.0。1980年，SystemR。1985年，DB2。1980-1990年代，RDBMS得到广泛应用。90年代以后：面向对象的数据库系统（ObjectOrientedDBMS）。,1.1数据库的历史与发展,数据库发展史关系数据库模型RDBMS的建立1970年，RDBMS的理论基础。1979年，Oracle1.0。1980年，SystemR。1985年，DB2。1980-1990年代，RDBMS得到广泛应用。90年代以后：面向对象的数据库系统（ObjectOrientedDBMS）。,1970年6月IBM研究员E.F.Codd博士在CommunicationoftheACM上发表论文“ARelationalModelofDataforLargeSharedDataBanks”大型共享数据库数据的关系模型，提出关系模型的概念，奠定了关系模型的理论基础。,1.1数据库的历史与发展,数据库发展史关系数据库模型RDBMS的建立1970年，RDBMS的理论基础。1979年，Oracle1.0。1980年，SystemR。1985年，DB2。1980-1990年代，RDBMS得到广泛应用。90年代以后：面向对象的数据库系统（ObjectOrientedDBMS）。,1979年RelationalSoftware,Inc.推出了第一个商用关系型数据库系统Oracle1.0。,1.1数据库的历史与发展,数据库发展史关系数据库模型RDBMS的建立1970年，RDBMS的理论基础。1979年，Oracle1.0。1980年，SystemR。1985年，DB2。1980-1990年代，RDBMS得到广泛应用。90年代以后：面向对象的数据库系统（ObjectOrientedDBMS）。,1980年IBM的SystemR作为正式产品推向市场。然而，SystemR是1979年完成的，但是为了实现对IMS的承诺并为投产。,1.1数据库的历史与发展,数据库发展史关系数据库模型RDBMS的建立1970年，RDBMS的理论基础。1979年，Oracle1.0。1980年，SystemR。1985年，DB2。1980-1990年代，RDBMS得到广泛应用。90年代以后：面向对象的数据库系统（ObjectOrientedDBMS）。,1985年IBM发布了DB2。,1.2数据库的历史与发展,数据库发展史关系数据库模型RDBMS的建立1970年，RDBMS的理论基础。1979年，Oracle1.0。1980年，SystemR。1985年，DB2。1980-1990年代，RDBMS得到广泛应用。90年代以后：面向对象的数据库系统（ObjectOrientedDBMS）。,1.1数据库的历史与发展,数据库发展史关系数据库模型RDBMS的建立1970年，RDBMS的理论基础。1979年，Oracle1.0。1980年，SystemR。1985年，DB2。1980-1990年代，RDBMS得到广泛应用。90年代以后：面向对象的数据库系统（ObjectOrientedDBMS）。,90年代以后相当大的精力用于面向对象的数据库系统（ObjectOrientedDBMS）。但市场发展并不理想。,1.2数据库的历史与发展,数据库发展史与新技术结合的数据库模型分布式DBMS面向对象的DBMS数据仓库与数据挖掘面向文档的数据库NoSQL=NotOnlySQL,NoSQL=NotOnlySQL,RDBMS突出的优势保持数据的一致性（事务处理）由于以标准化为前提，数据更新的开销很小（相同的字段基本上都只有一处）可以进行JOIN等复杂查询存在很多实际成果和专业技术信息（成熟的技术）,NoSQL=NotOnlySQL,RDBMS的不足大量数据的写入处理为有数据更新的表做索引或表结构（Schema）变更字段不固定时应用为简单查询需要快速返回结果的处理,存储的历史,打孔卡片18841970s,穿孔纸带18461970s,4096bit计数电子管1946,盘式磁带Univac，1951IBM，1952,盒式录音磁带飞利浦，1963约1M字节,磁鼓IBM，1953约10K,软盘，从早期的8英寸软盘、5.25英寸软盘到3.5英寸软盘。其中，3.5英寸1.44MB软盘占据计算机的标准配置地位近20年之久,第一台硬盘机IBM，19564.4MB,目前主流磁盘1TB,光盘SONY，飞利浦，1979650MB,DVD8.5GB,蓝光DVD和HD-DVD,数据库管理系统,数据库管理系统（DatabaseManagementSystem，DBMS）是一套软件产品，可以把一系列相关数据保存在计算机中，并提供对这些数据进行检索、修改和维护等操作的工具和编程接口。数据库（Database，DB）指保存在计算机中的数据部分。,DBMS的功能,模式翻译应用程序的编译交互式查询数据的组织与存取事务运行管理数据库的维护,DBMS的功能,模式翻译应用程序的编译交互式查询数据的组织与存取事务运行管理数据库的维护,将概念上的数据库模式翻译为内部表示。数据库的逻辑结构、完整性约束和物理储存结构保存在内部的数据字典中。数据库的各种数据操作(如查找、修改、插入和删除等)和数据库的维护管理都是以数据库模式为依据的。,DBMS的功能,模式翻译应用程序的编译交互式查询数据的组织与存取事务运行管理数据库的维护,把包含着访问数据库语句的应用程序，编译成在dbms支持下可运行的目标程序。,DBMS的功能,模式翻译应用程序的编译交互式查询数据的组织与存取事务运行管理数据库的维护,提供易使用的交互式查询语言，如sql。dbms负责执行查询命令，并将查询结果显示在屏幕上。,DBMS的功能,模式翻译应用程序的编译交互式查询数据的组织与存取事务运行管理数据库的维护,提供数据在外围储存设备上的物理组织与存取方法。,DBMS的功能,模式翻译应用程序的编译交互式查询数据的组织与存取事务运行管理数据库的维护,提供事务运行管理及运行日志，事务运行的安全性监控和数据完整性检查，事务的并发控制及系统恢复等功能。,DBMS的功能,模式翻译应用程序的编译交互式查询数据的组织与存取事务运行管理数据库的维护,为数据库管理员提供软件支持，包括数据安全控制、完整性保障、数据库备份、数据库重组以及性能监控等维护工具。,RDBMS的特点,高可靠性存储的数据不会遭到破坏（即使软件、硬件遭到破坏），使用备份机制，可恢复。数据安全。不同人员授权不同，避免非法访问及级别不够时的越权操作。高可用性并发性。多用户通过网络并发访问，使用各种缓存机制。事务处理。数据冗余性低，可重用性强平台无关性数据不加改动可移植到不同操作系统下。程序员无须顾及服务器，只须考虑DBMS即可。支持工具充分,1.2典型的DBMS软件产品,大型DBMS产品ORACLEDB2（Informix）中小型DBMS产品MSSQLSybaseSQLServer桌面型DBMSAccess开源产品MySql(LAMP:LINUX+APACHE+MYSQL+PHP)PostgreSQL、FirebirdNoSQL,数据库的应用领域,联机事务处理（OnlineTransactionProcessing，OLTP）对各种现实事务过程中的数据进行存储、查询和处理。如超市结账，银行转账等，一般由业务操作员进行操作，是其他数据库应用的基础。联机分析处理（OnlineAnalysisProcessing，OLAP）对OLTP的数据进行分析、汇总和统计等，力求进行深入的分析。一般由专业管理人员和技术人员进行操作。数据仓库（DataWarehouse）面向主题的、集成的、相对稳定的、随时间不断变化（不同时间）的数据集合，用以支持经营管理中的决策制定过程、数据仓库中的数据面向主题，与传统数据库面向应用相对应。,1.3数据库应用系统构成,1、硬件服务器、工作站、网络2、软件DBMS（核心）操作系统、DBMS支撑工具、接口库、开发工具等由程序员根据用户需求设计开发的应用系统3、数据库具有持久性，结构化和可共享的数据集合。数据库是现代化企业的核心资源之一。,数据库应用系统的发展,70年代之前：原始的、基于主机的应用系统，供政府、军队和大企业使用。80年代后：随着局域网和PC机的发展，局域网模式的数据库应用系统逐渐普及到中小企业，形成C/S的开发模式。本世纪：随着互联网的迅速发展，以网站为表现形式的数据库应用系统越来越多，形成B/S的开发模式。,数据库应用系统的领域,作业控制：数据处理系统(DataProcessingSystem,DPS)或交易处理系统(TransactionProcessingSystem,TPS)知识管理：知识工作系统(KnowledgeWorkSystem,KWS)与办公室系统(OfficeSystem,OS)，负责累积知识与协助运用知识以提高组织的竞争力。管理控制：管理信息系统（ManagementInformationSystem，MIS）策略规划：决策支持系统（DecisionSupportSystems，DSS）、数据挖掘（DataMining）,数据库及应用系统的用户,最终用户：系统的使用者初级用户高级用户程序员：系统程序的建立者系统分析员：和（高级）用户沟通，设计数据库应用方案和软件结构。前台程序员：使用前台开发工具，设计界面软件，对数据库进行存取。后台程序员：较复杂的系统中，使用特定数据库开发工具做一些通用子程序在数据库服务器端或者中间服务器运行。数据库管理员(DBA)：负责配置和维护数据库。,DatabaseDevelopers,ImplementingthedatamodelrequiredbytheapplicationCreatingschemaobjectsandimplementingrulesfordataintegrityChoosingaprogrammingenvironmentforanewdevelopmentprojectWritingserver-sidePL/SQLorJavasubprogramsandclient-sideproceduralcodethatuseSQLstatementsCreatingtheapplicationinterfacewiththechosendevelopmenttoolEstablishingaGlobalizationSupportenvironmentfordevelopingglobalizedapplicationsInstantiatingapplicationsindifferentdatabasesfordevelopment,testing,education,anddeploymentinaproductionenvironment,DatabaseAdministrator-1,Installing,upgrading,andpatchingDatabasesoftwareDesigningdatabases,includingidentifyingrequirements,creatingthelogicaldesign(conceptualmodel),andphysicaldatabasedesignCreatingOracledatabasesDevelopingandtestingabackupandrecoverystrategy,backingupdatabasesregularly,andrecoveringthemincaseoffailuresConfiguringthenetworkenvironmenttoenableclientstoconnecttodatabasesStartingupandshuttingdownthedatabase,DatabaseAdministrator-2,ManagingstorageforthedatabaseManagingusersandsecurityManagingdatabaseobjectssuchastables,indexes,andviewsMonitoringandtuningdatabaseperformanceInvestigating,gatheringdiagnosticdatafor,andreportingtoSupportServicesanycriticaldatabaseerrorsEvaluatingandtestingnewdatabasefeatures,oracledatabaseonlinedocumentation浪潮之巅Oracledatabase9i/10g/11g编程艺术深入数据库体系结构,