电子科大_数据库技术_第1章 概述

DATABASE@UESTC学以致用用以促学《数据库技术》第1章数据库系统概论电子科技大学·资源与环境学院2020年3月13日星期五DATABASE@UESTC学以致用用以促学ClicktoaddTitle1数据库应用实例1ClicktoaddTitle2数据库相关术语2ClicktoaddTitle2数据管理技术3ClicktoaddTitle1数据库系统组成结构4DATABASE@UESTC学以致用用以促学生活中的数据库应用实例？校园学籍/成绩/财务信息管理系统银行业务管理系统电信业务管理系统火车、飞机的订票管理系统医院信息管理系统。。。。。。有哪些共性？DATABASE@UESTC学以致用用以促学医院信息管理系统（HIS）业务对象（实体）患者、医生、药品、处方。。。。。。业务活动（联系）挂号、诊断、化验、检查、领药、交费。。。数据使用（检索）收入统计、病案分析、绩效评估、辅助决策。。。入库出库DATABASE@UESTC学以致用用以促学存在哪些问题？如何组织这些数据？如何存取这些数据？哪些人可以操作哪些数据？多人如何操作同一数据？出现故障后怎么办？如何分析数据和发现数据价值？——数据模型、规范化理论——数据定义和操作语言——安全性控制——并发性控制——数据恢复——数据仓库、数据挖掘（DIKV）入库出库DATABASE@UESTC学以致用用以促学数据库技术研究和解决的问题——数据管理的共性问题大量数据的有效组织和存储减少数据存储冗余；实现数据共享；保障数据安全；高效检索和处理数据；DATABASE@UESTC学以致用用以促学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，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透。由于数据库系统具有数据结构化、最低冗余度、较高的程序与数据独立性等优点，较大的信息管理系统都是以数据库作为基础的。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DATABASE@UESTC学以致用用以促学DATABASE@UESTC学以致用用以促学本章学习目标掌握数据库的基本概念和相关术语；掌握数据库管理技术发展的3个阶段；了解数据库系统的一般构成；理解数据库系统模式结构；DATABASE@UESTC学以致用用以促学ClicktoaddTitle1数据库应用实例1ClicktoaddTitle2数据库相关术语2ClicktoaddTitle2数据管理技术3ClicktoaddTitle1数据库系统组成结构4DATABASE@UESTC学以致用用以促学数据、信息与数据处理数据库基本概念数据库数据库管理系统数据库系统关系列表和关系数据库DATABASE@UESTC学以致用用以促学数据是一种符号序列，它的内容是事物特性的反映。数据是对现实世界的事物采用计算机能够识别、存储和处理的方式进行描述，或者说是计算机化的信息。数据的类型。不仅包括数字、字母、文字和其他特殊字符；而且还包括图形、图像、声音等多媒体数据。DATABASE@UESTC学以致用用以促学数据的语义描述一条数据（结构化数据）如下：（余颖，女，20，四川，销售部，2008，3000）语义解释：余颖是公司职员，女，20岁，四川人，2008年进入公司，月薪3000元；不懂语义则无法解释。DATABASE@UESTC学以致用用以促学信息是经过加工处理的数据，是人们消化理解了的数据，是数据的具体含义，是数据经过记录、分类、组织、连接或翻译后出现的意义。数据与信息既有联系又有区别。数据是信息的载体，而信息则是数据的具体含义。而且同一数据也可能有不同的解释。数据一般都可以表示成某种信息，但并非任何数据都能包含对人们来说有用的信息。信息是抽象的，不随数据设备所决定的数据形式而变化；而数据的表现形式却具有可选择性。DATABASE@UESTC学以致用用以促学数据处理是指将数据转换成信息的过程。数据处理的基本目的是从大量、已知数据出发、根据事物之间的固有联系和规律，通过分析归纳、演绎推导等手段，提出对人们有价值、有意义的信息，作为决策的依据。数据的简单处理包括组织、编码、分类、排序等；数据的复杂处理可以使用统计学方法、数学模型等对数据进行深层次的加工。DATABASE@UESTC学以致用用以促学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易扩展学生登记表学号姓名年龄性别系名年级95004王小明19女社会学9595006黄大鹏20男商品学9595008张文斌18女法律学95………………DATABASE@UESTC学以致用用以促学DBMS的定义一个能够让用户定义、创建和维护数据库以及控制对数据库访问的软件系统。DBMS组成：查询处理器和存储管理器。查询处理器主要有四部分：DDL编译器、DML编译器、嵌入式DML的预编译器及查询运行核心程序；存储管理器主要有四个部分：授权和完整性管理器、事务管理器、文件管理器及缓冲区管理器。DATABASE@UESTC学以致用用以促学DBMS的功能：数据库定义功能提供数据定义语言（DDL，DataDefineLanguage）对各级数据模式进行精确定义，包括创建模式（schema）数据库（database）、表（table）、视图（view）等等。DBMS的功能：数据操纵功能数据库管理系统提供数据操纵语言（DML，DataManipulationLanguage），可以对数据库中的数据进行追加、插入、修改、删除、检索等操作。DATABASE@UESTC学以致用用以促学DBMS的功能：数据库运行控制功能提供数据控制语言（DCL，DataControlLanguage）。数据库的恢复。在数据库被破坏或数据不正确时，系统有能力把数据库恢复到正确的状态。数据库的并发控制。在多个用户同时对同一个数据进行操作时，系统应能加以控制，防止破坏DB中的数据。数据完整性控制。保证数据库中数据及语义的正确性和有效性，防止任何对数据造成错误的操作。数据安全性控制。防止未经授权的用户存取数据库中的数据，以避免数据的泄露、更改或破坏。DBMS的功能：数据库的维护功能DATABASE@UESTC学以致用用以促学数据库系统的定义数据库系统（DatabaseSystem，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。注：在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。数据库系统的组成硬件系统数据库集合数据库管理系统及相关软件数据库管理员（DBA）用户DATABASE@UESTC学以致用用以促学实体举例：在数据库系统中，一个实体可以是一个人、一个地方、一个事件或一个我们将要为其收集数据的物体。例如，在学校中，实体可能是学生、教师员工、课程等。所有的学生可以组成一个实体集。实体的属性：每个实体都有某些称为属性的特征，如学生实体可能包含以下属性：学生学号、姓名、性别、入学时间、专业方向等。每个属性必须恰当地命名，以便让用户能够知道它的内容，如学生实体，属性姓名可以存储为STU_NAME，性别可以存储为STU_SEX。DATABASE@UESTC学以致用用以促学表表是二维结构，它包括行和列。一个表包括一组相关的实体——实体集。有时，术语实体集和表经常互换使用。学生登记表学号姓名年龄性别系名年级95004王小明19女社会学9595006黄大鹏20男商品学9595008张文斌18女法律学95………………DATABASE@UESTC学以致用用以促学关系数据库使用表来组织数据元素，每一个表对应于一个应用实体集，而每行则代表实体的一个事例。如医院管理系统中医生实体集对应数据库中的表Doctor，该表中的每一行则代表不同的医生。联系通过将来自于一个表的行标识符（医生编号）出现在一个表示诊断的行中，从而建立了该诊断与这个医生之间的联系。这种表之间通过属性进行联系，构成了关系列表，是关系数据库的一个基础。医生编号医生姓名医生性别医生年龄所属部门技术等级工资诊断编号患者编号医生编号症状描述诊断描述就诊时间DATABASE@UESTC学以致用用以促学1970年，IBM研究室的TedCodd发表了一篇具有很大影响的关于关系数据库模型的论文，数据库系统发生了显著的变化。Codd提出数据库系统应为用户提供这样一种观点：即数据库系统是用一种称为“关系”的表来组织数据的。而在背后，可能有一个很复杂的数据结构，以保证对各种查询的快速响应。但与以前的数据库系统的用户不同，关系数据库系统的用户并不关心数据的存储结构，而是使查询能用很高级的语言来实现，从而大大提高了数据库开发人员的效率。DATABASE@UESTC学以致用用以促学关系就是表。表的各列以属性开始，属性是列的入口。下表是一个名为Doctor（医生）的关系，记录的是医生的信息。医生编号医生姓名医生性别医生年龄所属部门技术等级工资001李红女30101主任医师3000002张兰女35104主治医师1800DATABASE@UESTC学以致用用以促学ClicktoaddTitle1数据库应用实例1ClicktoaddTitle2数据库相关术语2ClicktoaddTitle2数据管理技术3ClicktoaddTitle1数据库系统组成结构4DATABASE@UESTC学以致用用以促学数据管理的发展数据和数据管理技术数据管理技术的3个发展阶段人工管理阶段文件系统管理阶段数据库系统管理阶段DATABASE@UESTC学以致用用以促学数据管理技术面临挑战信息爆炸可能产生大量垃圾数据类型的多样化和一体化要求当前的数据管理还不能处理不确定或不精确的模糊信息数据库安全对数据库理解和知识获取的要求DATABASE@UESTC学以致用用以促学数据管理技术面临挑战20世纪60年代，由于计算机的主要应用领域从科学计算转移到数据事务处理，促使数据管理应运而生，使数据管理技术出现一次飞跃。E.F.Codd提出关系数据库模型，在数据管理和理论方面产生了深远的影响。经过大批数据库专家十余年的不懈努力，数据库领域在理论和时间上取得令人瞩目的成就，它标志着数据管理的逐渐成熟，使数据管理技术出现了又一次飞跃。DATABASE@UESTC学以致用用以促学时间：20世纪50年代中期以前计算机主要用于科学计算。外部存储器只有磁带、卡片和纸带等，还没有磁盘等直接存取存储设备。软件只有汇编语言，尚无数据管理方面的软件。数据处理方式基本是批处理。特点：计算机系统不提供对用户数据的管理功能。数据不能共享。不单独保存数据。应用程序１数据集１应用程序２数据集２应用程序ｎ数据集n...…...…人工管理阶段DATABASE@UESTC学以致用用以促学时间：20世纪50年代后期至60年代中期。计算机不仅用于科学计算，还利用在信息管理方面。随着数据量的增加，数据的存储、检索和维护问题成为紧迫的需要，数据结构和数据管理技术迅速发展起来。外部存储器已有磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备。软件领域出现了操作系统和高级软件。操作系统中的文件系统是专门管理外存的数据管理软件。数据处理方式有批处理，也有联机实时处理。应用程序１文件１应用程序２文件2应用程序ｎ文件n存取方法...…...…文件管理阶段DATABASE@UESTC学以致用用以促学特点：数据以“文件”形式可长期保存在外部存储器的磁盘上。由于计算机的应用转向信息管理，因此对文件要进行大量的查询、修改和插入等操作。数据的逻辑结构与物理结构有了区别，但比较简单。程序与数据之间具有“设备独立性”，即程序只需用文件名就可与数据打交道