广工数据库课件及期末复习提纲

第一章数据库系统概述数据库系统原理及应用DBDataBase数据库系统原理及应用2/50你知道什么是管理信息系统吗？在日常学习、工作、生活中有哪些管理信息系统？教务管理系统银行个人帐户管理系统ERP/PDM/OA你了解哪些数据库？MSSQLServerOracleMYSQL处理数据你接触过数据库吗？数据库系统原理及应用数据库的直观印象数据的仓库数据库系统原理及应用4/50主要内容目录数据库的基本概念数据库技术的发展数据库系统体系结构数据库系统原理及应用5/50数据库的基本概念信息数据数据库数据库管理系统信息系统数据库系统数据库的基本概念数据库系统原理及应用6/50基本概念什么是信息(Information)新的、有用的事实信息的内容：客观性、未知性信息的实效性信息在时间上的传递--信息存储信息在空间上的传递--信息通信信息的表达：符号和方式信息对人类社会发展有重要意义提高人们对事物的认识预测、控制事物的发展协调整个社会的发展记录社会发展的历程数据库的基本概念数据库系统原理及应用7/50基本概念什么是数据(Data)：有效地表示、存储和抽取信息数据是用来载荷信息的物理符号数据是信息的最佳表现形式数据的形式本身并不能表达其意义，需要经过语义解释数据库的基本概念例：3.14/1314/####=24？数据库系统原理及应用8/50基本概念数据的特征数据包含了数据结构和取值数据受数据类型和取值范围的约束数据有定性和定量之分数据应具有载体和多种表现形式学号姓名年龄性别所在学院是否党员入党日期08936张三20男机电学院是2003-07-0109735李四20女艺术学院否学生：结构取值字符串型数值型逻辑型日期型{“男”、“女”}报表、图形、语音、不同的语言符号…数据库的基本概念数据库系统原理及应用9/50基本概念什么是数据库(Database)是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统长期存储在计算机内、有组织、可共享的数据集合数据库是一个能够合理保管数据的“仓库”数据库的基本概念数据库系统原理及应用10/50基本概念什么是数据库数据库数据库的基本概念数据库系统原理及应用11/50基本概念数据库与数据文件数据库中的数据实现了整体数据的结构化数据库从全局观点出发建立；文件系统根据局部要求或功能需要建立数据的最小存储单位：数据库--数据项、文件--记录数据库方法--面向对象；文件方法--面向过程数据的共享性好，冗余度低，独立性高数据由数据库管理系统(DBMS)统一管理和控制产品（产品编号，名称，规格，计量单位，图号，销售状态，经销价，批发价，零售价，成本价，批次管理，保质期管理，合理储备天数，…）产品1（产品编号，名称，规格，计量单位，图号，…）-----产品数据管理产品2（产品编号，名称，规格，计量单位，销售状态，经销价，批发价，零售价，成本价…）-----销售管理产品3（产品编号，名称，规格，计量单位，批次管理，保质期管理，合理储备天数，…）------库存管理数据库方法数据文件方法数据库的基本概念数据库系统原理及应用12/50基本概念什么是数据库管理系统(DatabaseManagementSystem)专门用于管理数据库的计算机系统软件(DBMS)提供数据定义、建立、维护、查询和统计等操作功能对数据的完整性、一致性、安全性进行控制著名的数据库管理系统：–Oracle（OracleCorporation）–Informix（InformixSoftwareInc.）–Sybase（SybaseInc.）–DB2（IBM）–SQL-Server（MicrosoftCorporation）–ACCESS(MicrosoftCorporation)–mySQL(Theworld’smostpopularopensourcedatabase)数据库的基本概念数据库系统原理及应用13/50基本概念DatabaseManagementSystem数据库的基本概念数据库系统原理及应用14/50数据库管理系统的基本功能已经有的数据库按右键出菜单选择新建数据库Database数据库的基本概念数据库系统原理及应用15/50新数据库已有的系统表数据库的基本概念数据库系统原理及应用16/50数据库管理系统的基本功能数据定义：(DataDescriptionLanguage)数据结构、完整性约束、数据库用户、口令、存取权限等数据操纵：(DataManipulationLanguage)检索、插入、修改和删除数据库的建立与维护建立：数据的载入、转储、重组织，数据库恢复维护：数据库结构的修改、变更、扩充数据库运行管理（核心功能）：并发控制、存取控制、安全性检验、完整性检查、内部维护数据通讯接口数据库的基本概念数据库系统原理及应用17/50基本概念什么是数据库系统(DatabaseSystem)使用数据库技术设计的计算机系统主要为信息管理系统构成：计算机硬件数据库数据库管理系统应用系统数据库管理员数据库的基本概念数据库系统原理及应用18/50基本概念数据库系统…….应用实例飞机订票系统包含的数据项：座位预定及分配、航班信息、机票信息典型查询：机票(航班、座位、价格)？典型更新：预售机票并发访问：两个代理同时分配同一个座位银行系统包含的数据项：帐号、姓名、地址、存款、结余典型查询：结余多少？典型更新：存款或取款并发访问：ATM与出纳员同时处理一个帐号的某一记录企业资源规划系统ERP数据库的基本概念数据库系统原理及应用19/50基本概念什么是信息系统(InformationSystem)输入和输出的内容是信息的系统一个信息系统应携带足够的信息量按其实现的功能划分：信息传递系统：只进行信息交换，不改变信息的结构和状态信息处理系统：对信息进行转换、加工和提取等信息管理系统：数据管理（保存、维护、检索等）数据库的基本概念数据库系统原理及应用20/50计算机技术第一代计算机（电子管）第二代计算机（晶体管）第三代计算机（集成电路）第四代计算机（大规模集成电路）第五代计算机（超大规模集成电路）网络通讯技术相关技术CPM（关键路线法）PERT（计划评审技术）GT（成组技术）看板管理TQCJITCAD/CAPP/CAM/NCFMSDSSAS/RSCIMSOPT（优化生产技术）精益生产约束理论先进制造技术敏捷制造虚拟制造动态联盟CRM/SCM网络化制造数码工厂1955年1960年1970年1975年1985年1980年1990年年份数据库技术的发展手工管理不保存不共享文件管理文件系统磁盘磁鼓记录内有结构数据库技术数据库系统1969:IBM(IMS)1970:DBTG(Report)1970:IBM(E.F.Codd)数据库时代多种商品化DBMS成为信息系统的基础技术SQL语言第三代数据库分布式数据库面向对象数据库数据挖掘、数据仓库开放性数据库技术发展以计算机技术和网络技术发展为基础，以应用需求为动力数据库系统原理及应用21/50手工管理数据阶段手工管理数据阶段文件管理阶段数据库系统阶段数据库的发展数据库系统原理及应用22/50手工管理数据阶段手工管理数据阶段的特点不保存大量数据没有软件系统对数据进行管理基本上没有“文件”概念一组数据对应一个程序数据库的发展数据库系统原理及应用23/50文件管理阶段文件管理阶段的数据管理特点管理的数据以文件的形式长久地被保存在计算机的外存中有专门的数据管理软件数据文件已经具有多样化数据存取以记录为单位文件系统在数据管理上的主要缺点数据冗余度(Redundancy)大数据与程序间缺乏独立性数据库的发展数据库系统原理及应用24/50数据库系统阶段数据库系统阶段的数据管理特点数据库设计时面向数据模型对象先设计数据库，再设计功能程序数据冗余度小、共享度高数据和程序之间具有较高独立性通过DBMS进行数据安全性和完整性的控制最小存取单位是数据项数据库的发展数据库系统原理及应用25/50数据库技术的发展(1)第一代数据库70年代研制的层次和网状数据库系统1969年IBM公司研制了基于层次模型的数据库管理系统IMS(InformationManagementSystem)美国数据库系统语言协会CODASYL下属的数据库任务组对数据库方法进行了系统的研究、探讨于60年代末70年代初提出了DBTG报告.报告确立并建立了网状结构数据库的许多概念、方法和技术在DBTG方法和思想的指引下,数据库系统的实现技术不断成熟,开发了许多商品化的数据库管理系统,它们都是基于网状模型和层次模型数据库系统原理及应用26/50数据库技术的发展(2)第二代数据库关系数据库系统1970年IBM公司SanJose实验室的研究员E.F.Codd“大型共享数据库数据的关系模型”E.F.Codd的杰出贡献,他于1981年获得了ACM图灵奖IBM公司SanJose实验室开发的SystemR和Berkeley加利福尼亚大学研制的INGRES为典型代表奠定了关系模型的理论基础提出了关系数据语言,如关系代数、关系演算、SQL语言等等研制了大量的关系数据库系统原型70年代后期关系数据库从实验室走向了社会80年代几乎所有新开发的数据库系统均是关系型数据库系统原理及应用27/50数据库技术的发展(3)第三代数据库80年代以来,数据库技术在商业领域的巨大成就刺激了其他领域对数据库需求的迅速增长面向对象数据模型80年代,面向对象的方法和技术的出现,产生了深远的影响数据库研究人员提出了建立面向对象数据模型(简称对象模型)数据库技术与多学科技术的有机结合分布式数据库、并行数据库、基于的网络数据库、移动数据库、多媒体数据库、演绎数据库、知识数据库、工程数据库、空间数据库、地理数据库、统计数据库、科学数据库等共同构成了数据库大家族大数据理论数据库系统原理及应用28/50数据库系统体系结构数据库系统的结构计算机硬件设备（硬件）数据库及相关的计算机软件系统（软件）开发管理数据库系统的人员（干件）数据库系统原理及应用29/50数据库系统的软件组成数据库系统的结构应用系统应用开发工具数据库管理系统操作系统数据库数据库管理员系统开发使用人员数据库系统原理及应用30/50数据库管理系统的功能划分（抽象）存储管理程序文件管理程序缓冲区管理程序数据元数据存储管理程序查询处理程序事务管理程序操作系统用户数据库系统的结构查询处理程序查询预处理查询优化处理事务处理程序安全性检查完整性约束并发控制数据恢复镜象与备份数据库系统原理及应用31/50数据库系统的三级数据模式结构什么是数据模式数据模型用数据语言给出的精确描述是数据库的框架数据库的模式：模式（逻辑模式）–对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述–概念数据库–只能有一个逻辑模式外模式（子模式）–用户或程序所涉及到的数据的逻辑结构和数据特征的描述–用户数据库–可能有多个数据子模式内模式（物理模式）–是数据的内部表示或底层描述–物理数据库数据库系统的结构数据库系统原理及应用32/50数据库系统的三级数据模式结构数据库内模式模式/内模式映象模式外模式1外模式2外模式3应用A应用B应用C应用D应用E外模式/模式映象用户的数据视图（与某应用有关的数据逻辑表示）用户数据库全体数据的逻辑结构与特征描述（不涉及物理存储细节）概念数据库数据物理结构和存储结构的描述物理数据库保证物理独立性保证逻辑独立性数据库系统的结构数据库系统原理及应用33/50数据库系统的三级数据模式结构用户数据库、概念数据库、物理数据库之间的关系只有物理数据库才是真正存在的概念数据库是物理数据库的逻辑抽象形式物理数据库是概念数据库的具体体现用户数据库是概念数据库的子集，也是物理数据库的子集的逻辑描述