第1章 数据库系统概述

数据库原理——SQLServer2课程安排：总学时：90学时，30次课其中，讲课学时54，实验学时36实验课：从教材第6章(SQLServer2005基础)开始3考核：期末成绩=出勤(5%)+平时成绩(25%)+期中测验成绩(10%)+期末测验成绩(60%)数据库原理与应用―SQLServer第1章数据库系统概述56第1章数据库系统概述数据库技术是从20世纪60年代末开始逐步发展起来的计算机软件技术，它的产生，推动了计算机在各行各业数据处理中的应用。数据库技术所研究的问题如何科学地组织和存储数据，在数据库系统中减少数据存储冗余、实现数据共享，以及如何保障数据安全、有效地获取和处理数据。7本章主要内容1.数据库技术的发展历史2.数据库与数据库系统3.数据库的体系结构81.1数据库技术的发展历史数据库技术产生于20世纪60年代末期，是计算机进行数据管理的技术。数据库系统的核心任务是数据管理。数据库技术是一门研究如何存储、使用和管理数据的技术，是计算机数据管理技术的最新发展阶段。数据库应用涉及数据、信息、数据处理和数据管理等基本概念。9数据、信息、数据处理和数据管理1．数据和信息在实际应用中，有三种基本形式的数据：1、可以参与数值运算的数值型数据，如表示成绩、工资的数据；2、由字符组成，不能参与运算的字符型数据，如表示姓名、职称的数据。3、还有图形、图像、声音等多媒体数据，如照片、商品的商标等。数据：数据是人们用于记录事物情况的物理符号。信息：信息是数据中所包含的意义。通俗地讲，信息是经过加工处理并对人类社会实践和生产活动产生决策影响的数据。数据与信息既有区别，又有联系。数据是表示信息的，但并非任何数据都能表示信息，信息只是加工处理后的数据，是数据所表达的内容。例如，王雪峰的基本工资是1350元，职称是教授，这里的“王雪峰”、“1350”、“教授”就是数据。例如：一个城市的天气预报情况就是一条信息，而描述该信息的数据形式可以是文字、图像或声音。102．数据处理和数据管理数据处理（dataprocess）：基本含义是从已知的数据出发，推导出新的数据，新的数据表示了新的信息，新的信息又可以作为已知数据进行进一步的处理。所以，把对数据进行收集、组织、存储、加工、抽取和传播等一系列活动的综合成为数据处理，其目的是从大量的原始数据中抽取、推导出对人们有价值的信息。例如：全体考生各门课程的成绩记录了考生的考试情况，属于原始的数据，对考试成绩进行分析和处理，如按照成绩从高到低顺序排列，统计各分数段的人数，进而可以根据招生人数确定录取分数线。数据、信息、数据处理和数据管理数据管理：是指对数据的收集、组织、存储、检索和维护等操作，是数据处理的基本环节。目的在于提高数据的独立性、共享性、完整性和安全性，降低数据的冗余度。1111数据库技术的发展历史1.1.2数据库技术的三个发展阶段1.人工管理阶段2.文件系统阶段3.数据库系统阶段1212数据库技术的发展历史1.人工管理阶段(20世纪50年代)程序与数据是一个整体，一个程序中的数据无法被其他程序使用，因此程序与程序之间存在大量的重复数据。特点:程序之间不能共享数据；程序复杂；数据量小且无法长期保存；人工重复输入数据数据不保存。1313人事管理应用程序教师信息数据组学生管理应用程序学生信息数据组教务管理应用程序课程信息数据组学生部门教务部门人事部门应用程序和数据的依赖关系人工管理阶段图例人工管理阶段图例1414数据库技术的发展历史2.文件管理阶段(20世纪50年代后期~20世纪60年代中期)计算机的硬件有了磁盘等直接存储设备，而且软件有了操作系统和专门用于数据管理的文件系统。在文件系统阶段，程序与数据可以分别独立存放，数据可以组成数据文件。文件管理系统如下图所示：1515数据库技术的发展历史2.文件管理阶段(20世纪50年代后期~20世纪60年代中期)计算机外存储器有了磁鼓和磁盘等直接存取设备；软件有了操作系统和文件系统；程序通过数据文件访问数据。外存储器数据输入程序数据输入程序01090101林小辉12111980120122长春市东朝阳路10委6号1300210431-789910101090102李晓娜24101984022923黑龙江省哈尔滨市建设街5号1500860431-565465401090103王强14011984060322长春市民康路10号1300240431-987451901090104张丽丽23101984071122吉林珲春市第二高级中学1333000440-751886401090105赵海燕23011984021523黑龙江大庆市萨尔图区1633110459-637936301090101林小辉12111980120122长春市东朝阳路10委6号1300210431-789910101090102李晓娜24101984022923黑龙江省哈尔滨市建设街5号1500860431-565465401090103王强14011984060322长春市民康路10号1300240431-987451901090104张丽丽23101984071122吉林珲春市第二高级中学1333000440-751886401090105赵海燕23011984021523黑龙江大庆市萨尔图区1633110459-6379363数据文件01090101林小辉12111980120122长春市东朝阳路10委6号1300210431-789910101090102李晓娜24101984022923黑龙江省哈尔滨市建设街5号1500860431-565465401090103王强14011984060322长沙市五一路10号1300240731-487451901090104张丽丽23101984071122吉林珲春市第二高级中学1333000440-751886401090105赵海燕23011984021523黑龙江大庆市萨尔图区1633110459-6379363数据文件1616外存储器01090101林小辉12111980120122长春市东朝阳路10委6号1300210431-789910101090102李晓娜24101984022923黑龙江省哈尔滨市建设街5号1500860431-565465401090103王强14011984060322长春市民康路10号1300240431-987451901090104张丽丽23101984071122吉林珲春市第二高级中学1333000440-751886401090105赵海燕23011984021523黑龙江大庆市萨尔图区1633110459-6379363查询程序王强长沙市五一路10号1300240731-487451901090103查询程序例如：数据查询与报表数据库技术的发展历史2.文件管理阶段(20世纪50年代后期~20世纪60年代中期)计算机外存储器有了磁鼓和磁盘等直接存取设备；软件有了操作系统和文件系统；程序通过数据文件访问数据。1717特点:多个程序共享数据；易于长期保存数据；程序代码有所简化；数据冗余（重复）度较大；程序对数据依赖性较强；人员专业性较强。1818学生部门教务部门人事部门文件系统教师数据文件学生数据文件课程数据文件人事管理应用程序学生管理应用程序教务管理应用程序应用程序和数据文件的关系2.文件管理阶段1919数据库技术的发展历史3．数据库管理阶段(20世纪60年代末期)数据库系统阶段数据库技术的目标主要是解决数据独立性问题，即克服程序与数据文件的相互依赖，力争数据独立，同时还需要尽量解决数据冗余、数据安全性、数据完整性等问题，因此，出现了统一管理数据的专门软件系统——数据库管理系统。如下图所示：特点：数据真正实现了结构化数据的共享性高，冗余度低，易扩充数据独立性高数据由DBMS统一管理和控制2020外存储器此阶段将数据集中存储在一台计算机上，进行统一组织和管理。数据库字段名类型宽度小数位说明F_BM字符型2省市编码F_MC字符型12省市名称字段名类型宽度小数位说明F_BM字符型2省市编码F_MC字符型12省市名称3．数据库管理阶段2121特点：数据结构化并与程序分离；数据集中式管理，高度共享；数据冗余度小，具有数据一致性和完整性控制规则。外存储器字段名类型宽度小数位说明F_BM字符型2省市编码F_MC字符型12省市名称字段名类型宽度小数位说明F_BM字符型2省市编码F_MC字符型12省市名称字段名称数据类型字段宽度说明JSBH文本6教师编号XM文本8教师姓名：最多4个汉字CSRQ日期8出生日期XB文本1性别：1表示男，2表示女ZC文本1职称：1助教，2讲师，3副教授，4教授，5博士导师ZZF逻辑1在职否：TRUE表示在职，FALSE表示退休BGDH文本10办公电话ZZDH文本10住宅电话YDDH文本15移动电话JSBHXMCSRQXBZCZZFBGDHZZDHYDDH103601李晓光1960-5-113TRUE8922331516612313019298657103621李敏1970-1-1222TRUE8456721566030413809228127106723赵丹茹1945-12-325FALSE849921313019876502105721张大伟1957-3-1114TRUE84261158499212139021256313．数据库管理阶段2222学生部门教务部门人事部门学校数据库数据库管理系统人事管理应用程序学生管理应用程序教务管理应用程序应用程序和数据库的关系3．数据库管理阶段23本章主要内容1.数据库技术的发展历史2.数据库与数据库系统3.数据库的体系结构24241.2数据库和数据库系统数据库（DB-DataBase）数据库就是存放数据的仓库，指长期存储在计算机内有组织的、可共享的数据集合，即在计算机系统中按一定的数据模型组织、存储和使用的相关联的数据集合。数据库中的数据是以文件的形式存储在存储介质上。硬件存放数据库的介质常见数据库文件扩展名：MDF-SQLServer；MDB-Access；DBC-VFP（VisualFoxPro）2525数据库和数据库系统数据库系统的组成数据库系统(DatabaseSystem，DBS)是一个计算机应用系统。它是把有关计算机硬件、软件、数据和人员组合起来为用户提供信息服务的系统。数据库系统是由计算机系统、数据库及其描述机构、数据库管理系统和有关人员组成的具有高度组织性的总体。应用程序数据库管理员开发工具数据库管理系统操作系统数据库2626数据库系统的简单结构应用程序1应用程序2……应用程序n数据库管理系统（DBMS）数据库管理员（DBA）数据库基础2727相关人员DBMSOS硬件数据库系统的组成1、数据库：是数据的汇集，它以一定的组织形式存于存储介质上。2、DBMS：是管理数据库的系统软件，它实现数据库系统的各种功能。是数据库系统的核心。数据库管理系统是一个操作和管理数据库的大型软件，由一组计算机程序构成。它是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，能够对数据库进行有效的管理，包括建立和维护数据库，接受和完成用户访问数据库的各种要求，同时还要考虑安全性、完整性、并发控制、故障恢复等。目前，数据库市场上有很多数据库管理系统产品，例如，Oracle、Sybase、IBMDB2、MicrosoftSQLServer等。数据库用应系统2828相关人员DBMSOS硬件数据库系统的组成3、数据库用户（1）终端用户：终端用户是数据库的使用者，通过应用程序与数据库进行交互。（2）应用程序员：应用程序员负责分析、设计、开发、维护数据库系统中各类应用程序，数据库系统一般需要一个以上的应用程序员在开发周期内完成数据库结构设计、应用程序开发等任务。（3）DBA：数据库管理员是高级用户，其职能是对管理、监督、维护数据库系统的正常运行，负责全面管理和控制数据库系统。4、数据库应用系统(DateBaseAppli