物流信息技术第二章数据库管理与网络技术

第二章数据库管理与网络技术第二章数据库管理与网络技术第一节数据库基础知识第二节数据库管理技术第三节计算机局域网技术第四节网络数据库组织第五节企业内部网络第六节数据仓库第七节网络信息安全【本章小结】【案例1】【案例2】【复习思考题】第一节数据库基础知识一、数据管理技术的发展数据管理技术是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护的技术。(一)人工管理阶段(1)数据不能长期保存在计算机中。(2)数据作为程序的组成部分不能独立存在，即数据和程序完全结合成一个不可分割的整体。(3)数据由程序员设计的应用程序进行管理，无专门的系统软件对数据进行管理。(4)数据面向应用，不同应用程序的数据之间相互独立、彼此无关，即使两个不同应用程序涉及相同的数据，也必须各自定义，无法互相参照和引用。因此，数据大量冗余，且不能共享。第一节数据库基础知识(二)文件系统阶段(1)数据以文件形式可以长期保存在计算机中并由操作系统来管理，文件的组织方式由顺序文件逐步发展到随机文件。(2)操作系统的文件管理系统提供了对数据的输入和输出操作接口，即提供数据存取方法。(3)一个应用程序可以使用多个文件，一个文件可被多个应用程序使用，数据可以共享。(4)数据仍然是面向应用的，文件之间彼此孤立，不能反映数据之间的联系，因而仍存在数据大量冗余和不一致性。(三)数据库系统阶段第一节数据库基础知识图2-1数据库系统阶段(1)采用一定的数据模型来组织数据，数据不再面向单一的应用，而是面向整个应用系统。(2)应用程序独立于数据，实现了数据的独立性。(3)数据的冗余度明显减少，从而减少了数据的不一致性。(4)为用户的数据操作提供了方便的接口，实现了数据共享。(5)提供了下列数据控制功能：(四)高级数据库技术阶段第一节数据库基础知识(1)分布式数据库。它是数据库技术和计算机网络技术相互渗透和有机结合的产物，由一组物理上分布在计算机网络的不同结点上数据，既面向本地的局部应用，又参与涉及多个结点的全局应用，即这些分布的数据在逻辑上属于同一个整体。(2)面向对象的数据库。20世纪80年代末期，在程序设计语言领域中引入了面向对象的概念。通过面向对象的程序设计来解决程序中的重要问题，将面向对象的概念引入数据库领域，产生了面向对象数据库系统。二、数据库的定义和特点第一节数据库基础知识数据库（DataBase，简称DB）是存放在计算机存储设备中的、以一种合理的方法组织起来的、与公司或组织的业务活动和组织结构相对应的各种相关数据的集合，该集合中的数据可以为公司或组织的各级经过授权的人员或应用程序以不同的权限所共享。(一)数据库的特点(1)以一定的数据模型来组织数据，数据尽可能不重复(最少的冗余度)。(2)以最优方式为某个特定组织的多种应用程序或用户服务(应用程序或用户对数据资源共享)。(3)其数据结构独立于使用它的应用程序(数据独立性)。(4)对数据的定义、操纵和控制由数据库管理系统统一进行管理和控制。第一节数据库基础知识(二)数据库的分类三、数据模型模型是抽象地模仿现实世界的事物，如房屋设计模型、城市规划模型等都是对现实世界事物的一种模拟。(一)概念数据模型(二)结构数据模型(1)层次模型(HierarchicalModel)。用树形结构表示实体类型以及实体间的联系是层次模型的主要特征。IBM公司1969年推出IMS(InformationManagementSystem)商用数据库系统的数据模型是最典型的层次模型系统，20世纪70年代曾在商业领域中广泛应用。第一节数据库基础知识(2)网状模型(NetworkModel)。用网状结构表示实体类型及实体之间联系的数据模型称为网状模型，用于设计网状数据库。网状模型有许多成功的数据库管理系统，它们在20世纪70年代和80年代得到广泛的应用。图2-2网状模型(3)关系模型(RelationModel)。用表结构来表示实体类型以及实体间联系的模型为关系模型。表2-1订单关系模型表第一节数据库基础知识表2-1订单关系模型表1)关系模型概念单一，数据结构简单，实体与实体间的联系都是用关系(二维表)表示的。第一节数据库基础知识2)关系模型是数学化的模型，可把表格看成一个集合，数据操作是集合的操作，即操作对象和操作结果都是关系。3)关系数据库语言是非过程化的。4)关系模型以关系代数为基础，形式化基础强。5)有功能强大的关系数据库语言SQL的支持。(4)面向对象模型(Object—OrientedModel)图2-3类四、数据库系统的组成第一节数据库基础知识数据库系统（DBS）是采用数据库技术的计算机系统，是可运行的、以数据库方式存储、维护和向应用系统提供数据或信息支持的系统。图2-4数据库系统组成(一)数据库及其硬件支持系统(二)数据库管理系统第一节数据库基础知识(1)数据库定义。对数据库的结构进行描述，包括外模式、模式、内模式的定义；数据库完整性的定义；安全保密定义，如用户口令、级别、存取权限等；存取路径，如索引的定义。这些定义存储在数据字典，亦称为系统目录中，是DBMS运行的基本依据。(2)数据存取。提供用户对数据的操纵功能，实现对数据库数据的检索、插入、修改和删除。一个好的DBMS应该提供功能强易学易用的数据操纵语言(DML)、方便的操作方式和较高的数据存取效率。DML有两类：一类是宿主型语言，一类是自含型语言。前者的语句不能独立使用而必须嵌入某种主语言，如嵌入C语言、COBOL语言中使用，而后者可以独立使用，通常供终端用户交互使用。第一节数据库基础知识(3)数据库运行管理。这是指DBMS运行控制、管理功能。它包括多用户环境下的并发控制、安全性检查和存取权限控制、完整性检查和执行、运行日志的组织管理、事务的管理和自动恢复，即保证事务的原始性，这些功能保证了数据库系统的正常运行。(4)数据组织、存储和管理。DBMS要分类组织、存储和管理各种数据，包括数据字典(亦称系统目录)、用户数据、存取路径等等，要确定以何种文件结构和存取方式在存储级上组织这些数据，如何实现数据之间的联系。数据组织和存储的基本目标是提高存储空间利用率，选择合适的存取方法提高存取(如随机查找、顺序查找、增、删、改)效率。第一节数据库基础知识(5)数据库的建立和维护。它包括数据库的初始建立、数据的转换、数据库的转储和恢复、数据库的重组织和重构造以及性能监测分析等功能。(6)其他功能。这包括DBMS与网络中其他软件系统的通信功能，一个DBMS与另一个DBMS或文件系统的数据转换等。(三)操作系统(四)数据库应用系统(五)数据库应用开发工具(六)数据库管理员及其他人员(1)根据数据库设计的结果，建立整个数据库的模式。对关系数据库而言，就是在数据库中建立一系列的关系模式。第一节数据库基础知识(2)定义数据库数据的存储结构和存取方法，即内模式。例如，为关系模式建立索引。(3)定义外模式，并根据用户的不同权限给用户授权，使各用户既可以使用自己业务范围内的数据，又无法窃取其他不在其权限范围内的数据。(4)根据需要，修改数据库的模式、外模式和内模式，并将所有的修改操作记录下来以备今后查看。(5)监控数据库的运行和使用，及时处理数据库运行过程中可能出现的任何问题，保证数据库数据的完整性。第二节数据库管理技术一、SQL语言简介在数据库中，数据的定义、数据的操纵等主要功能，是通过数据库支持的数据库语言实现的，SQL就是一种关系数据库语言。(一)几个基本概念(二)SQL语言的功能表2-2SQL语言中的动词表2-2SQL语言中的动词二、数据管理技术第二节数据库管理技术(一)安全性管理(二)数据库备份1.完全数据库备份2.增量备份(1)如果自从最近一次完全数据库备份以来，数据库中某些记录已经修改了若干次，那么增量备份只包含该记录的最新值。这一点与事务日志备份不一样，在事务日志备份中，包含了该记录所有变化的历史值。(2)可以最小化备份数据库的时间，因为这种备份比完全数据库备份小，并且不必应用事务日志的一系列备份。(3)应该为包含增量备份内容的备份文件创建一个命名机制，以便区分这些增量备份文件和包含完全数据库备份的文件。第二节数据库管理技术3.事务日志备份(1)备份从最近一次成功执行BACKUPLOG语句的地方到当前事务日志的末尾之间的事务日志。(2)清除事务日志直到事务日志中活动部分的开始处。(3)清除事务日志不活动部分中的信息，重新声明磁盘空间。(4)数据库文件或者文件组备份。(1)必须指定文件或者文件组的逻辑名称。(2)为了使存储的文件与数据库的其余部分一致，允许执行事务日志的备份。(3)为了确保所有的数据文件或者文件组定期进行备份，应该制定一个周期备份每个文件的规划。(4)最多可以指定16个文件或者文件组。第二节数据库管理技术(三)数据库恢复1.从完全数据库备份中恢复2.从增量备份中恢复3.从事务日志备份中恢复4.从文件或者文件组备份中恢复(四)数据复制第三节计算机局域网技术一、计算机网络概述计算机网络是计算机技术和通信技术发展的产物。(一)计算机网络的功能1.资源共享2.数据传输和集中处理3.均衡负荷与分布处理4.改善可靠性，提高性价比(二)计算机网络的分类1.局域网2.广域网3.城域网二、局域网的拓扑结构第三节计算机局域网技术拓扑（Topology）是一种研究与大小、距离无关的几何图形特性的方法。(一)总线形图2-5总线形网络(二)星形第三节计算机局域网技术图2-6星形网络(1)局部线路故障只会影响局部区域，不会导致整个网络瘫痪。除非整个网络只有一部集线器，而碰巧问题出在集线器，这样才会整个网络都停止工作。(2)追查故障点时相当方便，通常从集线器或交换机上对应的指示灯便能很快查知。第三节计算机局域网技术(3)新增或减少计算机时，不会造成网络中断。(4)唯一缺点是必须增加一笔购买集线器或交换机的成本，但是由于集线器的价格日益滑落，使得这个缺点的影响逐渐缩小，因此星形网络已成为目前小型局域网的趋势。(三)环形图2-7环形网络(四)树形三、网络协议第三节计算机局域网技术在网络发展的初期，许多研究机构、计算机厂商和公司都大力发展计算机网络。(一)OSI参考模型1.物理层图2-8OSI参考模型第三节计算机局域网技术2.数据链路层3.网络层4.传输层5.会话层6.表示层7.应用层(二)TCP/IP协议表格第三节计算机局域网技术图2-9OSI参考模型与TCP/IP协议标准的比较1.网络接口层2.网络层3.传输层4.应用层四、局域网的基本组成局域网由网络硬件和网络软件两大部分组成。02(26-96)P71ct_Embed_9.jpg第三节计算机局域网技术图2-10单集线器双绞线以太网的结构组成1.网络服务器(1)提供网络通信功能，有管理网络服务器与工作站之间通信的能力。(2)为网络用户提供各种共享的软硬件资源，并能管理和分配这些资源，协调用户对资源的访问。(3)提供文件管理功能，如文件和目录的存取与安全保护、共享数据库的管理与访问、数据的存储与共享、对共享软件的管理和磁盘管理等。(4)提供各种Internet信息服务，如文件服务、打印服务、存储服务、电子邮件服务、域名服务、Web服务、文件传输服务。第三节计算机局域网技术(5)提供各种网络应用服务，如信息管理系统、远程教学、电子图书馆、IPPhone、电子商务和远程医疗、视频点播、电视会议等多媒体应用。(6)提供网络管理功能，监控网络运行情况，对网络进行性能管理、失效管理、配置管理、设备管理等。2.工作站3.网络适配器(网卡)(1)实现工作站与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，接收和执行工作站与服务器送来的各种控制命令，完成物理层功能。(2)实现局域网数据链路层的一部分功能，包括网络存取控制、信息帧的发送与接收、差错校验、串并代码转换等。第三节计算机局域网技术(3)实现某些接口功能，并提供数据缓冲能力。(4)实现无盘工作站的复位和引导。4.网络设备5.传输介质及附属设备6.网络软件五、网络互联技术计算机与计算机或工作站与服务器进行连接时，除了使用连接介质外